一種導電刷傳輸線式的高精度雙輪軸雙游標地軸進動實驗儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種導電刷傳輸線式的高精度雙輪軸雙游標地軸進動實驗儀，包括：橫梁、橫梁支撐架、空心進動總軸、雙輪軸導電傳輸套、主尺盤與主尺、導線通道、總支撐柱、電控箱和儀器底座；電機固定在橫梁一端，轉(zhuǎn)盤固定在電機軸上，平衡錘套接于橫梁上；上輪軸和下輪軸分別卡套接于雙輪軸導電傳輸套上下相應(yīng)位置，導電環(huán)A、導電環(huán)B和導電環(huán)C分別采用兩個絕緣支撐柱上下相間固定在雙輪軸導電傳輸套空心圓臺側(cè)壁上。本發(fā)明的有益效果是：平衡錘采用層片疊加和橫梁采用雙軸孔，根據(jù)需要通過平衡錘的減片與加片來調(diào)節(jié)平衡錘至轉(zhuǎn)軸間距來改變橫梁整體質(zhì)量，以減輕橫梁總質(zhì)量，有利于提高轉(zhuǎn)動效果。
【專利說明】
一種導電刷傳輸線式的高精度雙輪軸雙游標地軸進動實驗儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明專利涉及實驗儀，尤其涉及一種導電刷傳輸線式的高精度雙輪軸雙游標地 軸進動實驗儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 2012年11月15日
【申請人】申請的"地軸進動原理演示與定量測量實驗儀"實用新型 專利，專利號201220603296.2,雖然對原始地軸進動儀進行了改進，但是，由于轉(zhuǎn)軸采用的 是圓球式，橫梁軸與進動軸通過球形全方位活動實現(xiàn)進動，存在進動不穩(wěn)定等問題，進動效 果不佳;于2014年8月6日又發(fā)明了"輪軸式地軸進動原理演示與定量測量實驗儀"，雖然橫 梁軸與進動軸分開克服了前者缺陷，但是，由于采用的是單輪軸，制作出來的進動儀，在試 驗過程中，進動經(jīng)常出現(xiàn)卡住現(xiàn)象，加之游標尺固定在橫梁上，進動初期與末了均會出現(xiàn)不 穩(wěn)定現(xiàn)象，進動角度讀取極不準確等問題;于是2016年4月正在申請中的"一種高精度雙輪 軸、雙游標地軸進動演示與定量測量實驗儀"，專利申請?zhí)枺?01610208904.2,克服了如前述 缺陷，但仍然存三方面缺陷：其一，雖然采用了雙輪軸，但進動過程仍然會出現(xiàn)不靈活現(xiàn)象； 其二，由于橫梁質(zhì)量較大，若采用固定平衡錘與固定軸，橫梁質(zhì)量無法減小，進而會影響進 動效果;其三，由于電機通電與光電門傳輸采用導線，橫梁進動過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)導線纏 繞現(xiàn)象，造成導線損毀以及進動不能持續(xù)現(xiàn)象，甚至會影響進動效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)合理，提高進動質(zhì)量與效果的導電刷 傳輸線式的高精度雙輪軸雙游標地軸進動實驗儀。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：
[0005] 導電刷傳輸線式的高精度雙輪軸雙游標地軸進動實驗儀，包括：橫梁、橫梁支撐 架、空心進動總軸、雙輪軸導電傳輸套、主尺盤與主尺、導線通道、總支撐柱、電控箱和儀器 底座；電機固定在橫梁一端，轉(zhuǎn)盤固定在電機軸上，平衡錘套接于橫梁上;上輪軸和下輪軸 分別卡套接于雙輪軸導電傳輸套上下相應(yīng)位置，導電環(huán)A、導電環(huán)B和導電環(huán)C分別采用兩個 絕緣支撐柱上下相間固定在雙輪軸導電傳輸套空心圓臺側(cè)壁上，導電環(huán)A、導電環(huán)B和導電 環(huán)C下端分別焊接導線并從圓臺側(cè)壁眼位穿出進入雙輪軸導電傳輸套空腔中；中心傳輸導 電管通過空心進動總軸上柱形空腔體下隔層、上隔層固定在其中心并穿過頂層表面空心螺 孔;導電刷A、導電刷B和導電刷C固定在空心進動總軸下錐形空腔體導電刷固定圓臺面并與 導電環(huán)A、導電環(huán)B和導電環(huán)C對應(yīng)的位置上，且導電刷A、導電刷B和導電刷C終端導線引入空 