一种结构合理的新型焦利氏秤的制作方法

本发明涉及一种物理实验仪器，尤其涉及一种结构合理的新型焦利氏秤。

背景技术：

申请号为201821635350.5公开了“一种新型焦利氏秤”，采用了螺纹传动代替了现有焦利氏秤的绳轮传动结构，很好的解决了焦利氏秤内筒运行不平稳、测量精度低，容易损坏等缺欠，但在实践中仍然存在如下问题：

(1)一般焦利氏秤的外筒高度一般在70cm以上，当采用图1所示的焦利氏秤后，采用螺杆传动以带动内筒升降，螺杆需要在支架的圆盘底部向下旋出40cm以上，加上下部的摇柄装置的高度、支架上部圆盘的厚度等，所需支架上圆盘的高度应在70cm以上，这样带来两个问题，其一较重的圆盘悬基本处于焦利氏秤的中部，整体装置重心提高，稳定性差，实际上在使用中这种新型焦利氏秤经常因不小心被碰倒，甚至摔坏仪器。如果为了提高焦利氏秤的稳定性，将圆盘下面的支脚向外扩展，则占地面积增大很多，并使得整体装置结构很不合理，外观也很不协调；其二是旋转螺杆的摇柄位于装置的底部，只能放在实验桌上测量，则游标读数所处的位置高于实验桌140cm以上，学生只能站到凳子上去读数，操作不合理，也很不方便。

(2)实际测量中，人们需要在三个支脚的空隙内进行旋转摇柄的操作，很不方便，经常不小心碰倒支脚或上部的圆盘上，使得实验装置产生振动，在测量液体的表面张力系数实验中，导致液膜提前破裂，即由于结构不合理影响测量精度或导致测量失败，所以该装置还需进一步改进，优化结构，才能真正用于测量液体的粘滞系数等物理实验中。

技术实现要素：

本发明的目的是克服背景技术中的缺欠，从人体工程学的角度出发，对一种新型焦利氏秤结构作出重大改进，使之成为操作方便，重心低运行平稳，能够有效地提高测量精度的结构合理的焦利氏秤。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种结构合理的新型焦利氏秤，如图2所示，包括底盘1、支脚2、弯臂3、摇柄4、外筒5、游标6、内筒7、锥形弹簧8、玻璃管9、金属丝10、流水筒11、接水筒12、立管13、紧固螺钉14、螺杆15、水平仪16、螺母17。

所述的底盘1为金属圆盘，厚度为8-10mm，底盘1的底部外缘设有可调高度的支脚2，底盘1上表面设有水平仪16，通过调整支脚2的高度可以调整底盘1的水平或调整焦利氏秤的垂直度；

所述的底盘1上表面边缘处垂直安装弯臂3，弯臂3的上部水平部分垂直于底盘1的轴线方向，并在弯臂3水平部分的端部固定安装立管13；

所述的弯臂3为中空的弯管，采用具有较大刚度的金属材料制成。

所述的立管13为短金属筒，其内孔轴线与底盘1的轴线重合，在立管13的内圆柱孔中向上垂直安装焦利氏秤的外筒5，立管13外侧沿高度方向对齐安装两个紧固螺钉14，旋紧两个紧固螺钉14可以将外筒5固定。

所述的外筒5底部嵌入螺母17并固定，螺母17内部旋入螺杆15，通过螺杆15在螺母17中旋转上下移动，带动内筒7上下平稳移动。

所述外筒5的长度等于在图1所示一种新型焦利氏秤的外筒长度的一半，且保持螺杆15长度、内筒7长度、外筒底部端面到底盘1的距离均与外筒5长度相等，即所述四者长度均在35mm-40mm之间，当螺杆15向下旋出至与底盘1相近时，内筒7长度的3/4缩回外筒5内，当螺杆15向上完全旋入至外筒5内部时，内筒7伸出外筒5并升高自身长度的3/4，从而满足测量液体表面张力系数需要，并确保游标读数的位置高度与现有焦利氏秤的游标读数位置高度相同。

焦利氏秤的摇柄4与螺杆15之间制成可拆卸结构，焦利氏秤外筒5装入立管13内孔后，再装上摇柄4以及测量液体的表面张力所需的锥形弹簧8、玻璃管9、金属丝10、流水筒11、接水筒12，焦利氏秤内筒高度方向运行极限范围为30cm。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的一种结构合理的新型焦利氏秤的有益效果为整体结构更加合理，包括：(1)整体装置重心降低，稳定性极大提高，减小装置晃动而降低测量精度，也不会意外碰倒摔坏仪器。(2)游标读数所处的位置高度较“一种新型焦利氏秤”减小近一半，极大方便了焦利氏秤的读数测量工作，减小测量工作中的偶然误差。(3)操作方便，人们可以在底盘1上方开放的空间进行旋转摇柄的操作，不会出现不小心碰倒支脚或上部的圆盘上，使得实验装置产生振动，影响测量精度或测量失败。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为一种新型焦利氏秤结构示意图。

