專利名稱：演示混沌原理的實(shí)驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種演示混沌原理的實(shí)驗裝置。
背景技術(shù)：
混沌理論是系統(tǒng)從有序突然變?yōu)闊o序狀態(tài)的一種演化理論，是對確定性系統(tǒng)中出 現(xiàn)的內(nèi)在“隨機(jī)過程”形成的途徑、機(jī)制的研討。科學(xué)家們經(jīng)過的多年的研究發(fā)現(xiàn)，混沌系 統(tǒng)是一個非周期性的不可逆過程，它對初始值反應(yīng)敏感，一個微小的擾動變化，就會產(chǎn)生意 想不到的結(jié)果，而且長期行為不可預(yù)測。比如天氣的微小變化也會造成巨大的影響。氣壓 或風(fēng)向的細(xì)微改變，可以使本來晴朗明麗的天空變得陰沉多云?；煦绗F(xiàn)象起因于物體不斷以某種規(guī)則復(fù)制前一階段的運(yùn)動狀態(tài)，而產(chǎn)生的無法預(yù) 測的隨機(jī)效果?；煦绗F(xiàn)象發(fā)生于易變動的物體或系統(tǒng)，該物體在行動之初極為單純，但經(jīng)過 一定規(guī)則的連續(xù)變動之后，卻產(chǎn)生始料所未及的后果，也就是混沌狀態(tài)。但是混沌狀態(tài)不同 于一般雜亂無章的的混亂狀況，經(jīng)過長期及完整分析之后，可以從中整理出某種規(guī)則。但是，究竟什么是混沌現(xiàn)象？人們只能意會，而不能直觀地了解。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型是為了向人們提供一種演示混沌原理的實(shí)驗裝置。通過該演示裝置中 的多個相同的混沌擺同時啟動后發(fā)生的不同的擺動現(xiàn)象，使觀眾直觀地了解混沌現(xiàn)象，從 而認(rèn)識混沌原理。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種演示混沌原理的實(shí)驗裝置，其特點(diǎn)是， 包括演示柜，所述的演示柜的正面設(shè)有至少兩個結(jié)構(gòu)相同的混沌擺和一控制按鈕，所述演 示柜內(nèi)設(shè)有與混沌擺數(shù)量相同的電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)；所述的各混沌擺結(jié)構(gòu)相同，各包括一主擺 桿及通過轉(zhuǎn)軸與之相連的至少三個副擺桿，每個副擺桿各通過轉(zhuǎn)軸連接一次擺桿；所述的 主擺桿通過主轉(zhuǎn)動軸與所述電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連接；所述的各電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)受控制按鈕的控 制，同步動作。上述演示混沌原理的實(shí)驗裝置，其中，所述每個混沌擺的三個副擺桿分別通過一 主副擺桿連接機(jī)構(gòu)可自由轉(zhuǎn)動的連接在所述主擺桿的兩端和中端；所述各次擺桿通過一副 次擺桿連接機(jī)構(gòu)可自由轉(zhuǎn)動的連接在各自對應(yīng)的所述副擺桿的末端。上述演示混沌原理的實(shí)驗裝置，其中，所述的主副擺桿連接機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在主擺 桿兩端的兩個端副擺連接機(jī)構(gòu)和設(shè)置在主擺桿中端的一中副擺連接機(jī)構(gòu)；其中所述的中 副擺連接機(jī)構(gòu)與所述的主轉(zhuǎn)動軸相對，該中副擺連接機(jī)構(gòu)包括一設(shè)置在主擺桿中端的中端 主擺支撐套、一設(shè)置在中端主擺支撐套內(nèi)的軸承，所述的主轉(zhuǎn)動軸套在所述軸承內(nèi)，通過鎖 緊螺釘與其相連固定；所述的兩個端副擺連接機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，各包括一設(shè)置在主擺桿兩端 的兩端主擺支撐套、一設(shè)置在該兩端主擺支撐套內(nèi)的軸承、以及一套設(shè)在所述軸承內(nèi)的軸 銷，通過鎖緊螺釘與其相連固定。上述演示混沌原理的實(shí)驗裝置，其中，所述的副次擺桿連接機(jī)構(gòu)各包括一設(shè)置在
