[实用新型]一种带调平机构的气垫导轨实验装置

说明书

本实用新型公开了一种带调平机构的气垫导轨实验装置，包括气垫导轨、前支脚、后支脚、第一光电门、第二光电门、支架、前支脚调平机构、气泡水平仪；前支脚沿其轴向与气垫导轨的前端面滑动连接；前支脚的两侧分别为齿槽间距不同的第一齿条和第二齿条；前支脚调平机构包括分别与第一齿条和第二齿条配合的第一齿轮和第二齿轮、第一棘爪和第二棘爪；第一棘爪与第二棘爪分别限制第一齿轮和第二齿轮相对前支脚向下转动。本实用新型公开的一种带调平机构的气垫导轨实验装置，通过齿轮和齿条配合的调平机构，减小调平机构中的摩擦，提高调平效率、减小实验误差。

技术领域

本实用新型涉及物理实验装置，尤其涉及一种带调平机构的气垫导轨实验装置。

背景技术

目前，气垫导轨在物理实验装置中的应用越来越广泛，气垫导轨利用小型气源将压缩空气送入导轨内腔，空气再由导轨表面上的小孔中喷出，在导轨表面与滑块内表面之间形成很薄的气垫层，从而减小了物理实验中由于摩擦力引起的误差，使实验结果接近理论值。但是在很多实验过程中，例如速度与加速度的物理实验中，需要先将气垫导轨调平进行速度测量的实验，再倾斜气垫导轨呈一定角度或垫高一端支脚进行加速度的测量。在现有技术中，一般采用多次推动滑块，测量其在气垫导轨上滑动经过两个光电门的时间，理想状态下经过两个光电门的时间应该相同，在现实实验状态下误差若不超过1％，则认为该气垫导轨为水平状态；或采用水平仪放置在气垫导轨水平面上，通过观察水平仪来确定气垫导轨是否处于水平状态。但在调节过程中，往往采用丝杆结构的支脚，通过旋钮螺杆来调节支脚支撑气垫导轨的长度，从而能够调节两端的高度，使气垫导轨水平。上述现有技术中丝杆的调平机构存在以下缺陷：第一，在调节过程中，螺纹之间的摩擦较大，不易调节，尤其在长时间使用情况下；第二，螺纹之间的间隙较大，调平过程时间较长；第三，在加速度测量过程中需要借助垫款等零部件，长时间使用存在磨损，增大实验误差。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种带调平机构的气垫导轨实验装置，旨在解决现有实验装置调平机构摩擦较大、不易调节、调平耗时较长、易增大误差等问题。

本实用新型采取以下技术方案实现上述目的：

一种带调平机构的气垫导轨实验装置，包括气垫导轨、前支脚、后支脚、第一光电门、第二光电门、支架、前支脚调平机构、气泡水平仪；所述支架与气垫导轨的侧壁固定连接、且与气垫导轨的轴向平行，所述第一光电门和第二光电门均与支架滑动连接；所述后支脚安装至气垫导轨的后端，所述气泡水平仪固设在气垫导轨的侧壁上；所述前支脚沿其轴向与气垫导轨的前端面滑动连接；所述前支脚的两侧分别为第一齿条和第二齿条，所述第一齿条和第二齿条的齿槽间距不相同；所述前支脚调平机构包括分别与第一齿条和第二齿条配合的第一齿轮和第二齿轮、分别与第一齿轮和第二齿轮配合的第一棘爪和第二棘爪；其中，第一齿轮和第二齿轮分别通过第一转轴和第二转轴与气垫导轨的前端面转动连接、且分别与第一齿条和第二齿条啮合；所述第一棘爪与第二棘爪与气垫导轨的前端面转动连接，第一棘爪与第二棘爪分别限制第一齿轮和第二齿轮相对前支脚向下转动。

本技术方案中，当第一齿轮沿第一方向(第二方向)在第一齿条上转动时，前支脚相对气垫导轨向上(向下)运动，则第一棘爪限制第一齿轮沿第一方向转动；当第二齿轮沿第一方向(第二方向)在第二齿条上转动时，前支脚相对气垫导轨向下(向上)运动，则第二棘爪限制第二齿轮沿第二方向转动；在气垫导轨的调平步骤中，通过调节前支脚的调平机构来实现气垫导轨的水平调节，首先调节前支脚齿槽间距较大一侧的齿轮至大致水平位置，再通过调节前支脚齿槽间距较小一侧的齿轮至精确水平位置，在调节过程中，第一棘爪或第二棘爪中的一个限制了其中一个齿轮的转动就能限制前支脚相对气垫导轨的滑动，即第一棘爪或第二棘爪不仅起到了限制第一齿轮或第二齿轮的转动，同时还能够限制在气垫导轨重力作用下前支脚相对气垫导轨的滑动；从而使气垫导轨锁定在水平状态。相对现有技术中的调平机构，摩擦较小、易调节、调平效率高、误差较小。

其进一步的技术方案为，后支脚为螺杆，气垫导轨的后端固设有与螺杆相配合的螺母。