一种正弦曲线的运动模拟装置的制作方法

本技术涉及模拟装置，具体是一种正弦曲线的运动模拟装置。

背景技术：

1、正弦曲线或正弦波是一种来自数学三角函数中的正弦比例的曲线；也是模拟信号的代表，与代表数字信号的方波相对。

2、目前展示正弦曲线的大多采用多媒体或者机械装置进行演示，但展现形式较为单调，难以动态的展示出正旋曲线的由来。如中国公开号为cn202956959u的名称为正弦曲线演示仪的文本中所述的：采用自动/手动驱动圆盘转动，再通过曲柄、横向滑块等连动机构驱动绘图笔在电子屏上方移动，从而实现绘制正弦曲线。引证专利中，虽然通过机械机构对正弦曲线进行绘制，但仅能通过机械装置对正弦曲线形成以及最终的正弦曲线的结果进行展示，显然无法模拟正弦曲线的变化过程，而正弦曲线的动态变化过程显然更利于演示正弦曲线的由来，因此亟待解决。

技术实现思路

1、为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种正弦曲线的运动模拟装置，通过动态的过程展现正弦曲线在不同状态下的变化过程，实现了效果更好的正弦曲线的模拟演示。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种正弦曲线的运动模拟装置，包括台体，所述台体的台面上方通过拉绳垂吊有至少五个演示球，且各演示球沿水平方向等距分布在同一铅垂平面上，在垂直于该铅垂平面的水平视角上，各演示球共同形成正弦曲线分布状态，所述台体上还具有分别用于各拉绳导向的导向节点，各所述拉绳一端固定在演示球上，另一端形成操作端，且该操作端分别经对应所述导向节点导向后与动力机构连接。

4、作为本实用新型进一步的方案：所述动力机构包括轴线倾斜分布的转动杆，所述转动杆的中间段绕一基点产生转动动作，且此时转动杆的上端部做圆周运动，所述转动杆的上端部通过第三球铰连接有绳头固定支架，各所述拉绳的操作端均固定在绳头固定支架上，且所述拉绳的操作端绕第三球铰的中心点呈周向均布。

5、作为本实用新型再进一步的方案：所述台体的台面上具有沿铅垂方向做回转运动的圆盘，所述圆盘的顶部通过偏心分布的第一球铰与转动杆连接，所述台体上的位于圆盘的上方固定连接有轴点固定架，所述轴点固定架上安装有第二球铰，且第二球铰的球体球心位于圆盘的轴线上，并且第二球铰的球体球心被转动杆贯穿，以使得第二球铰的球心作为所述基点。

6、作为本实用新型再进一步的方案：所述导向节点包括滑轮和导向吊环，所述滑轮的数量以及导向吊环的数量均与演示球的数量匹配，各所述滑轮沿水平向依序均布，且一一对应在各演示球的正上方，各所述导向吊环绕圆盘的轴线周向均布，各所述拉绳的操作端依次绕对应滑轮的表面滑动后再依次穿过各导向吊环内腔并与绳头固定支架连接。

7、作为本实用新型再进一步的方案：以至少五个演示球为一组，该演示球设置为平行间隔分布的两组，两组演示球颜色不同，且两组演示球形成的正弦曲线方向相反，所述滑轮和导向吊环也均设置为与两组演示球一一对应的两组，两组滑轮沿圆盘的轴线呈对称分布，且两组滑轮均通过主体框架固定在台体上，两组滑轮之间平行间隔分布，两组导向吊环均通过吊环支撑环架固定在台体上，两组导向吊环均位于同一圆周上，且两组导向吊环呈错位的周向均布。

8、作为本实用新型再进一步的方案：所述台体的台面下方转动连接有与圆盘同轴固定连接的从动轮，所述台体的台面下方转动有主动轮，所述主动轮与从动轮之间连接有传动皮带，所述台体的台面上安装有与主动轮同轴固定连接有驱动手轮。