心進動總軸下錐形空腔體內(nèi)；空心進動總軸下錐形空腔體導電刷固定在圓臺面上的導電刷 A、導電刷B和導電刷C終端的三根導線分別與空心進動總軸上柱形空腔體中的中心傳輸導 電管的三根導線連接，空心進動總軸下錐形空腔體對應(yīng)螺接至空心進動總軸上柱形空腔體 上，橫梁架用空心螺絲套至中心傳輸導電管螺接于空心進動總軸上柱形空腔體上表面，組 裝成空心進動總軸;左游標尺和右游標尺的左橫向調(diào)節(jié)桿和右橫向調(diào)節(jié)桿分別安裝在相隔 180°的空心進動總軸上的左螺孔和右螺孔上，以及安裝左縱向調(diào)節(jié)桿和右縱向調(diào)節(jié)桿在左 橫向調(diào)節(jié)桿和右橫向調(diào)節(jié)桿相應(yīng)位置，并對應(yīng)安裝左游標尺和右游標尺。
[0006] 作為優(yōu)選:所述導電刷A、導電刷B和導電刷C采用固定空心柱采用鋼性彈簧與活動 空心柱連接，電刷固定在活動空心柱前端。
[0007] 作為優(yōu)選:所述空心進動總軸安裝在雙輪軸導電傳輸套中，且上輪軸與空心進動 總軸的上套卡接，下輪軸與空心進動總軸的下套卡接，導電刷A、導電刷B和導電刷C的三個 電刷分別與雙輪軸導電傳輸套內(nèi)圓臺側(cè)壁上導電環(huán)A、導電環(huán)B和導電環(huán)C對應(yīng)吻合。
[0008] 作為優(yōu)選:所述雙輪軸導電傳輸套中的三根導線與進動儀支撐柱內(nèi)導線通道中的 三根導線對應(yīng)連接，其套接在進動儀支撐柱內(nèi)，雙軸橫梁轉(zhuǎn)動軸安裝在輪軸架的橫梁轉(zhuǎn)動 軸上。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是：
[0010] (1)平衡錘采用層片疊加和橫梁采用雙軸孔，根據(jù)需要通過平衡錘的減片與加片 來調(diào)節(jié)平衡錘至轉(zhuǎn)軸間距來改變橫梁整體質(zhì)量，以減輕橫梁總質(zhì)量，有利于提高轉(zhuǎn)動效果；
[0011] (2)等大雙輪改造為上大下小的雙輪軸，不但進動穩(wěn)定，而且提高了進動效果；
[0012] ⑶采用導電刷為電機供電與信息傳輸，避免了橫梁進動導線纏繞影響，有利于實 驗持續(xù)進行，同時安全美觀。
【附圖說明】
[0013]圖1實驗儀全圖；
[0014] 圖2實驗原理圖；
[0015] 圖3雙軸橫梁；
[0016] 圖4雙輪軸導電傳輸套；
[0017] 圖5雙輪軸；
[0018] 圖6轉(zhuǎn)動體、導電刷與導電環(huán)；
[0019] 圖7空心進動總軸；
[0020] 圖8進動總軸上柱形空腔體；
[0021] 圖9進動總軸下錐形空腔體；
[0022] 圖10導電刷；
[0023]圖11橫梁架；
[0024]圖12雙輪軸與供電傳輸套；
[0025]圖13雙輪軸、導電系統(tǒng)與雙游標；
[0026]圖14層狀平衡錘；
[0027]圖15進動儀支撐柱；
[0028]圖16游標尺精度；
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步描述。下述實施例的說明只是用于幫助理解本 發(fā)明。應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還 可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍 內(nèi)。
[0030] 如圖1所示，為總體結(jié)構(gòu)：1、橫梁(代表地軸），1-1、平衡錘，1-2、橫梁1軸，1-20、橫 梁2軸，1-3、空心橫梁傳輸線出口，1-4、電機，1-5、擋光門，1-50、擋光桿，1-6、電機轉(zhuǎn)盤(代 表地球），2、橫梁支撐架，2-1、橫梁轉(zhuǎn)動軸，3、空心進動總軸，3-1、左微尺橫向調(diào)節(jié)桿，3-2、 左微尺豎向調(diào)節(jié)桿，3-3、左微尺，3-10、右微尺橫向調(diào)節(jié)桿，3-20、右微尺豎向調(diào)節(jié)桿，3-30、 右微尺，4、雙輪軸導電傳輸套，5、主尺盤與主尺，6、導線通道，7、總支撐柱，8、電控箱，8-1、 指示燈，8-2、進動時間顯示熒光屏，8-3、擋光次數(shù)顯示熒光屏，8-4、時間顯示開關(guān)，8-5、擋 光次數(shù)顯示開關(guān)，8-6、電源開關(guān)，9、儀器底座。
