一種仿古震動儀演示教具制造技術

本實用新型專利技術公開了一種仿古震動儀演示教具，包括外筒體10，所述外筒體10內設有擺錘機構100、下落機構200及吐球機構300；所述擺錘機構包括穩定桿101，所述穩定桿101下端連接擺錘102，所述穩定桿101底部對稱設有側翼103，所述側翼103在穩態下支撐于平衡環104的卡槽內，所述平衡環104的兩側對稱設有支臂105，兩個支臂的方向與兩個側翼的方向垂直；所述支臂105在穩態下支撐于撐板106的中間凹槽，所述撐板106兩端水平固定于外筒體10內側壁下部，兩塊撐板均與兩個側翼的方向平行。本實用新型專利技術主要目的是提供一種仿古震動儀演示教具，對古代地動儀進行內部的結構復原，展示地動儀的一種工作原理及過程。理及過程。理及過程。

【技術實現步驟摘要】
一種仿古震動儀演示教具


[0001]本技術涉及機械結構方面的教具
，具體為一種仿古震動儀演示教具。

技術介紹

[0002]候風地動儀是中國漢朝東漢科學家張衡創造，地動儀有八個方位，他們分別是東、南、西、北、東南、西南、東北、西北，每個方位上均有口含龍珠的龍頭，在每條龍頭的下方都有一只蟾蜍與其對應。任何一方如有地震發生，該方向龍口所含龍珠即落入蟾蜍口中，由此便可測出發生地震的方向。但是，該地動儀無法記錄發震時刻，更無法記錄震級。因此，從現代地震學的角度來看，候風地動儀并不能記錄地震，不是地震儀。不過，史書中有關候風地動儀的記載，僅見于《后漢書》中一段記載只有區區196字，其中描述地動儀內部結構的內容更只有“中有都柱，傍行八道，施關發機”這12個意義隱晦、眾說紛紜的字。
[0003]目前，關于地動儀的內部具體結構并沒有定論。

