陀螺效应在旋转秋千中的应用 the application of top effect in a new rotating swing.pdfVIP

第19卷第3期 机电产品开发与纠新 VO|．19．NO．3 2006年5月 Developr北nt＆IlInov撕on《machin8ry＆elec砸calpmducts May．，2∞16 陀螺效应在旋转秋千中的应用 连香姣1， 魏 峰2 (1．北京建筑工程学院，北京100044；2．机械科学研究院，北京 100044) 摘 要：传统的秋千只能摆动不能旋转，达不到更好的自娱目的。电动旋转秋千不仅费电，而且对操作者 起不到锻炼作用。本文所介绍的旋转秋千利用陀螺原理，不仅能摆动，还能在水平面内做3600的 旋转运动，不需要费电，便于安装在社区，具有更高的娱乐性和锻炼作用。 关键词：秋千；陀螺；旋转平衡轮 中图分类号：TH一39 文献标识码：A 文章编号：1002—6673(2006)03—038—02 矩为： 0 引言 【庐uA-‘l×Jz∞ (1) 近年来，随着我国经济的发展，人们生活水平不断 根据作用与反作用定律，陀螺对迫使它改变运动状 提高，各种休闲娱乐活动成为人们追求高品质生活的新 态的物体必施加一反作用力矩。令此力矩为M。，则： 时尚。秋千是从古代沿袭下来的一种民间活动，人们只 M0=一k(或M庐Q×Jz∞) (2) 需两手握绳，使之前后摆动，便越荡越高，带给人们无 这一力矩是陀螺表现出来的一种惯性阻抗力矩，称 穷的乐趣。传统的秋千只能摆动，不能旋转，也起不到 为陀螺力矩。高速旋转的陀螺，其旋转对称轴被迫在空 很好的锻炼作用。现有的电动旋转秋千不仅费电，而且 间改变方位时，便产生陀螺力矩并作用于迫使其对称轴 大多只能在专门的游乐场才可以见到，要购票才能享受。 改变方位的物体上，由此产生的力学效应称为陀螺效应。 本文所介绍的旋转秋千利用陀螺效应，使秋千不仅 2旋转秋千的结构组成及工作原理 能摆动，还能在水平面内做3600的旋转运动，具有更高的 娱乐性；它不需要采用任何动力驱动，只需手动转动把手 如图2所示，旋转秋千主要由支架2、秋千架3、十 就可以实现秋千的摆动和转动，锻炼了手臂肌肉；这种秋 字万向联轴节1、旋转平衡轮4、手柄5、座椅6等部件 千体积小，可以方便地安装在社区等各种游乐场所。 构成。其中，支架2是由四根空心圆截面的钢材经热弯 后成型，通过顶部的连接法兰联成一体，底部焊接有钢 1 陀螺效应【1】 板，用地脚螺钉固定于地面。秋千架3通过十字万向联 有旋转对称轴，并绕此轴上一固定点运动的均质刚 轴节1、轴承等与支架顶部的连接法兰联接，座椅6、旋 体称为陀螺。 转平衡轮4等均安装在秋千架3的底部。旋转平衡轮4 如图1所示，设有一 由手柄输入轴、超越离合器、飞轮、端盖、轴承、输出 陀螺绕0Z’以角速度‘1)自 转，如有一外力矩作用在 对称轴上，迫使此轴以进 纩 1．十字万向联轴节 ≤ 2．支架3．秋千架4．