一种悬挂式陀螺进动演示装置的制作方法

1.本实用新型涉及教育演示设备技术领域，尤其是涉及一种悬挂式陀螺进动演示装置。


背景技术：

2.陀螺进动无疑是个有趣而耐人寻味的物理现象。不仅用小孩子们玩的陀螺就可以得到精彩的展示，引得人们去思考其中的奥妙，而且陀螺进动还在诸多领域甚至高科技领域有着广泛的应用。形象地说，对于陀螺这类转动惯量较大的东西，一旦旋转起来就好像具有了某种“力量”，即使受到外力的干扰，也能抗拒这种干扰而不至翻倒，表现为陀螺的自转轴绕着铅垂线旋转，即进动。
3.本技术人发现现有技术至少存在以下技术问题：
4.1.目前，常规的陀螺进动演示方式大多采用将工作台固定在教室的讲桌上，通过电机驱动陀螺转动以实现演示教学，由于教学场地限制，陀螺的规格大多偏小，陀螺的位置固定不能改变，导致陀螺进动的展示形式和展示角度单一，不能实现多方位演示教学，学生可操控性和互动性差，参与感低，只能被动的接收演示内容，教学质量差；
5.2.陀螺的演示需要电机驱动，电机需要配备额外的电池或电源，对演示场地要求较高，后期检修维护成本高，使用存在局限性；
6.3.现有演示工作台的结构复杂，整体重量较大，搬运不方便，拆装专业性要求较高。
7.有鉴于此，特提出本实用新型。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于提供一种悬挂式陀螺进动演示装置，解决了现有技术中存在陀螺进动演示工作台，通过电机驱动陀螺，展示形式和展示角度单一，学生可操控性和互动性差，参与感低，只能被动的接收演示内容，教学质量差的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
9.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
10.本实用新型提供的一种悬挂式陀螺进动演示装置，包括支撑组件、悬挂组件和陀螺组件；所述支撑组件的上端沿其径向向外弯曲延伸形成弯曲部，所述陀螺组件包括沿径向自外至内依次套接的轮圈和轴承，所述轴承自圆心位置沿其轴向向外延伸形成握持部，所述支撑组件的弯曲部通过悬挂组件组与陀螺组件的握持部相连。
11.优选地，所述悬挂组件包括自上至下依次连接第一吊环螺丝、旋转吊钩、钢丝吊线和第二吊环螺丝，所述第一吊环螺丝与支撑组件的弯曲部固定连接，所述第二吊环螺丝与陀螺组件的握持部固定连接；
12.优选地，所述第一吊环螺丝沿弯曲部的轴向设置，所述第二吊环螺丝沿握持部的径向设置；
13.优选地，所述旋转吊钩具有与第一吊环螺丝的吊环部相连的吊钩部和用于悬挂钢丝吊绳的旋转部，所述旋转部与吊环部活动连接，所述旋转部可沿水平方向任意旋转；
14.优选地，所述钢丝吊线的首端穿过旋转吊钩的旋转部后，通过第一钢丝卡子与钢丝吊线的中/上段连接形成环形结构，所述钢丝吊线的尾端穿过第二吊环螺丝后，通过第二钢丝卡子与钢丝吊线的中/下段连接形成环形结构；
15.优选地，所述钢丝吊线的首端和尾端相连；
16.优选地，所述握持部包括把手，所述把手靠近轮圈一端具有供第二吊环螺丝插入的安装孔，所述把手上套设有柔软包套；
17.优选地，所述支撑组件包括自下至上依次连接的底座、配重连接件和支架，所述支架的上段沿其径向向外弯曲延伸形成弯曲部，所述支架的下段与底座垂直设置形成竖直部；
18.优选地，所述钢丝吊线与支架的竖直部之间的水平最短距离大于轮圈的半径。
19.本实用新型优选技术方案至少还可以产生如下技术效果：
20.1.本实用新型有效避免了现有技术存在的陀螺进动演示工作台，通过电机驱动陀螺，而且，陀螺的规格大多偏小，陀螺的位置固定不能改变，导致陀螺进动的展示形式和展示角度单一，不能实现多方位演示教学，学生可操控性和互动性差，参与感低，只能被动的接收演示内容，教学质量差的技术问题。本实用新型通过在支撑组件上端的弯曲部安装悬挂组件，悬挂组件的下端悬吊陀螺组件，通过学生对轮圈施加切向力实现对陀螺组件的驱动，可以观察到轮圈在绕中心轴自转的同时，还在水平面内绕竖直轴回转，即绕钢丝吊线回转，此为陀螺的进动运动规律，操作方便，可操控性强，增加学生的动手能力，演示直观且高效，全方位的展示陀螺进动的运动规律，有效增强学生理解和认识陀螺的进动性，吸引学生注意力，加强记忆效果，教学质量高，进一步培养学生对物理学的兴趣。
