[实用新型]同步测转速及章动与进动数据的陀螺仪教具及其教学模组

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可同步感测陀螺转盘转速及章动数据与进动数据的陀螺仪教具及其教学模组。

背景技术

陀螺仪实验是用于教导学生了解角动量与力矩的关系，并且观察陀螺仪的进动与章动现象，而一般市面上的陀螺仪教具多如图4所示，该陀螺仪教具3是于一基座31上轴接有一支架32，基座31与支架32之间设置有一第一旋转运动感测器321，以测量支架32的旋转位移量，再以一悬梁33的中段处枢设于支架32顶端，该悬梁33与支架32相接处设置有一第二旋转运动感测器331，以测量悬梁33的倾仰角度变化，悬梁33于一端套设有一转盘332，并于靠近该转盘332外侧处设置有一配重砝码333，再于悬梁33的另一端设置有多个平衡砝码334，让悬梁33呈水平状，另外基座31组设有一对应该转盘332的光电闸34。

但是，上述现有陀螺仪教具，仍有其技术问题点尚待克服，主要归纳如下：

该转盘332的转速与悬梁33倾仰、回转角度的变化需分次量测，不能同步检测，因此在实验程序上较为繁琐、不便，且易产生误差值，而仅能提供精确度较低的章动与进动轨迹平面示意图（请参阅图5A、图5B及图5C所示）。

第一、第二旋转运动感测器321、331为接触式感测器，容易增加悬梁33的倾仰、回转的阻滞力，而增加误差值。

第一、第二旋转运动感测器321、331及光电闸34的感测数据需通过讯号线进行传输，且第一、第二旋转运动感测器321、331容易对悬梁33的倾仰、回转产生干涉，并使得陀螺仪教具3的使用范围受限于讯号线长度，使用灵活度较为不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种同步测转速及章动与进动数据的陀螺仪教具及其教学模组，以改善现有陀螺仪教具，使用灵活度不足、精确度不足及实验程序较为繁琐的缺失。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种同步测转速及章动与进动数据的陀螺仪教具，该陀螺仪教具于一基座上轴接有一支架，该支架上枢设有一悬梁，悬梁于一端枢设有一陀螺转盘，所述悬梁上设有一陀螺仪感测器，该陀螺仪感测器电连接一控制单元及一连接该控制单元的供电单元，控制单元还电连接一转速测量组件及一无线讯号传输介面，该转速测量组件包括有一发射单元及一对应该发射单元的接收单元，该发射单元朝陀螺转盘发射一侦测讯号予该接收单元。

所述陀螺转盘设有一对应所述转速测量组件的盘面，该盘面上间隔设有多个反光件。

所述悬梁上设置有一固定基板，该固定基板供所述陀螺仪感测器、该控制单元、供电单元及转速测量组件与无线讯号传输介面设置。

一种使用所述的同步测转速及章动与进动数据的陀螺仪教具的陀螺仪教学模组，包含：所述陀螺仪教具及一轨迹绘制模组；该轨迹绘制模组包含一无线传输介面、一处理单元及一输出介面，该无线传输介面讯号连接所述陀螺仪教具的无线讯号传输介面，该处理单元电连接该无线传输介面，该输出介面电连接该处理单元。

所述轨迹绘制模组为个人电脑、笔记型电脑、平板电脑、手机或个人数位助理中的任意一种。

所述轨迹绘制模组还包括数据资料库，该数据资料库连接所述处理单元。

采用上述结构后，本实用新型具有下列功效：

1.通过陀螺仪感测器及转速测量组件达到同步检测悬梁及陀螺转盘的目的，以简化实验程序，并减少实验误差，增进实验数据精确度。

2.由于该陀螺仪感测器及转速测量组件为非接触检测方式，将能有效避免干涉，以进一步降低实验误差。

3.本实用新型检测数据是通过无线传输，让陀螺仪教具的使用较不受限于范围、环境，增进使用的灵活度。    

附图说明

图1为本实用新型陀螺仪教具的立体组合图；

图2为本实用新型的系统架构图；

图3为本实用新型产生的轨迹模拟立体图；

图4为现有陀螺仪教具的平面示意图；

图5A为现有陀螺仪教具所能产生的轨迹模拟平面示意图一；

图5B为现有陀螺仪教具所能产生的轨迹模拟平面示意图二；

图5C为现有陀螺仪教具所能产生的轨迹模拟平面示意图三。

陀螺仪教具1         基座11             支架12

悬梁13              陀螺转盘131        盘面1311

反光件132           固定基板14         陀螺仪感测器15

控制单元16          供电单元161