СТЕНД ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ДВИЖЕНИЯ ТЕЛА ВОКРУГ НЕПОДВИЖНОЙ ТОЧКИ

Полезная модель относится к наглядным учебным пособиям и может найти применение в учебных лабораториях по теоретической механике.
Известно устройство для демонстрации движения тела вокруг неподвижной точки (патент РФ №75746. МКИ G01N 19/00. Опубл. 20.08.2008 г. Бюл. №23 - прототип), состоящее из трубки, закрепленной одним концом с помощью сферического шарнира к станине, устройство снабжено электродвигателем, смонтированным на другом конце трубки, при этом ротор с обмоткой возбуждения жестко закреплен к трубке, а статор шарнирно закреплен на валу ротора с возможностью вращения.
Основной недостаток известного устройства заключается в том, что в нем использован электродвигатель с вращающимся статором, что усложняет конструкцию, поскольку приходится применять токосъемное устройство для питания обмоток вращающегося статора, кроме того возникают сложности при уравновешивании вращающегося статора. Это надо делать у электродвигателя в собранном и в рабочем его состоянии.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы упростить конструкцию применением обычного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.
Технический результат достигается тем, что стенд для демонстрации движения тела вокруг неподвижной точки, состоящий из трубки, закрепленной одним концом с помощью сферического шарнира к станине, снабжен электродвигателем, смонтированным на другом конце трубки, при этом статор с обмоткой возбуждения жестко закреплен к трубке, а короткозамкнутый ротор шарнирно закреплен в статоре с возможностью вращения.
Такое исполнение стенда значительно упростило конструкцию, так как устранено токосъемное устройство, а уравновешивание вращающегося ротоpa осуществляется обычным способом на станке для динамической балансировки роторов.
На фиг. представлена схема предлагаемого стенда.
Стенд для демонстрации движения тела вокруг неподвижной точки состоит из трубки (трубчатого стержня) 1, прикрепленной с помощью сферического шарнира 2 к станине 3. С нижним концом трубчатого стержня 1 жестко связан статор 4 с обмоткой возбуждения, а короткозамкнутый ротор 5 шарнирно закреплен в статоре с возможностью вращения вокруг геометрической оси. Провода для подключения статора к электрической цепи на схеме условно не показаны. Они проходят внутри трубки 1. К статору 4 жестко закреплен источник лазерного излучения 6. Устройство снабжено горизонтальным экраном 7.
Устройство работает следующим образом.
Стержень 1 со статором 4 и ротором 5 отводят на некоторый угол α от вертикали и толчком сообщают им вращательное движение вокруг этой вертикали. Одновременно приводят во вращательное движение ротор 5 относительно статора 4 подачей электрического тока в обмотку возбуждения статора. Следовательно, статор со стержнем начинает совершать сложное движение: одно движение вокруг вертикали, другое - вокруг общей геометрической оси. Включенный источник лазерного излучения 6 описывает траекторию сложного движения тела 1 на экране 7, как у прототипа.
Таким образом, разработанное устройство стало проще по конструкции, так как устранено токосъемное устройство, а уравновешивать динамически ротор также стало проще, потому что этот процесс осуществляется на типовом оборудовании.