技術實現思路

[0004]本技術目的僅僅是對古代地動儀的一種結構還原與創新，可以用作講學教具，開闊學生視野，培養學生對機械結構設計的興趣，豐富課外生活。
[0005]本技術是采用如下技術方案實現的：
[0006]一種仿古震動儀演示教具，包括外筒體，所述外筒體內設有擺錘機構、下落機構及吐球機構。
[0007]所述擺錘機構包括穩定桿，所述穩定桿下端連接擺錘，所述穩定桿底部對稱設有側翼，所述側翼在穩態下支撐于平衡環上，所述平衡環的兩側對稱設有支臂，兩個支臂的方向與兩個側翼的方向垂直；所述平衡環通過支臂在穩態下支撐于撐板上，所述撐板兩端水平固定于外筒體內側壁下部，兩塊撐板均與兩個側翼的方向平行。
[0008]所述下落機構包括喇叭外套，所述喇叭外套底部外周均布設有八個開口，每個開口固定銜接傾斜設置的落球通道，所述落球通道的下端固接于外筒體內側壁上部；所述喇叭外套內間隙配合設有內套，所述內套中央設有立柱，所述立柱底端連接平衡錐體，所述平衡錐體頂部通過八個方向的水平撐臂連接于內套底部，兩兩相鄰的水平撐臂之間設有撥叉，所述撥叉頭部與平衡錐體頂端鉸接，所述平衡錐體的外周面均布有八個導向斜槽，每個導向斜槽的位置與相應的撥叉對應；所述撥叉底面設有止塊，八個止塊位于同一圓周內；所述內套下部沿圓周均布有八個落球過孔，所述落球過孔位于相鄰水平撐臂對應的區域，即相應的落球過孔、止塊、導向斜槽位于同一徑向；所述立柱上端安裝平衡板，所述平衡板中心孔內設有導環，所述導環通過其內直徑向安裝銷軸連接于立柱上端，所述導環外對稱設有平衡錐頭，兩個平衡錐頭所在直徑向與銷軸所在直徑向垂直，所述導環通過兩個平衡錐頭裝配于平衡板的中心孔內；所述內套外周軸向設有限位導向槽，所述喇叭外套內壁通過軸向導條與內套外的限位導向槽配合，且內套下落后其上落球過孔與喇叭外套的開口一一
對應。
[0009]所述平衡錐體底面在穩態下支撐于穩定桿頂面。
[0010]每個落球通道下方設有一個吐球機構；所述吐球機構包括外殼體，所述外殼體的前部為上卡嘴，所述外殼體中部兩側分別通過固定短軸活動安裝于外筒體的安裝口，所述外筒體安裝口位于上卡嘴下方固定設有下支板；所述外殼體的后部底板傾斜設置并與下支板銜接形成吐球通路，所述外殼體的后部安裝有后軸，所述后軸的兩個扁軸端伸出外殼體側壁，所述扁軸端在穩態下呈傾斜狀卡合于支撐架的頂部圓環中，所述支撐架設有與頂部圓環連通的豎直滑槽，所述支撐架底端安裝于外筒體側壁；所述后軸完全沉浸于兩個擋體的頂面凹槽中，兩個擋體對稱并列設置并分別通過徑向銷與后軸活動連接，所述擋體底面設有限位桿，所述外殼體的后部底板位于擋體下方均設有T型槽，兩個擋體在自然狀態下其上部遠離、下部靠近，且限位桿位于T型槽的橫槽中，對后軸實現旋轉限位。
[0011]所述落球通道位于外殼體的后部進球口上方開有落球口，所述落球通道內位于落球口前方設有前擋板，所述前擋板下端伸入外殼體并位于后軸上方。
[0012]靜置時，將仿古震動儀演示教具放置于水平面上，在自然狀態下，穩定桿保持豎直，擺錘保持不動，平衡環保持水平。內套通過底部中央的平衡錐體支撐在穩定桿頂端。
[0013]具體工作過程為，由于受到某個方向的震動，平衡環失穩，穩定桿在擺錘作用下發生擺動，穩定桿上端朝向震動方向偏移后滑向平衡錐體的某個相應導向斜槽，此時內套在失去支撐后下落，直至穩定桿上端沿該導向斜槽相對抵靠到對應的撥叉底面的止塊后，內套停止下落，同時，穩定桿已將該部位的撥叉頂起，將平衡板順勢支撐為傾斜狀態。內套在下落過程中其上邊沿一旦低于喇叭外套的喇叭部時，落球則自行進入內套的平衡板上，隨著平衡板傾斜方向后滾落至相應的落球過孔，從而進入落球通道，快速下落直至在前擋板阻擋下通過落球口下落至外殼體，經前擋板阻擋后，落球會下落至兩個擋體靠后的中間位置，在落球的沖擊力作用下，以圖3方向說明，兩個擋體的中部在相互靠近的同時沿各自的徑向銷自轉，致使兩個限位桿相互遠離的過程中，限位桿脫離底板的T型槽的橫槽（如圖5所示）后，后軸的后部在落球作用下加重后失去平衡同時失去限位桿的限位后，驅動后軸進行順時針旋轉（以圖3方向說明），此時扁軸端由傾斜狀態變為豎直狀態后，在外殼體自身重力作用下，沿其短軸進行順時針自轉為豎直狀態后，扁軸端進入支撐架的豎直滑槽，同時，上卡嘴向上運動打開，其內已有的落球完成掉落。在此過程中，剛剛下落的落球則運動至外殼體內后角部。