21.2.陀螺组件采用规格较大的轮圈演示，优选直径为66cm的轮圈，学生在演示时，不影响其他学生观看学习效果，加强学生理解，演示效果良好。
22.3.悬挂组件具有旋转吊钩，在轮圈绕钢丝吊线回转时，带动钢丝吊线发生自转，旋转吊钩的旋转部随之一起旋转，有效防止钢丝吊线在轮圈回转过程中发生缠绕打结。
23.4.本实用新型的结构简单，设计合理，手动驱动，无需配备额外的电源和电机，成本低廉，体积小，重量轻，搬运及拆装方便。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1是本实用新型实施例提供的一种悬挂式陀螺进动演示装置处于未演示状态的结构示意图；
26.图2是本实用新型实施例提供的处于演示状态的结构示意图；
27.图3是本实用新型实施例提供的一种悬挂式陀螺进动演示装置的旋转吊钩的结构示意图。
28.图中：
29.1-支撑组件；11-底座；12-配重连接件；13-支架；131-竖直部；132-弯曲部；
30.2-悬挂组件；21-第一吊环螺丝；22-旋转吊钩；221-吊钩部；222-旋转部；23-钢丝吊线；24-第二吊环螺丝；25-钢丝卡子；
31.3-陀螺组件；31-轮圈；32-把手。
具体实施方式
32.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
33.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
34.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.实施例1：
36.如图1-2，本实用新型提供了一种悬挂式陀螺进动演示装置，包括支撑组件1、悬挂组件2和陀螺组件3。支撑组件1的上端沿其径向向外弯曲延伸形成弯曲部132，陀螺组件3包括沿径向自外至内依次套接的轮圈31和轴承，轴承自圆心位置沿其轴向向外延伸形成握持部，支撑组件1的弯曲部132通过悬挂组件2组与陀螺组件3的握持部相连。通过学生对轮圈31施加切向力实现对轮圈31的驱动，无需配备额外的电源和电机，成本低廉，对教学场地要求较低，操作方便，可操控性强，增加学生的动手能力，演示直观且高效，有效增强学生理解和认识陀螺的进动性，吸引学生注意力，加强记忆效果，教学质量高。
37.作为可选地实施方式，悬挂组件2包括自上至下依次连接第一吊环螺丝21、旋转吊钩22、钢丝吊线23和第二吊环螺丝24，第一吊环螺丝21与支撑组件1的弯曲部132固定连接，第二吊环螺丝24与陀螺组件3的握持部固定连接。
38.作为可选地实施方式，第一吊环螺丝21沿弯曲部132的轴向设置，第二吊环螺丝24沿握持部的径向设置。
39.作为可选地实施方式，旋转吊钩22具有与第一吊环螺丝21的吊环部相连的吊钩部221和用于悬挂钢丝吊绳的旋转部222，旋转部222与吊环部活动连接，旋转部222可沿水平方向任意旋转。在轮圈31绕钢丝吊线23回转时，带动钢丝吊线23发生自转，旋转吊钩22的旋转部222随之一起旋转，有效防止钢丝吊线23在轮圈31回转过程中发生缠绕打结。
40.作为可选地实施方式，钢丝吊线23的首端穿过旋转吊钩22的旋转部222后，通过第一钢丝卡子25与钢丝吊线23的中/上段连接形成环形结构，钢丝吊线23的尾端穿过第二吊环螺丝24后，通过第二钢丝卡子25与钢丝吊线23的中/下段连接形成环形结构，钢丝吊线23的首端和尾端不连接，提高悬挂组件2与支撑组件1和陀螺组件3连接强度和稳定性。