[0031] 如圖4所示，為雙輪軸導電傳輸套:4、雙輪軸導電傳輸套，4-01、空心圓臺側(cè)壁，4-1、上輪軸，4-2、下輪軸，4-11、導電環(huán)1，4-21、導電環(huán)22,4-31、導電環(huán)3,4-110、絕緣支撐柱；
[0032] 如圖7所示，為空心進動總軸。2、橫梁支撐架，2-1、橫梁轉(zhuǎn)動軸，3、空心進動總軸， 3- 11、左微尺橫向調(diào)節(jié)桿螺孔，3-101、右微尺橫向調(diào)節(jié)桿螺孔，4-3、空心進動總軸導電管下 接線柱，6-1、中心傳輸導電管，2-2、空心螺絲，4-101、上輪軸卡凸，4-2、下輪軸卡凸，4-4、空 心進動總軸下錐形空腔體，4-301、下隔層，4-302、上隔層，4-303、頂層表面，4-41、導電刷固 定圓臺面，4-10、傳輸導電刷，4-20、傳輸導電刷，4-30、傳輸導電刷，6-1、中心傳輸導電管； [0033] 如圖10所示，為傳輸導電刷。4-10、導電刷，4-101、終端引線，4-102、導電刷固定 端，4-103、彈簧，4-104、固定空心柱，4-105、外套活動空心柱，4-106、電刷；
[0034]游標尺上的30格與主尺上的29格對齊，相當于將0.5° (3(T )平均分配至游標尺30 格中，因此游標尺上每格為V，即精度為V。如圖16所示。
[0035]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)連接說明：
[0036]將電機1-4固定在橫梁(代表地軸）1 一端，轉(zhuǎn)盤(代表地球）1-6固定在電機1-4軸 上，平衡錘1-1套接于橫梁1上，如圖3所示;將上輪軸4-1和下輪軸4-2分別卡套接于雙輪軸 導電傳輸套4上下相應(yīng)位置，將導電環(huán)Α4-11、導電環(huán)Β4-21、導電環(huán)C4-31分別采用兩個絕緣 支撐柱4-110上下相間固定在雙輪軸導電傳輸套4空心圓臺側(cè)壁4-01上，將導電環(huán)Α4-11、導 電環(huán)Β4-21、導電環(huán)C4-31下端分別焊接導線并從圓臺側(cè)壁4-01眼位穿出進入雙輪軸導電傳 輸套4空腔中，如圖4所示;將中心傳輸導電管6-1通過空心進動總軸3上柱形空腔體下隔層 4- 301、上隔層4-302固定在其中心并穿過頂層表面4-303空心螺孔，如圖7所示;將三個導電 刷(A4-10、B4-20、C4-30)固定在空心進動總軸3下錐形空腔體4-4導電刷固定圓臺面4-41并 與三個導電環(huán)(A4-11、B4-21、C4-31)對應(yīng)的位置上，且三個導電刷(A4-10、B4-20、C4-30)終 端導線引入空心進動總軸3下錐形空腔體4-4內(nèi)，如圖9、10、7、4所示;將空心進動總軸3下錐 形空腔體4-4導電刷固定圓臺面4-41上的導電刷(A4-10、B4-20、C4-30)終端的三根導線分 別與空心進動總軸3上柱形空腔體4-5中的中心傳輸導電管6-1的三根導線連接，并將空心 進動總軸3下錐形空腔體4-4對應(yīng)螺接至空心進動總軸3上柱形空腔體4-5上，再將橫梁架2 用空心螺絲2-2套至中心傳輸導電管6-1螺接于空心進動總軸3上柱形空腔體4-5上表面，組 裝成空心進動總軸3,如圖8、9、11、7所示;其中，導電刷以4-10、84-20、04-30)采用固定空心 柱4-104、鋼性彈簧4-103與活動空心柱4-105連接，電刷4-106固定在活動空心柱4-105前 端，如圖10所示;將空心進動總軸3安裝在雙輪軸導電傳輸套4中，且上輪軸4-1與空心進動 總軸3的上套卡接，下輪軸4-2與空心進動總軸3的下套卡接，導電刷(A4-10、B4-20、C4-30) 的三個電刷(4-106)分別與雙輪軸導電傳輸套4內(nèi)圓臺側(cè)壁4-01上導電環(huán)(A4-1UB4-21、 〇4-31)對應(yīng)吻合，如圖7、4、12所示;將左右游標尺(3-3、3-30)的左右橫向調(diào)節(jié)桿（3-1、3-10)分別安裝在相隔180°的空心進動總軸3上的左右螺孔(3-11、3-101)上，以及安裝左右縱 