[0014]具體復位過程為，1）吐球機構復位：下壓上卡嘴，將外殼體進行逆時針旋轉（以圖3方向說明），將兩個扁軸端重新位于支撐架的頂部圓環內。在此過程中，位于外殼體后部的落球順勢通過兩個擋體之間空間后向前滾動至上卡嘴前端內。同時在該過程中，兩個擋體具有自然復位的趨勢，也就是說在自然狀態下，兩個擋體下部的限位桿的相互靠近并位于底板T型槽的橫槽內；致使后軸隨之逆時針旋轉，通過扁軸端再次卡合在頂部圓環內。即使兩個擋體無法復位，也可以手動復位，即操作人員從外筒體頂面伸入后，手動操作外露的限位桿使得兩個擋體復位。2）下落機構和擺錘機構復位：上提內套，穩定桿在擺錘下恢復自然狀態，同時平衡環也恢復穩定后，穩定桿保持豎直狀態。然后，將內套底端的平衡錐體平穩位于穩定桿頂端。同時，撥叉恢復原位，導環及平衡板在自行恢復至平衡狀態。
[0015]以上清楚的描述了仿古震動儀演示教具的具體結構和工作過程，目的是在發生震
動（擾動）后，落球能夠順利從相應方向的上卡嘴部吐出，完成對外界震動（擾動）的反饋。
[0016]本技術主要目的是提供一種仿古震動儀演示教具，對古代地動儀進行內部的結構復原，展示地動儀的其中一種工作原理及過程，可以培養學生對歷史科技的興趣，具有積極地意義。
[0017]本技術充分展現了震動儀內的機械結構設計合理，作為一種教具，具體較好的實際應用價值。
附圖說明
[0018]圖1表示該仿古震動儀演示教具的整體結構示意圖。
[0019]圖2表示擺錘機構結構示意圖。
[0020]圖3表示吐球機構側視結構示意圖。
[0021]圖4表示吐球機構斜視結構示意本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種仿古震動儀演示教具，包括外筒體（10），其特征在于：所述外筒體（10）內設有擺錘機構（100）、下落機構（200）及吐球機構（300）；所述擺錘機構包括穩定桿（101），所述穩定桿（101）下端連接擺錘（102），所述穩定桿（101）底部對稱設有側翼（103），所述側翼（103）在穩態下支撐于平衡環（104）上，所述平衡環（104）的兩側對稱設有支臂（105），兩個支臂的方向與兩個側翼的方向垂直；所述平衡環（104）通過支臂（105）在穩態下支撐于撐板（106）上，所述撐板（106）兩端水平固定于外筒體（10）內側壁下部，兩塊撐板均與兩個側翼的方向平行；所述下落機構包括喇叭外套（201），所述喇叭外套（201）底部外周均布設有八個開口（202），每個開口（202）固定銜接傾斜設置的落球通道（203），所述落球通道（203）的下端固接于外筒體（10）內側壁上部；所述喇叭外套（201）內間隙配合設有內套（204），所述內套（204）中央設有立柱（205），所述立柱（205）底端連接平衡錐體（206），所述平衡錐體（206）頂部通過八個方向的水平撐臂（207）連接于內套（204）底部，兩兩相鄰的水平撐臂（207）之間設有撥叉（208），所述撥叉（208）頭部與平衡錐體（206）頂端鉸接，所述平衡錐體（206）的外周面均布有八個導向斜槽（209），每個導向斜槽（209）的位置與相應的撥叉（208）對應；所述撥叉（208）底面設有止塊（210），八個止塊（210）位于同一圓周內；所述內套（204）下部沿圓周均布有八個落球過孔（211），所述落球過孔（211）位于相鄰水平撐臂（207）對應的區域，即相應的落球過孔、止塊、導向斜槽位于同一徑向；所述立柱（205）上端安裝平衡板（212），所述平衡板（212）中心孔內設有導環（213），所述導環（213）通過其內直徑向安裝銷軸（214）連接于立柱（205）上端，所述導環（213）外對稱設有平衡錐頭（215），兩個平衡錐頭（215）所在直徑向與銷軸（214）所在直徑向垂直，所述導環（213）通過兩個平衡錐頭（215）裝配于平衡板（212）的中心孔內，平衡板（212）在穩態下保持水平；所述內套（204）外周軸向設有限位導向槽（216），所述喇叭外...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張愷，
申請(專利權)人：張愷，
類型：新型
國別省市：