41.作为可选地实施方式，握持部包括把手32，把手32靠近轮圈31一端具有供第二吊环螺丝24插入的安装孔，把手32上套设有柔软包套，提高握持舒适度。
42.作为可选地实施方式，支撑组件1包括自下至上依次连接的底座11、配重连接件12和支架13，支架13的上段沿其径向向外弯曲延伸形成弯曲部132，支架13的下段与底座11垂直设置形成竖直部131。
43.作为可选地实施方式，钢丝吊线23与支架13的竖直部131之间的水平最短距离大于轮圈31的半径，避免轮圈31在转动时与支架13及操作人员发生接触，安全性高。
44.作为可选地实施方式，轮圈31的直径优选66cm，学生在演示时，不影响其他学生观看学习效果，加强学生理解，演示效果良好。
45.本实施例的工作原理为：
46.首先，轮圈31处于静止时，受自身重力作用，轮圈31的中心轴呈倾斜状态，然后学生用非惯用手握住把手32，通过惯用手对轮圈31施加切向力，使轮圈31快速自转，非惯用手再缓慢释放把手32，轮圈31在绕中心轴自转的同时，轮圈31的中心轴还在水平面内绕竖直轴回转，即绕钢丝吊线23回转。还可以改变轮圈31的自转方向，重复前述步骤，即可观察轮圈31的中心轴的回转方向也随之改变。全方位的展示陀螺进动的运动规律，有效辅助学生理解陀螺的进动性，加强记忆效果，进一步培养学生对物理学的兴趣。
47.实施例2：
48.如图1-2所示，本实用新型提供了一种悬挂式陀螺进动演示装置，包括支撑组件1、悬挂组件2和陀螺组件3。支撑组件1的上端沿其径向向外弯曲延伸形成弯曲部132，陀螺组件3包括沿径向自外至内依次套接的轮圈31和轴承，轴承自圆心位置沿其轴向向外延伸形成握持部，支撑组件1的弯曲部132通过悬挂组件2组与陀螺组件3的握持部相连。通过学生对轮圈31施加切向力实现对轮圈31的驱动，无需配备额外的电源和电机，成本低廉，对教学场地要求较低，操作方便，可操控性强，增加学生的动手能力，演示直观且高效，有效增强学生理解和认识陀螺的进动性，吸引学生注意力，加强记忆效果，教学质量高。
49.作为可选地实施方式，悬挂组件2包括自上至下依次连接第一吊环螺丝21、旋转吊钩22、钢丝吊线23和第二吊环螺丝24，第一吊环螺丝21与支撑组件1的弯曲部132固定连接，第二吊环螺丝24与陀螺组件3的握持部固定连接。
50.作为可选地实施方式，第一吊环螺丝21沿弯曲部132的轴向设置，第二吊环螺丝24沿握持部的径向设置。
51.作为可选地实施方式，旋转吊钩22具有与第一吊环螺丝21的吊环部相连的吊钩部221和用于悬挂钢丝吊绳的旋转部222，旋转部222与吊环部活动连接，旋转部222可沿水平方向任意旋转。在轮圈31绕钢丝吊线23回转时，带动钢丝吊线23发生自转，旋转吊钩22的旋转部222随之一起旋转，有效防止钢丝吊线23在轮圈31回转过程中发生缠绕打结。
52.作为可选地实施方式，钢丝吊线23的首端穿过旋转吊钩22的旋转部222后，通过第一钢丝卡子25与钢丝吊线23的中/上段连接形成环形结构，钢丝吊线23的尾端穿过第二吊
环螺丝24后，通过第二钢丝卡子25与钢丝吊线23的中/下段连接形成环形结构，钢丝吊线23的首端和尾端相连，提高悬挂组件2与支撑组件1和陀螺组件3连接强度和稳定性。
53.作为可选地实施方式，握持部包括把手32，把手32靠近轮圈31一端具有供第二吊环螺丝24插入的安装孔，把手32上套设有柔软包套，提高握持舒适度。把手32优选铝制把手32。
54.作为可选地实施方式，支撑组件1包括自下至上依次连接的底座11、配重连接件12和支架13，支架13的上段沿其径向向外弯曲延伸形成弯曲部132，支架13的下段与底座11垂直设置形成竖直部131，底座11、配重连接件12和支架13的材质选用不锈钢。
55.作为可选地实施方式，钢丝吊线23与支架13的竖直部131之间的水平最短距离大于轮圈31的半径，避免轮圈31在转动时与支架13及操作人员发生接触，安全性高。
