[发明专利]悬链线教学演示装置

说明书

本申请提供了一种悬链线教学演示装置，包括：第一轨道；第一轨道的上表面上设置有曲面；曲面呈倒悬链线状；方轮，方轮设置于曲面上；圆轮，圆轮设置于第一轨道的一侧；轮轴，轮轴能转动地设置于第一轨道的一侧，且轮轴的一端与圆轮的圆心固定连接；轮轴的另一端与方轮的中心固定连接；轮轴能在圆轮向前滚动且圆轮的圆心始终处于同一高度的平面上时驱动方轮沿曲面的弯曲方向向前滚动，且轮轴的高度能维持不变；第一轨道的上表面上设置有多个曲面，每个曲面的形状相同，多个曲面沿第一轨道的延伸方向并列排布呈波浪状。本申请实施方式提供了一种能展示悬链线特性的悬链线教学演示装置。

技术领域

本申请涉及悬链线技术领域，尤其涉及一种悬链线教学演示装置。

背景技术

悬链线是两端固定，链状物体在重力作用下自然下垂所形成的曲线。例如电线、悬索桥等。悬链线是双曲余弦函数曲线。

日常中的车轮一般都是呈圆形。这是因为当车轮在平地上滚动时，轮轴始终处于同一高度的平面上。如此使得乘坐的人不会有上下颠簸的感觉。但若车轮的形状为正方形，要保持轮轴始终处于同一高度的平面上，则需要采用呈“悬链线”状的曲面路面。

现有的悬链线教学演示装置包括方轮和呈悬链线状的轨道。演示时，使方轮在轨道上转动以展示方轮能沿呈悬链线状的轨道移动，如此展示了方轮能在呈“悬链线”状的曲面路面上移动，但现有的悬链线教学演示装置无法清晰展示方轮沿呈悬链线状的轨道移动时，轮轴始终处于同一高度的平面上。也即现有的悬链线教学演示装置无法清晰展示悬链线特性。因此不利于教学工作。

发明内容

有鉴于此，本申请实施方式提供了一种能展示悬链线特性的悬链线教学演示装置。

为实现上述目的，本申请提供了如下的技术方案：一种悬链线教学演示装置，包括：第一轨道；所述第一轨道的上表面上设置有曲面；所述曲面呈倒悬链线状；方轮，所述方轮设置于所述曲面上；圆轮，所述圆轮设置于所述第一轨道的一侧；轮轴，所述轮轴能转动地设置于所述第一轨道的一侧，且所述轮轴的一端与所述圆轮的圆心固定连接；所述轮轴的另一端与所述方轮的中心固定连接；所述轮轴能在所述圆轮向前滚动且所述圆轮的圆心始终处于同一高度的平面上时驱动所述方轮沿所述曲面的弯曲方向向前滚动，且所述轮轴的高度能维持不变。

作为一种优选的实施方式，所述第一轨道的上表面上设置有多个所述曲面，每个所述曲面的形状相同，多个所述曲面沿所述第一轨道的延伸方向并列排布呈波浪状。

作为一种优选的实施方式，所述圆轮为齿轮，所述齿轮的下方设置有齿条，所述齿条与所述齿轮相啮合，且当所述齿轮沿所述齿条的延伸方向向前滚动时，所述齿轮的圆心始终处于同一高度的平面上。

作为一种优选的实施方式，所述齿条的延伸方向与所述第一轨道的延伸方向相平行；所述轮轴的延伸方向与所述第一轨道的延伸方向相垂直。

作为一种优选的实施方式，其包括：可移动地设置于所述第一轨道一侧的小车，所述轮轴能转动地设置于所述小车上，所述轮轴能在所述小车移动时向所述圆轮施加使所述圆轮向前滚动的作用力。

作为一种优选的实施方式，所述小车上设置有轴承座，所述轴承座内设置有轴承，所述轮轴穿设于所述轴承的内圈中。

作为一种优选的实施方式，所述小车的下方设置有第二轨道，所述第二轨道的延伸方向与所述第一轨道的延伸方向平行，所述小车上设置有与所述第二轨道滑动配合的滑块，所述滑块能带动所述小车沿所述第二轨道的延伸方向移动。

作为一种优选的实施方式，所述第二轨道的延伸方向与所述第一轨道的延伸方向相平行。

作为一种优选的实施方式，在未演示时，所述圆轮的圆心至水平面的第一距离与所述方轮的中心至水平面的第二距离相等。

作为一种优选的实施方式，其包括：底座，所述底座内设置有用于容置所述第一轨道、所述方轮、所述圆轮以及所述轮轴的空腔。