3副擺桿末端的副擺支撐套、一設(shè)置在該副擺支撐套內(nèi)的軸承、以及一套設(shè)在所述軸承內(nèi)的 軸銷，通過鎖緊螺釘與其相連固定。上述演示混沌原理的實(shí)驗裝置，其中，所述的各副擺桿的長度一致。上述演示混沌原理的實(shí)驗裝置，其中，所述的各副擺桿的長度不一致，其中兩端的 兩副擺桿的長度一致，中間的副擺桿較兩端的兩副擺桿的長度長。上述演示混沌原理的實(shí)驗裝置，其中，還包括與所述混沌擺數(shù)量相同的電磁鐵組， 所述電磁鐵組設(shè)置在所述演示柜內(nèi)，與所述各混沌擺的主擺桿相對應(yīng)，并與所述控制按鈕 電連接。上述演示混沌原理的實(shí)驗裝置，其中，所述的各混沌擺周圍設(shè)有防護(hù)罩。上述演示混沌原理的實(shí)驗裝置，其中，所述的鎖緊螺釘為裝飾鎖緊螺釘。上述演示混沌原理的實(shí)驗裝置，其中，所述的各次擺桿的末端均設(shè)有裝飾鎖緊螺 釘。本實(shí)用新型由于采用了以上的技術(shù)方案，采用在演示柜上設(shè)置至少兩個混沌擺， 每個混沌擺由一個主擺和與之相連的三個副擺桿、以及分別與三個副擺桿相連接的次擺桿 組成。各混沌擺均采用電機(jī)驅(qū)動，并采用電磁鐵吸附主擺桿停止，因此，可保證按鈕啟動后， 它們能在基本相同的起始狀態(tài)下同時開始獨(dú)立的自由擺動。由于電機(jī)驅(qū)動及電磁鐵組可保 證各混沌擺的轉(zhuǎn)速和啟動條件基本相同，以此讓觀眾直觀感受混沌擺對初始條件的極端敏 感性，從中認(rèn)識混沌現(xiàn)象、理解混沌理論、體會混沌理論的思想。

本實(shí)用新的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步給出。圖1是本實(shí)用新型演示混沌原理的實(shí)驗裝置的一種實(shí)施例的外觀結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的剖視圖。圖3是圖2的A部分結(jié)構(gòu)放大示意圖。圖4是本實(shí)用新型演示混沌原理的實(shí)驗裝置中一個混沌擺的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖4的左視圖(部分剖視)。圖6是圖5的C部分結(jié)構(gòu)放大示意圖。圖7是圖5的B部分結(jié)構(gòu)放大示意圖。圖8是本實(shí)用新型演示的呈現(xiàn)不規(guī)則運(yùn)動狀態(tài)的一種狀態(tài)的示意圖。
具體實(shí)施方式
請參閱圖1 圖3。本實(shí)用新型一種演示混沌原理的實(shí)驗裝置，包括演示柜1，所 述的演示柜1的正面設(shè)有至少兩個結(jié)構(gòu)相同的混沌擺2和一控制按鈕3，所述演示柜內(nèi)設(shè)有 與混沌擺數(shù)量相同的電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)4。本實(shí)施例設(shè)有3個結(jié)構(gòu)相同的混沌擺，相應(yīng)地，各混 沌擺連接一電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)。所述的各電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)受控制按鈕3的控制，同步動作。在所 述演示柜內(nèi)還設(shè)有與所述混沌擺數(shù)量相同的電磁鐵組5，每個電磁鐵組5有兩個電磁鐵，各 電磁鐵與所述各混沌擺的主擺桿兩端相對應(yīng)，并與所述控制按鈕電連接。所述的各混沌擺 周圍設(shè)有防護(hù)罩7。請結(jié)合參閱圖4。所述的各混沌擺2結(jié)構(gòu)相同，各包括一主擺桿21及通過轉(zhuǎn)軸與之相連的至少三個副擺桿，本實(shí)施例設(shè)置三個副擺桿221、222、223，每個副擺桿各通過轉(zhuǎn)軸連 接一次擺桿23。所述的各副擺桿的長度一致或不一致，本實(shí)施例中是兩端的兩副擺桿221、 223的長度一致，中間的副擺桿222較兩端的兩副擺桿的長度長。當(dāng)然，也可將三個副擺桿 的長度均設(shè)為一致。請參閱圖3。所述的各電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)4結(jié)構(gòu)相同，本實(shí)施例中，各包括一電機(jī)41、 一對帶輪，其中主帶輪213與電機(jī)的輸出軸連接，從帶輪212與所述主轉(zhuǎn)動軸211連接，主 帶輪與從帶輪之間采用皮帶傳動。