56.作为可选地实施方式，轮圈31的直径优选66cm，学生在演示时，不影响其他学生观看学习效果，加强学生理解，演示效果良好。
57.本实施例的工作原理为：
58.首先，轮圈31处于静止时，受自身重力作用，轮圈31的中心轴呈倾斜状态，然后学生用非惯用手握住把手32，通过惯用手对轮圈31施加切向力，使轮圈31快速自转，非惯用手再缓慢释放把手32，轮圈31在绕中心轴自转的同时，轮圈31的中心轴还在水平面内绕竖直轴回转，即绕钢丝吊线23回转。还可以改变轮圈31的自转方向，重复前述步骤，即可观察轮圈31的中心轴的回转方向也随之改变。全方位的展示陀螺进动的运动规律，有效辅助学生理解陀螺的进动性，加强记忆效果，进一步培养学生对物理学的兴趣。
59.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
60.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种悬挂式陀螺进动演示装置，其特征在于，包括支撑组件、悬挂组件和陀螺组件；所述支撑组件的上端沿其径向向外弯曲延伸形成弯曲部，所述陀螺组件包括沿径向自外至内依次套接的轮圈和轴承，所述轴承自圆心位置沿其轴向向外延伸形成握持部，所述支撑组件的弯曲部通过悬挂组件组与陀螺组件的握持部相连。2.根据权利要求1所述的一种悬挂式陀螺进动演示装置，其特征在于，所述悬挂组件包括自上至下依次连接第一吊环螺丝、旋转吊钩、钢丝吊线和第二吊环螺丝，所述第一吊环螺丝与支撑组件的弯曲部固定连接，所述第二吊环螺丝与陀螺组件的握持部固定连接。3.根据权利要求2所述的一种悬挂式陀螺进动演示装置，其特征在于，所述第一吊环螺丝沿弯曲部的轴向设置，所述第二吊环螺丝沿握持部的径向设置。4.根据权利要求2所述的一种悬挂式陀螺进动演示装置，其特征在于，所述旋转吊钩具有与第一吊环螺丝的吊环部相连的吊钩部和用于悬挂钢丝吊绳的旋转部，所述旋转部与吊环部活动连接，所述旋转部可沿水平方向任意旋转。5.根据权利要求4所述的一种悬挂式陀螺进动演示装置，其特征在于，所述钢丝吊线的首端穿过旋转吊钩的旋转部后，通过第一钢丝卡子与钢丝吊线的中/上段连接形成环形结构，所述钢丝吊线的尾端穿过第二吊环螺丝后，通过第二钢丝卡子与钢丝吊线的中/下段连接形成环形结构。6.根据权利要求5所述的一种悬挂式陀螺进动演示装置，其特征在于，所述钢丝吊线的首端和尾端相连。7.根据权利要求1所述的一种悬挂式陀螺进动演示装置，其特征在于，所述握持部包括把手，所述把手靠近轮圈一端具有供第二吊环螺丝插入的安装孔，所述把手上套设有柔软包套。8.根据权利要求1所述的一种悬挂式陀螺进动演示装置，其特征在于，所述支撑组件包括自下至上依次连接的底座、配重连接件和支架，所述支架的上段沿其径向向外弯曲延伸形成弯曲部，所述支架的下段与底座垂直设置形成竖直部。9.根据权利要求6所述的一种悬挂式陀螺进动演示装置，其特征在于，所述钢丝吊线与支架的竖直部之间的水平最短距离大于轮圈的半径。

技术总结
本实用新型提供了一种悬挂式陀螺进动演示装置，涉及教育演示设备技术领域，包括支撑组件、悬挂组件和陀螺组件；支撑组件的上端沿其径向向外弯曲延伸形成弯曲部，陀螺组件包括沿径向自外至内依次套接的轮圈和轴承，轴承自圆心位置沿其轴向向外延伸形成握持部，支撑组件的弯曲部通过悬挂组件组与陀螺组件的握持部相连；悬挂组件包括自上至下依次连接第一吊环螺丝、旋转吊钩、钢丝吊线和第二吊环螺丝，旋转吊钩具有吊钩部和旋转部，旋转部可带动钢丝吊线沿水平方向任意旋转；本实用新型具有可操控性强，增加学生的动手能力，演示直观且高效，全方位的展示陀螺进动的运动规律，有效增强学生理解和认识陀螺的进动性，进一步培养学生对物理学的兴趣。物理学的兴趣。物理学的兴趣。


技术研发人员：王玉凤 徐红
受保护的技术使用者：北京北交益智教学仪器技术有限公司
技术研发日：2023.02.24
技术公布日：2023/7/23