[发明专利]一种基于数字建模的旋转加速度仿真试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于数字建模的旋转加速度仿真试验装置及方法，包括主体仓，所述主体仓的顶部安装有环形仓，且环形仓内侧的顶部安装有轴承，所述轴承的内侧安装有转盘，所述转盘顶部的中心位置处安装有连接仓，且连接仓的内部分别设置有第二蓄电池和单片机，所述连接仓的顶部安装有安装柱，所述安装柱的外侧套设有安装环，且安装环的顶部均匀安装有四组激光位移传感器。本发明控制面板、转盘、驱动组件、转动轴、过孔式导电滑环和单片机的配合使用，随着不断调整驱动组件的转速，也就能直观地根据控制面板上显示的数值了解物体在不同转速过程中所受到的离心力大小以及变化规律，提高旋转加速度仿真试验的试验效果。

技术领域

本发明涉及实验教学装置技术领域，具体为一种基于数字建模的旋转加速度仿真试验装置及方法。

背景技术

在转动参考系内作匀速运动的质点，除受惯性离心力外，还受到一种虚拟力，就是科里奥利力，此作用力使质点在运动过程中产生科里奥利加速度，即科氏加速度，该加速度是动基的转动与动点相对运动相互耦合引起的加速度，而在旋转加速度等试验进行教学展示时，便需要相应的试验装置。

当前用于教育使用的旋转加速度仿真试验装置在使用过程中，无法根据实际需要，在调整装置转速的过程中，无法实时测量出物体在不同转速过程中所受到的离心力大小，也无法直观查看到物体所受离心力大小与转速之间的数据变化；且当前的旋转加速度仿真试验装置在使用过程中，无法同时测量不同重量的物体在相同转速下所受到的离心力大小，更无法测量不同重量物体在相同转速下的转动半径大小，从而降低了整个装置的实用性和试验效率；同时当前的旋转加速度仿真试验装置多为体型较大的设备，既不便于携带，也无法对整个装置进行有效地保护。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于数字建模的旋转加速度仿真试验装置及方法，以解决上述背景技术中提出的相关问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于数字建模的旋转加速度仿真试验装置，包括主体仓，所述主体仓的顶部安装有环形仓，且环形仓内侧的顶部安装有轴承，所述轴承的内侧安装有转盘，所述转盘顶部的中心位置处安装有连接仓，且连接仓的内部分别设置有第二蓄电池和单片机，所述连接仓的顶部安装有安装柱，所述安装柱的外侧套设有安装环，且安装环的顶部均匀安装有四组激光位移传感器，所述转盘的顶部均匀设置有测量组件，所述主体仓顶部的中心位置处安装有过孔式导电滑环，且过孔式导电滑环的内侧安装有转动轴，所述转动轴的顶端与转盘的底部固定连接，所述主体仓内顶部非圆心的位置处设置有与转动轴底端传动连接的驱动组件，所述主体仓内部的一端安装有第一蓄电池，所述主体仓内部的另一端均匀设置有与测量组件相互配合的配重块，所述主体仓的外侧安装有控制面板，所述第二蓄电池通过导线与激光位移传感器电连接，所述第一蓄电池通过导线与驱动组件电连接，所述控制面板导线与驱动组件电连接。

优选的，所述测量组件包括压力传感器、插杆、连接弹簧、主滑块、抵板和主滑槽，所述转盘的顶部均匀开设有四组主滑槽，且主滑槽内部远离连接仓的一端安装有压力传感器，所述主滑槽的内部设置有主滑块，所述主滑槽的内部设置有连接弹簧，且连接弹簧的一端与主滑块固定连接，所述连接弹簧的另一端安装有与压力传感器相互配合的抵板，所述主滑块顶部的中心位置处安装有插杆，所述第二蓄电池通过导线与压力传感器电连接。

优选的，所述安装环的外侧均匀安装有四组与插杆相互配合的限位板，所述安装柱的顶端安装有防脱块，所述安装柱的外侧套设有复位弹簧，且复位弹簧的两端分别与安装环和防脱块固定连接，所述安装柱的横截面呈矩形结构状。

优选的，所述驱动组件包括第一齿轮、第二齿轮和伺服电机，所述转动轴外侧的底部安装有第二齿轮，所述主体仓内顶部靠近中心位置处安装有伺服电机，且伺服电机的输出端安装有与第二齿轮相互啮合的第一齿轮。

优选的，所述环形仓的外侧螺纹设置有保护盖，所述保护盖顶部的中间位置处开设有U型槽，且U型槽的内侧铰接有U型把手。