使主擺桿通過主轉(zhuǎn)動軸211與所述電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)傳動連 接，并在電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下，由主轉(zhuǎn)動軸帶動轉(zhuǎn)動。所述的電機(jī)采用伺服電機(jī)，停機(jī)時 可以進(jìn)行精確定位。采用電磁鐵吸附的方式使活動的擺停止運(yùn)行，達(dá)到使演示柜上的三個 混沌擺的初始條件基本相同。請再參閱圖4。所述每個混沌擺的三個副擺桿分別通過一主副擺桿連接機(jī)構(gòu)220 可自由轉(zhuǎn)動的連接在所述主擺桿的兩端和中端；所述各次擺桿通過一副次擺桿連接機(jī)構(gòu) 230可自由轉(zhuǎn)動的連接在各自對應(yīng)的所述副擺桿的末端。請參閱圖5。所述的主副擺桿連接機(jī)構(gòu)220包括設(shè)置在主擺桿兩端的兩個端副擺 連接機(jī)構(gòu)2201和設(shè)置在主擺桿中端的一中副擺連接機(jī)構(gòu)2202。所述的中副擺連接機(jī)構(gòu) 2202與所述的主轉(zhuǎn)動軸211相連接。請配合參閱圖6。該中副擺連接機(jī)構(gòu)包括一設(shè)置在主 擺桿21中端的中端主擺支撐套213、一設(shè)置在中端主擺支撐套內(nèi)的軸承214，所述的主轉(zhuǎn)動 軸的頭部套在所述軸承內(nèi)，通過鎖緊螺釘61與其相連固定。請配合參閱圖7。所述的兩個端副擺連接機(jī)構(gòu)2201結(jié)構(gòu)相同，各包括一設(shè)置在主 擺桿兩端的兩端主擺支撐套215、一設(shè)置在該兩端主擺支撐套內(nèi)的軸承216、以及一套設(shè)在 所述軸承內(nèi)的軸銷217，通過鎖緊螺釘62與其相連固定。所述的副次擺桿連接機(jī)構(gòu)230各包括一設(shè)置在副擺桿末端的副擺支撐套、一設(shè)置 在該副擺支撐套內(nèi)的軸承、以及一套設(shè)在所述軸承內(nèi)的軸銷，通過裝飾鎖緊螺釘63與其相 連固定。該結(jié)構(gòu)與上述端副擺連接機(jī)構(gòu)2201結(jié)構(gòu)相似，故未圖示。所述的鎖緊螺釘61和鎖緊螺釘62均為裝飾鎖緊螺釘，或者在鎖緊螺釘外表面套 裝飾件。各次擺桿的末端也均設(shè)有裝飾鎖緊螺釘64(如圖4所示)。演示時，參與者按動啟動按鈕，三個混沌擺同時開始擺動。由于每個混沌擺的三 個副擺桿隨主擺桿擺動，次擺桿又隨副擺桿擺動，每個擺都會影響其它擺的運(yùn)動，因而使整 個運(yùn)動復(fù)雜、混沌無序，無法預(yù)測。又由于每個混沌擺的起始沖量矩總有所不同，因此無法 使每一次或每一個擺的運(yùn)動初始條件(角位移、角速度等)完全相同，總會存在或大或小的 差異，因此擺的運(yùn)動狀態(tài)也就千差萬別。參與者通過反復(fù)實(shí)驗觀察并比較三個混沌擺的運(yùn) 動狀態(tài)，可看到三個混沌擺最終呈現(xiàn)出不規(guī)則的運(yùn)動狀態(tài)，其中一種狀態(tài)如圖8所示(每個 副擺桿、次擺桿的運(yùn)動狀態(tài)都不一樣)，使參與者直觀了解混沌系統(tǒng)對初始條件的極端敏感 性，從中體會混沌理論的思想。
權(quán)利要求演示混沌原理的實(shí)驗裝置，其特征在于，包括演示柜，所述的演示柜的正面設(shè)有至少兩個結(jié)構(gòu)相同的混沌擺和一控制按鈕，所述演示柜內(nèi)設(shè)有與混沌擺數(shù)量相同的電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)；所述的各混沌擺結(jié)構(gòu)相同，各包括一主擺桿及通過轉(zhuǎn)軸與之相連的至少三個副擺桿，每個副擺桿各通過轉(zhuǎn)軸連接一次擺桿；所述的主擺桿通過主轉(zhuǎn)動軸與所述電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連接；所述的各電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)受控制按鈕的控制，同步動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的演示混沌原理的實(shí)驗裝置，其特征在于，所述每個混沌擺的 三個副擺桿分別通過一主副擺桿連接機(jī)構(gòu)可自由轉(zhuǎn)動的連接在所述主擺桿的兩端和中端； 所述各次擺桿通過一副次擺桿連接機(jī)構(gòu)可自由轉(zhuǎn)動的連接在各自對應(yīng)的所述副擺桿的末 