9、作为本实用新型再进一步的方案：所述台体的台面下方安装有用于传动皮带张紧的张紧轮组件。

10、作为本实用新型再进一步的方案：所述驱动手轮的底部具有旋转阻尼器。

11、作为本实用新型再进一步的方案：所述台体的台面上固定有防护罩，所述演示球、拉绳、导向节点和动力机构均位于防护罩内。

12、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

13、1、设置有共同形成正弦曲线分布的至少五个演示球，各演示球上均分别固定有拉绳，拉绳的操作端通过动力机构控制。通过动力机构驱动拉绳沿导向节点滑动，以使得驱动各演示球展示正弦曲线的动态变化，通过动态的过程展现正弦曲线在不同状态下的变化过程，实现了效果更好的正弦曲线的模拟演示。

14、2、在转动杆中间段绕一基点产生转动动作时，转动杆的上端部做圆周运动，从而驱动绳头固定支架驱动各拉绳的操作端同步做圆周运动，进而驱动各演示球上下滑动，以实现正弦曲线的动态变化，最终实现一个动力源驱动多个拉绳同步运动的方式，无须考虑多动力源驱动配合故障导致的拉绳运动混乱的问题。同时，转动杆的上端部通过第三球铰连接有绳头固定支架，各拉绳的操作端绕第三球铰的中心点呈周向均布，使得转动杆的上端部做圆周运动驱动绳头固定支架做圆周运动时，绳头固定支架会沿着第三球铰的球心与转动杆实相对转动，进而防止拉绳打结。

15、3、在圆盘上方的轴线上安装有第二球铰，转动杆的下端部通过第一球铰偏心安装在圆盘上，转动杆贯穿第二球铰的球心，以使得圆盘驱动转动杆的下端部做圆周运动时，转动杆的中间段绕第二球铰的球心产生转动动作，进而驱动转动杆的上端部做圆周运动，驱动稳定便捷。

16、4、采用滑轮和导向吊环作为导向节点的方式，滑轮保障了演示球沿铅垂方向移动，而导向吊环沿圆盘的轴向周向均布的方式，将拉绳操作端的圆周运动限制在导向圆环围成的圆周内，进一步防止了拉绳的打结。

17、5、采用两组颜色不同的演示球，两组演示球形成的正弦曲线相反，在两组演示球变化过程中，可进一步展现了正弦曲线运动模拟的效果。

18、6、采用驱动手轮驱动主动轮转动，再通过传动皮带驱动从动轮和圆盘转动的方式，从而可通过手动操作感受正弦曲线的运动模拟，提升了演示过程的互动性。

19、7、张紧轮组件的设置，保障了主动轮和从动轮之间传动的稳定性。

20、8、驱动手轮底部旋转阻尼器的设置，可防止操作过程中驱动手轮转动过快影响正弦曲线变化的观感。

21、9、防护罩的设置，防止人为干扰演示球的运动，也防止气流干扰演示球的运动。

技术特征：

1.一种正弦曲线的运动模拟装置，其特征在于，包括台体(10)，所述台体(10)的台面上方通过拉绳(24)垂吊有至少五个演示球(23)，且各演示球(23)沿水平方向等距分布在同一铅垂平面上，在垂直于该铅垂平面的水平视角上，各演示球(23)共同形成正弦曲线分布状态，所述台体(10)上还具有分别用于各拉绳(24)导向的导向节点，各所述拉绳(24)一端固定在演示球(23)上，另一端形成操作端，且该操作端分别经对应所述导向节点导向后与动力机构连接。

2.根据权利要求1所述的一种正弦曲线的运动模拟装置，其特征在于，所述动力机构包括轴线倾斜分布的转动杆(31)，所述转动杆(31)的中间段绕一基点产生转动动作，且此时转动杆(31)的上端部做圆周运动，所述转动杆(31)的上端部通过第三球铰(39)连接有绳头固定支架(34)，各所述拉绳(24)的操作端均固定在绳头固定支架(34)上，且所述拉绳(24)的操作端绕第三球铰(39)的中心点呈周向均布。

