[发明专利]欧拉旋转定理演示教具

摘要

欧拉旋转定理演示教具属科学教育技术领域，本发明由装置一和装置二组成，其中装置一可设定参照物刚体的姿态，设定完毕后，通过测量装置一中三次转动的转角，代入方向余弦矩阵，计算后得到欧拉轴位置和欧拉一次转角；装置二用于定理验证，把前面计算得到的角度在装置二中相应位置调整好后，可以演示出欧拉轴的位置，调整球铰，使刚体回到初始姿态，然后使刚体由初始姿态绕欧拉轴转动，转动角度为欧拉一次转角，则刚体由初始姿态运动到装置一中设定的姿态，从而验证定理成立；本发明的“实物直观”演示效果更明显，欧拉轴的确定方式可使装置中各部分转动互不影响，且可随时读出数据，设计任意位置后即可固定装置，操作简单，装置便携。

主权项

一种欧拉旋转定理演示教具，其特征在于由装置一(A)和装置二(B)组成，装置一(A)由底座Ⅰ(1)、凹槽Ⅰ(2)、蝶形螺母Ⅰ(3)、双头螺杆Ⅰ(4)、正方体万向节(5)、凹槽Ⅱ(6)、轴Ⅰ(7)、空心刚体Ⅰ(8)、螺母Ⅰ(9)、螺母Ⅱ(10)、双头螺杆Ⅱ(11)、蝶形螺母Ⅱ(12)、蝶形螺母Ⅲ(25)、双头螺杆Ⅲ(26)、双头螺杆Ⅳ(27)和蝶形螺母Ⅳ(28)组成，其中凹槽Ⅰ(2)底部与底座Ⅰ(1)中心固接；轴Ⅰ(7)下端经螺母Ⅱ(10)与凹槽Ⅱ(6)上部中孔Ⅰ(32)固接，轴Ⅰ(7)上端经螺母Ⅰ(9)与空心刚体Ⅰ(8)底部固接；正方体万向节(5)四面分别与双头螺杆Ⅰ(4)、双头螺杆Ⅱ(11)、双头螺杆Ⅲ(26)和双头螺杆Ⅳ(27)的内端螺纹连接；双头螺杆Ⅰ(4)外端经凹槽Ⅰ(2)中左侧立板的孔Ⅰ(29)与蝶形螺母Ⅰ(3)螺纹连接；双头螺杆Ⅱ(11)外端经凹槽Ⅰ(2)中右侧立板的孔Ⅱ(30)与蝶形螺母Ⅱ(12)螺纹连接；双头螺杆Ⅲ(26)外端经凹槽Ⅱ(6)中前侧立板的孔Ⅳ(33)与蝶形螺母Ⅲ(25)螺纹连接；双头螺杆Ⅳ(27)外端经凹槽Ⅱ(6)中后侧立板的孔Ⅲ(31)与蝶形螺母Ⅳ(28)螺纹连接；装置二(B)由底座Ⅱ(13)、轴Ⅱ(14)、带刻度盘轴套(15)、轴Ⅲ(16)、可拆卸式凹槽(17)、轴Ⅳ(18)、空心刚体Ⅱ(19)、螺母Ⅲ(20)、螺母Ⅳ(21)、螺母Ⅴ(22)、轴Ⅴ(23)和蝶形螺母Ⅴ(24)组成，其中轴Ⅱ(14)底部与底座Ⅱ(13)中心固接，带刻度盘轴套(15)套于轴Ⅱ(14)上部，并用螺母Ⅴ(22)固定；轴Ⅲ(16)内端与带刻度盘轴套(15)左侧固接；轴Ⅲ(16)外端与可拆卸式凹槽(17)的左立板(36)下部的孔Ⅵ(37)活动连接；轴Ⅴ(23)内端与带刻度盘轴套(15)右侧固接；轴Ⅴ(23)外端经可拆卸式凹槽(17)的右立板(35)下部的孔Ⅴ(34)与蝶形螺母Ⅴ(24)螺纹连接；轴Ⅳ(18)下端经螺母Ⅳ(21)与可拆卸式凹槽(17)中横板(39)的中孔II(38)固接；轴Ⅳ(18)上端与球铰组件(D)中轴套(44)的底孔螺纹连接；球铰组件(D)的连杆(47)上端经螺母Ⅲ(20))与空心刚体Ⅱ(19)底部固接。