向調(diào)節(jié)桿(3-2、3-20)在左右橫向調(diào)節(jié)桿(3-U3-10)上的相應(yīng)位置，并對應(yīng)安裝左右游標尺 (3-3、3-30 )，如圖13所示;將雙輪軸、導電系統(tǒng)與雙游標組合件(如圖13所示)雙輪軸導電傳 輸套(4)中的三根導線與進動儀總支撐柱7內(nèi)導線通道6中的三根導線對應(yīng)連接，然后將其 套接在進動儀總支撐柱7內(nèi)，再將雙軸橫梁1轉(zhuǎn)動軸(根據(jù)需要裝1-2或1-20)安裝在輪軸架2 的2-1上，如圖13、15、3、1所示。
[0037] 本發(fā)明的導電刷傳輸線式的高精度雙輪軸雙游標地軸進動實驗儀的實驗操作說 明：
[0038] (1)按照進動儀的連接方法把進動儀連接好，將傳輸線接好，如圖1所示；
[0039] (2)根據(jù)需要增減平衡錘薄片來改變平衡錘質(zhì)量，沿著橫梁1方向調(diào)節(jié)平衡錘1-1 位置并選擇對應(yīng)轉(zhuǎn)動軸（1-2或1-20)，使之電機1-4轉(zhuǎn)盤1-6方稍微偏重為宜，如圖3、2、1所 示；
[0040] (3)調(diào)節(jié)主尺盤5適當高度，調(diào)節(jié)左右微尺(3-3、3-30)橫向調(diào)節(jié)桿(3-U3-10)與豎 直調(diào)節(jié)桿(3-2、3-20)，使之左右微尺(3-3、3-30)的微尺面與主尺盤上的主尺5位于同一平 面，且左右微尺(3-3、3-30)圓弧與主尺5內(nèi)圓弧吻合；
[0041] (4)用手壓住橫梁1靠平衡錘1-2-端，使之橫梁1(猶如地球的自轉(zhuǎn)軸)相對于豎直 方向（猶如黃軸）為黃赤夾角，即電機1-4轉(zhuǎn)盤平面1_6(猶如地球赤道平面)相對于水平面 (相當于黃道平面)為黃赤夾角，此時，打開電控箱8開關(guān)8-6,電機1-4開始轉(zhuǎn)動，讀取左右標 尺(3-3、3-30)初始讀數(shù)(精確到V )分別為^和~，放開平衡錘1-1端手的同時，按動電控 箱8進動時間顯示開關(guān)8-4和擋光次數(shù)顯示開關(guān)8-5;
[0042] (5)實驗結(jié)束時，按動進動時間顯示開關(guān)8-4和記錄電機擋光次數(shù)顯示開關(guān)8-5,同 時讀出橫梁1進動左右游標(3-3、3-30)刻度分別為并讀出時間顯示熒光屏8-2顯 示的時間A t和擋光次數(shù)顯示熒光屏8-3顯示的圈數(shù)η;
[0043] (6)數(shù)據(jù)處理:地軸進動角度
（以分作為單位）。根 據(jù)地軸的連續(xù)進動規(guī)律，按地軸進動一圈應(yīng)該為360°，轉(zhuǎn)輪(地球)轉(zhuǎn)動一圈為一天，一個恒 星年為365.2422日（天），則轉(zhuǎn)輪(地球)轉(zhuǎn)動η圈所相當?shù)暮阈悄陻?shù)為η/365.2422。設(shè)地球進 動一周360°所需要的年數(shù)X，則
[0044] Δ^/^65.2422 = 36° x6〇，: s ..-(1)
[0045] 則可以計算出，橫梁(地軸)進動一周所需要的恒星年數(shù)為
[0047] 天文學家已經(jīng)測試出，地軸進動一周需要26000年，為了驗證該結(jié)論的正確性，我 們可以通過(2)式的計算結(jié)果，來與之相比。
【主權(quán)項】
1. 一種導電刷傳輸線式的高精度雙輪軸雙游標地軸進動實驗儀，其特征在于，包括:橫 梁（1)、橫梁支撐架(2)、空心進動總軸(3)、雙輪軸導電傳輸套(4)、主尺盤與主尺(5)、導線 通道(6)、總支撐柱(7)、電控箱(8)和儀器底座(9);電機(1-4)固定在橫梁（1)一端，轉(zhuǎn)盤(1-6)固定在電機(1-4)軸上，平衡錘（1-1)套接于橫梁（1)上;上輪軸(4-1)和下輪軸(4-2)分別 卡套接于雙輪軸導電傳輸套(4)上下相應(yīng)位置，導電環(huán)A(4-ll)、導電環(huán)B(4-21)和導電環(huán)C (4-31)分別采用兩個絕緣支撐柱(4-110)上下相間固定在雙輪軸導電傳輸套(4)空心圓臺 