3.根据权利要求2所述的一种正弦曲线的运动模拟装置，其特征在于，所述台体(10)的台面上具有沿铅垂方向做回转运动的圆盘(38)，所述圆盘(38)的顶部通过偏心分布的第一球铰(37)与转动杆(31)连接，所述台体(10)上的位于圆盘(38)的上方固定连接有轴点固定架(36)，所述轴点固定架(36)上安装有第二球铰(35)，且第二球铰(35)的球体球心位于圆盘(38)的轴线上，并且第二球铰(35)的球体球心被转动杆(31)贯穿，以使得第二球铰(35)的球心作为所述基点。

4.根据权利要求3所述的一种正弦曲线的运动模拟装置，其特征在于，所述导向节点包括滑轮(22)和导向吊环(33)，所述滑轮(22)的数量以及导向吊环(33)的数量均与演示球(23)的数量匹配，各所述滑轮(22)沿水平向依序均布，且一一对应在各演示球(23)的正上方，各所述导向吊环(33)绕圆盘(38)的轴线周向均布，各所述拉绳(24)的操作端依次绕对应滑轮(22)的表面滑动后再依次穿过各导向吊环(33)内腔并与绳头固定支架(34)连接。

5.根据权利要求4所述的一种正弦曲线的运动模拟装置，其特征在于，以至少五个演示球(23)为一组，该演示球(23)设置为平行间隔分布的两组，两组演示球(23)颜色不同，且两组演示球(23)形成的正弦曲线方向相反，所述滑轮(22)和导向吊环(33)也均设置为与两组演示球(23)一一对应的两组，两组滑轮(22)沿圆盘(38)的轴线呈对称分布，且两组滑轮(22)均通过主体框架(21)固定在台体(10)上，两组滑轮(22)之间平行间隔分布，两组导向吊环(33)均通过吊环支撑环架(32)固定在台体(10)上，两组导向吊环(33)均位于同一圆周上，且两组导向吊环(33)呈错位的周向均布。

6.根据权利要求3-5任意一项所述的一种正弦曲线的运动模拟装置，其特征在于，所述台体(10)的台面下方转动连接有与圆盘(38)同轴固定连接的从动轮(42)，所述台体(10)的台面下方转动有主动轮(41)，所述主动轮(41)与从动轮(42)之间连接有传动皮带(44)，所述台体(10)的台面上安装有与主动轮(41)同轴固定连接有驱动手轮(43)。

7.根据权利要求6所述的一种正弦曲线的运动模拟装置，其特征在于，所述台体(10)的台面下方安装有用于传动皮带(44)张紧的张紧轮组件(45)。

8.根据权利要求6所述的一种正弦曲线的运动模拟装置，其特征在于，所述驱动手轮(43)的底部具有旋转阻尼器。

9.根据权利要求1-5任意一项所述的一种正弦曲线的运动模拟装置，其特征在于，所述台体(10)的台面上固定有防护罩(11)，所述演示球(23)、拉绳(24)、导向节点和动力机构均位于防护罩(11)内。

技术总结本技术涉及模拟装置技术领域，具体是一种正弦曲线的运动模拟装置。本技术包括台体，所述台体的台面上方通过拉绳垂吊有至少五个演示球，且各演示球沿水平方向等距分布在同一铅垂平面上，在垂直于该铅垂平面的水平视角上，各演示球共同形成正弦曲线分布状态，所述台体上还具有分别用于各拉绳导向的导向节点，各所述拉绳一端固定在演示球上，另一端形成操作端，且该操作端分别经对应所述导向节点导向后与动力机构连接。本技术通过动态的过程展现正弦曲线在不同状态下的变化过程，实现了效果更好的正弦曲线的模拟演示。技术研发人员：王家伟,王康,马尚受保护的技术使用者：合肥安达科润教育有限公司技术研发日：20230915技术公布日：2024/4/29