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让齿轮转起来 科技馆科教互动展品定制 学校园社区科普馆器材

发布时间:2020-11-07 15:48:37 人气:

1、内容

展项由磁性台面、齿轮模型、动画联动装置和造景滚筒联动装置组成。

展项的主体为一个具有磁性台面的工作台,工作台上摆放着一些齿轮,齿轮的固定轴材料是铁,可吸附在磁性桌面上,满足齿轮之间相互带动的稳定性,而在观众将手插进齿轮之间时又可弹开,保障安全。台面设置有一套具有操作手柄的齿轮,并设置有两组分别与造景滚筒、动画装置相连的固定齿轮组造景滚筒或动画装置可以被各自独立驱动。造景滚筒上设置春夏秋冬四个季节的场景。动画装置演示卡通化的昼夜交替影像,圆筒上设狭缝,内侧绘有一套连续图片,当驱动齿轮使圆筒旋转时,透过运动着的窄缝,可看到对面连续的影像。

参与者将各种磁性齿轮进行创意组合,使带摇柄的齿轮与普通齿轮相连接,再连接到与动画装置或滚筒相连的固定齿轮上,转动曲柄,参与者会看到动画影像或看到造景滚筒转动演示。

2、原理

齿轮:

齿轮(Gear) 是依靠齿的啮合传递扭矩的轮状机械零件。齿轮通过与其它齿状机械零件(如另一齿轮、齿条、蜗杆)传动,可实现改变转速与扭矩、改变运动方向和改变运动形式等功能。由于传动效率高、传动比准确、功率范围大等优点,齿轮机构在工业产品中广泛应用,其设计与制造水平直接影响到工业产品的质量。齿轮轮齿相互扣住齿轮会带动另一个齿轮转动来传送动力。 将两个齿轮分开,也可以应用链条、履带、皮带来带动两边的齿轮而传送动力。

齿轮种类繁多,常见的有直齿轮、斜齿轮、伞齿轮、蜗轮蜗杆等。直齿轮和斜齿轮主要用于传递平行轴之间的运动;垂直相交轴之间的运动常采用伞齿轮传递。而蜗轮蜗杆多用于传递垂直相错轴之间的运动。另外还有内齿轮、圆锥齿轮、螺旋齿轮、双曲线齿轮等齿轮传动机构。

齿轮比:

两个不同直径的齿轮结合在一起转动,大直径的齿轮转速会比小直径的齿轮转动慢,它们的转速比例和齿轮直径大小成反比,小齿轮传递动力至大齿轮时,转动的速度、降低的旋转的比率、以及扭矩放大的倍数,都恰好等于两齿轮的齿数比例,这个比例就是所谓的“齿轮比”。

费纳奇镜:

费纳奇镜俗称诡盘,是一种可产生连续活动影像的装置,1832年由比利时人约瑟夫•普拉特和奥地利人西蒙•冯施坦普费尔发明。费纳奇镜是电影的雏型,利用了视觉暂留现象的原理,有两种结构形式,第一种是手柄上垂直安装一张绘有一套连续图像的盘片,盘片的中央有一圈窄缝,对面有一面镜子。当盘片旋转时,透过运动着的窄缝,从对面的镜子中,便可看到连续运动的影像。第二种是采用里外两个筒形盘片,外面一张有窄缝,里面一张绘有图像,当里面的盘片旋转运动时,观看者便可透过窄缝看到活动的影像。

3、目的

通过组装齿轮的互动,使参观者掌握齿轮的结构和传动的原理,并了解齿轮比的概念和传统动画装置。

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