端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的演示混沌原理的實(shí)驗裝置，其特征在于，所述的主副擺桿連 接機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在主擺桿兩端的兩個端副擺連接機(jī)構(gòu)和設(shè)置在主擺桿中端的一中副擺連 接機(jī)構(gòu)；其中所述的中副擺連接機(jī)構(gòu)與所述的主轉(zhuǎn)動軸相連接，該中副擺連接機(jī)構(gòu)包括一設(shè)置在主 擺桿中端的中端主擺支撐套、一設(shè)置在中端主擺支撐套內(nèi)的軸承，所述的主轉(zhuǎn)動軸套在所 述軸承內(nèi)，通過鎖緊螺釘與其相連固定；所述的兩個端副擺連接機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，各包括一設(shè)置在主擺桿兩端的兩端主擺支撐 套、一設(shè)置在該兩端主擺支撐套內(nèi)的軸承、以及一套設(shè)在所述軸承內(nèi)的軸銷，通過鎖緊螺釘 與其相連固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的演示混沌原理的實(shí)驗裝置，其特征在于，所述的副次擺桿連 接機(jī)構(gòu)各包括一設(shè)置在副擺桿末端的副擺支撐套、一設(shè)置在該副擺支撐套內(nèi)的軸承、以及 一套設(shè)在所述軸承內(nèi)的軸銷，通過鎖緊螺釘與其相連固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4任一項所述的演示混沌原理的實(shí)驗裝置，其特征在于，所述的各 副擺桿的長度一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 4任一項所述的演示混沌原理的實(shí)驗裝置，其特征在于，所述的各 副擺桿的長度不一致，其中兩端的兩副擺桿的長度一致，中間的副擺桿較兩端的兩副擺桿 的長度長。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的演示混沌原理的實(shí)驗裝置，其特征在于，還包括與所述混沌 擺數(shù)量相同的電磁鐵組，所述電磁鐵組設(shè)置在所述演示柜內(nèi)，與所述各混沌擺的主擺桿相 對應(yīng)，并與所述控制按鈕電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的演示混沌原理的實(shí)驗裝置，其特征在于，所述的各混沌擺周 圍設(shè)有防護(hù)罩。
9.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的演示混沌原理的實(shí)驗裝置，其特征在于，所述的鎖緊螺釘 為裝飾鎖緊螺釘。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的演示混沌原理的實(shí)驗裝置，其特征在于，所述的各次擺桿的 末端均設(shè)有裝飾鎖緊螺釘。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種演示混沌原理的實(shí)驗裝置，其特點(diǎn)是，包括演示柜，所述的演示柜的正面設(shè)有至少兩個結(jié)構(gòu)相同的混沌擺和一控制按鈕，所述演示柜內(nèi)設(shè)有與混沌擺數(shù)量相同的電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)；所述的各混沌擺結(jié)構(gòu)相同，各包括一主擺桿及通過轉(zhuǎn)軸與之相連的至少三個副擺桿，每個副擺桿各通過轉(zhuǎn)軸連接一次擺桿；所述的主擺桿通過主轉(zhuǎn)動軸與所述電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連接；所述的各電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)受控制按鈕的控制，同步動作。本實(shí)用新型通過幾個相同的混沌擺同時啟動后發(fā)生的不同的擺動現(xiàn)象，使參與者直觀地了解混沌現(xiàn)象，從而認(rèn)識混沌原理，體會混沌理論的思想。
文檔編號G09B23/00GK201673617SQ20102018171
公開日2010年12月15日 申請日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者唐先華, 李必成, 沈穎 申請人:上?？萍拣^