[实用新型]一种适用于太空环境的摆球碰撞装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及摆球碰撞技术领域，尤其涉及一种适用于太空环境的摆球碰撞装置。 

背景技术

太空授课是神舟十号载人飞船飞行任务的亮点，主要内容是由航天员在轨开展失重环境下物体运动特性、液体表面张力特性等科普教育项目。 

在地面进行演示摆球碰撞过程的动量守恒定律时，拉起其中一个小球a并松手，小球a将以某一速度撞向另一个静止小球b，则小球a静止，小球b立刻摆起，又将以另一速度撞向另一个静止小球a，则小球b静止，小球a立刻摆起，以此方式，小球a、b反复碰撞直到停止下来，因此，地面上的摆球碰撞装置只需用2根细绳分别将2个小球系在同一横杆上即可；在太空中，由于失重，给小球一个推力后，小球只受到绳子的拉力(向心力)，小球将以绳子的固定点为轴心，做圆周运动，如果采用普通的摆球碰撞装置，小球将在做圆周运动时导致绳子缠绕在横杆上，无法满足在太空环境中演示失重环境下摆球碰撞过程的动量守恒定律。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种在太空环境中演示失重环境下摆球碰撞过程的动量守恒定律的摆球碰撞装置。 

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案： 

一种适用于太空环境的摆球碰撞装置包括：第一球体、第二球体、横杆、横杆螺栓、立杆、底座、连接杆、三叉连接杆、第一钢圈、2个第二钢圈、第一旋转轴承、2个第二旋转轴承，其中，第一球体固定在连接杆一端上，第一球体固定在三叉连接杆一端上；连接杆的另一端与钢圈固定连接，钢圈与横杆的一端通过第一旋转轴承连接，通过第一旋转轴承使第一钢圈绕横杆旋转；三叉连接杆的另两端分别与2个第二钢圈固定连接，每个第二钢圈与横杆的一端通过第二旋转轴承连接，通过第二旋转轴承使第二钢圈绕横杆旋转；第一钢圈设置在2个第二钢圈的中间位置；横杆的另一端通过横杆螺栓固定在立杆的上端， 立杆的下端与底座固定连接。 

一种适用于太空环境的摆球碰撞装置，第一球体通过螺杆固定在连接杆上，第一球体通过螺杆固定在三叉连接杆上。 

一种适用于太空环境的摆球碰撞装置，立杆为可弯折立杆，可弯折0-90度，其弯折处通过立杆螺栓锁定。 

一种适用于太空环境的摆球碰撞装置，第一球体、第二球体为钢球。 

一种适用于太空环境的摆球碰撞装置，横杆、立杆均为铝制材料制成。 

一种适用于太空环境的摆球碰撞装置，连接杆、三叉连接杆均为钢制材料制成。 

本实用新型采用共面轴承旋转结构，配合立杆支持方式实现。由于在太空中是失重状态，可实现360度的自由旋转，且确保摆球碰撞装置旋转阻力小。 

附图说明

图1为本实用新型的摆球碰撞装置结构示意图； 

图2A为本实用新型的立杆正视图； 

图2B为图2A的侧视图； 

图3为本实用新型的立杆弯折90度后摆球碰撞装置结构示意图。 

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供一种适用于太空环境的摆球碰撞装置包括：第一球体1-1、第二球体1-2、连接杆3-1、三叉连接杆3-2、第一钢圈4-1、2个第二钢圈4-2、第一旋转轴承5-1、2个第二旋转轴承5-2、横杆6、横杆螺栓7、立杆9、底座10，其中，第一球体1-1固定在连接杆3-1一端上，第二球体1-2固定在三叉连接杆3-2一端上，优选的，第一球体1-1通过螺杆2-1固定在连接杆3-1上，第二球体1-2通过螺杆2-2固定在三叉连接杆3-2上；连接杆3-1的另一端与钢圈4-1固定连接，钢圈4-1与横杆6的一端通过第一旋转轴承5-1连接，通过第一旋转轴承5-1使第一钢圈4-1绕横杆6旋转；三叉连接杆3-2的另两端分别与2个第二钢圈4-2固定连接，每个第二钢圈4-2与横杆6的一端通过第二旋转轴承5-2连接，通过第二旋转轴承5-2使第二钢圈4-2绕横杆6旋转；第一钢圈4-1设置在2个第二钢圈4-2的中间位置，使第一球体1-1、第二球体1-2共面旋转；横杆6的另一端通过横杆螺栓7固定在立杆9的上端，立杆9的下端与底座10固定连接。 

如图2A、2B、3所示，立杆9为可弯折立杆，可弯折0-90度，其弯折处通过立杆螺栓8锁定，可使横杆6实现0-90度自由位置锁定；球体为直径为20mm钢球；横杆6、立杆9均为铝制材料制成，连接杆3-1、三叉连接杆3-2均为钢制材料制成。