側(cè)壁(4-01)上，導電環(huán)A(4-ll)、導電環(huán)B(4-21)和導電環(huán)C(4-31)下端分別焊接導線并從圓 臺側(cè)壁(4-01)眼位穿出進入雙輪軸導電傳輸套(4)空腔中；中心傳輸導電管(6-1)通過空心 進動總軸上柱形空腔體下隔層(4-301)、上隔層(4-302)固定在其中心并穿過頂層表面(4-303)空心螺孔;導電刷A(4-10)、導電刷B(4-20)和導電刷C(4-30)固定在空心進動總軸（3) 下錐形空腔體(4-4)導電刷固定圓臺面(4-41)并與導電環(huán)A(4-ll)、導電環(huán)B(4-21)和導電 環(huán)C(4-31)對應(yīng)的位置上，且導電刷A(4-10)、導電刷B(4-20)和導電刷C(4-30)終端導線引 入空心進動總軸(3)下錐形空腔體(4-4)內(nèi)；空心進動總軸下錐形空腔體(4-4)導電刷固定 圓臺面(4-41)上的導電刷A(4-10)、導電刷B(4-20)和導電刷C(4-30)終端的三根導線分別 與空心進動總軸(3)上柱形空腔體(4-5)中的中心傳輸導電管(6-1)的三根導線連接，空心 進動總軸(3)下錐形空腔體(4-4)對應(yīng)螺接至空心進動總軸(3)上柱形空腔體(4-5)上，橫梁 架（2)用空心螺絲（2-2)套至中心傳輸導電管(6-1)螺接于空心進動總軸（3)上柱形空腔體 (4-5)上表面，組裝成空心進動總軸(3);左游標尺(3-3)和右游標尺(3-30)的左橫向調(diào)節(jié)桿 (3-1)和右橫向調(diào)節(jié)桿(3-10)分別安裝在相隔180°的空心進動總軸（3)上的左螺孔(3-11) 和右螺孔(3-101)上，以及安裝左縱向調(diào)節(jié)桿(3-2)和右縱向調(diào)節(jié)桿(3-20)在左橫向調(diào)節(jié)桿 (3-1)和右橫向調(diào)節(jié)桿(3-10)相應(yīng)位置，并對應(yīng)安裝左游標尺(3-3)和右游標尺(3-30)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導電刷傳輸線式的高精度雙輪軸雙游標地軸進動實驗儀，其 特征在于:所述導電刷A(4-10)、導電刷B(4-20)和導電刷C(4-30)采用固定空心柱(4-104) 采用鋼性彈簧(4-103)與活動空心柱(4-105)連接，電刷(4-106)固定在活動空心柱(4-105) 前端。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導電刷傳輸線式的高精度雙輪軸雙游標地軸進動實驗儀，其 特征在于:所述空心進動總軸(3)安裝在雙輪軸導電傳輸套(4)中，且上輪軸(4-1)與空心進 動總軸(3)的上套卡接，下輪軸(4-2)與空心進動總軸(3)的下套卡接，導電刷A(4-10)、導電 屆ljB(4-20)和導電刷C(4-30)的三個電刷(4-106)分別與雙輪軸導電傳輸套(4)內(nèi)圓臺側(cè)壁 (4-01)上導電環(huán)A(4-ll)、導電環(huán)B(4-21)和導電環(huán)C(4-31)對應(yīng)吻合。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導電刷傳輸線式的高精度雙輪軸雙游標地軸進動實驗儀，其 特征在于:所述雙輪軸導電傳輸套(4)中的三根導線與進動儀支撐柱(7)內(nèi)導線通道(6)中 的三根導線對應(yīng)連接，其套接在進動儀支撐柱(7)內(nèi)，雙軸橫梁（1)轉(zhuǎn)動軸安裝在輪軸架(2) 的橫梁轉(zhuǎn)動軸(2-1)上。
【文檔編號】G01B5/24GK106097879SQ201610686946
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月18日 公開號201610686946.7, CN 106097879 A, CN 106097879A, CN 201610686946, CN-A-106097879, CN106097879 A, CN106097879A, CN201610686946, CN201610686946.7
【發(fā)明人】張銳波
【申請人】浙江大學城市學院