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申请/专利权人：中国人民解放军空军工程大学;南京恒立达光电有限公司

摘要：本发明公开一种荡秋千机理演示仪及其演示方法，包括底座，底座上安装有两对支杆；一对支杆顶部连接有用于固定角度传感器的第一横梁，底部内侧安装有轨迹显示屏，另一对支杆上连接有顶部带定滑轮的第二横梁；两横梁之间转动安装有带定滑轮的转轴，转轴上连接有完全相同的第一摆杆和第二摆杆，两摆杆下端共同安装有水平荡板；荡板一侧安装有角度指针；两摆杆上共同套有可上下滑动的重物托架及砝码；砝码一侧连接有用于安装轨迹绘制笔的连接杆；重物托架顶部勾连有经两个定滑轮后绕于步进电机驱动轮上用于提拉砝码的牵引绳；角度传感器和步进电机连接有控制器。该演示仪演示了荡秋千的“高蹲低站”方法、不同参数对荡秋千的影响及与共振的区别。

主权项：1.一种荡秋千机理演示仪，其特征在于：包括底座（1）、固定安装在底座（1）上规格相同的两对对称支杆、固定安装在一对支杆顶部的第一横梁（9）、固定安装在另一对支杆顶部的第二横梁（14）、转动安装在第一横梁（9）和第二横梁（14）之间的转轴（10）、平行固定在转轴（10）上的第一摆杆（7）和规格相同的第二摆杆（8）、固定连接在第一摆杆（7）和第二摆杆（8）下端的水平荡板（24）、安装在荡板（24）一侧的角度指针（26）、套装在第一摆杆（7）和第二摆杆（8）上且分别与第一摆杆（7）和第二摆杆（8）滑动连接的重物托架（22）、安放在重物托架（22）上可拆装的砝码（21）、安装于第一横梁（9）外侧且与转轴（10）连接的角度传感器（23）、固定安装在砝码（21）一侧用于安装轨迹绘制笔的连接杆（25）、勾连在重物托架（22）顶部用于提拉重物托架（22）及砝码（21）上下运动模拟人“高蹲低站”的牵引绳（12）、与角度传感器（23）通过角度传感器电缆（27）连接用于显示与设置参数且接收角度传感器（23）信息的控制器（17）以及安装在一对支杆内侧上的轨迹显示屏（3）；所述第一摆杆（7）、第二摆杆（8）以及荡板（24）组成秋千架；所述连接杆（25）与角度指针（26）同侧设置，所述连接杆（25）与轨迹显示屏（3）正对设置；所述轨迹显示屏（3）上设置有用于角度指针（26）指示秋千摆角的角度尺（2）、显示秋千摆长的竖尺（4）以及秋千在平面内的运动参考轨迹线；所述牵引绳（12）通过步进电机（19）提拉重物托架（22）及砝码（21）上下运动，所述步进电机（19）固定于第二横梁（14）的外侧下方底座（1）上，所述牵引绳（12）一端勾连在重物托架（22）顶部的挂钩上，另一端绕过安装在转轴（10）上的第一滑轮（11），再绕过安装在第二横梁（14）顶部的第二滑轮（13）缠绕在步进电机（19）的驱动轮（20）上；所述步进电机（19）与控制器（17）通过电机电缆（18）相连；所述控制器（17）模拟秋千“低站”时对应的步进电机脉冲频率通过计算公式进行设定；所述控制器模拟秋千“高蹲”时对应的脉冲频率通过计算公式进行设定；其中上述两个公式中，为秋千摆角，为摆杆角速度，为上升时的控制参数、为下降时的控制参数，为脉冲个数。

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