图2为本发明一种结构合理的新型焦利氏秤结构示意图。

图3为本发明一种结构合理的新型焦利氏秤的剖视图。

图中：1、底盘，2、支脚，3、弯臂，4、摇柄，5、外筒，6、游标，7、内筒，8、锥形弹簧，9、玻璃管，10、金属丝，11、流水筒，12、接水筒，13、立管，14、紧固螺钉，15、螺杆，16、水平仪，17、螺母。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明的一种结构合理的新型焦利氏秤，如图2所示，包括底盘1、支脚2、弯臂3、摇柄4、外筒5、游标6、内筒7、锥形弹簧8、玻璃管9、金属丝10、流水筒11、接水筒12、立管13、紧固螺钉14、螺杆15、水平仪16。

焦利氏秤测量液体的表面张力系数，测量精度的关键是仪器运行要平稳，使得金属丝10在拉动液膜上移时缓慢而平稳，从而精确测量出液膜拉破瞬间锥形弹簧8受到的最大拉力。液膜在被拉伸过程中受到任何微小的扰动，都会使得液膜被提前拉破，使得测量值产生极大误差。

本发明的一种结构合理的新型焦利氏秤针对背景技术所述的一种新型焦利氏秤的缺欠，重点解决以下两个方面的问题：

一是保证仪器平稳的底盘1放在仪器的最底部，提高仪器的整体稳定度，并且在底盘1上方开放的空间进行旋转摇柄的操作，不会出现不小心碰倒支脚或上部的圆盘上，使得实验装置产生振动，影响测量精度或测量失败。

8-10mm厚度的金属圆盘，使得焦利氏秤在测量过程中保持平稳，减小任何可能产生的振动或晃动，对提高测量精度具有重要作用。底盘1的底部外缘设有三个支脚2，期中两个支脚高度可调，底盘1上表面设有水平仪16，通过调整支脚2的高度可以调整底盘1的水平或调整焦利氏秤的垂直度；

底盘1上表面边缘处垂直安装弯臂3，弯臂3的上部水平部分垂直于底盘1的轴线方向，并在弯臂3水平部分的端部固定安装立管13；为降低弯臂3的重量，弯臂13采用为中空的弯管，且采用具有较大刚度的金属材料制成。

立管13为短金属筒，其内孔轴线与底盘1的轴线重合，在立管13的内圆柱孔中向上垂直安装焦利氏秤的外筒5，立管13外侧沿高度方向对齐安装两个紧固螺钉14，旋紧两个紧固螺钉14，可以将外筒5在立管3内上下沿着同一方向固定，以避免外筒5产生倾斜。

所述的外筒5底部嵌入螺母17并固定，螺母17内部旋入螺杆15，通过螺杆15在螺母17中旋转上下移动，带动内筒7上下平稳移动。

螺杆15与螺母17采用国家标准的精密滚珠丝杠，其公称导程10mm，螺杆直径15mm，螺母外径28mm，滚珠丝杠基本消除了螺纹间隙，方便焦利氏秤左各种测量，提高测量精度。

二是焦利氏秤外筒5高度减半，不用再站到凳子上去读测量值，可以边测量边读数，仪器结构符合人体工程学要求。实际焦利氏秤在测量液体表面张力系数实验及其它测量中，锥形弹簧8及其它弹簧的拉伸量一般不会超过30mm(不能超出弹簧的弹性范围)，所以内筒上的刻度值在此数值范围即已足够测量之用。外筒5的高度满足内筒7的移动范围，并且足够安装玻璃管9、流水筒11、接水筒12即可。

所以本方案中外筒5的长度等于在图1所示一种新型焦利氏秤的外筒长度的一半，且保持螺杆15长度、内筒7长度、外筒底部端面到底盘1的距离均与外筒5长度相等，即所述四者长度均在35mm-40mm之间，当螺杆15向下旋出至与底盘1相近时，内筒7长度的3/4缩回外筒5内，当螺杆15向上完全旋入至外筒5内部时，内筒7伸出外筒5并升高自身长度的3/4，从而满足测量液体表面张力系数需要，并确保游标读数的位置高度与现有焦利氏秤的游标读数位置高度相同。

焦利氏秤的摇柄4与螺杆15之间制成可拆卸结构，焦利氏秤外筒5装入立管13内孔后，再装上摇柄4以及测量液体的表面张力所需的锥形弹簧8、玻璃管9、金属丝10、流水筒11、接水筒12，焦利氏秤内筒高度方向运行极限范围为30cm。

一种结构合理的新型焦利氏秤的工作过程是：

1、安装，首先将焦利氏秤放在实验桌上，用紧固螺钉14将外筒5固定在弯臂3及底盘1上，然后依次在内筒上悬挂锥形弹簧8及金属丝10等，在外筒5上依次安装玻璃管9、流水筒11与接水筒12。

2、调整，底盘1上表面设有水平仪16，通过调整支脚2的高度可以调整底盘1的水平或调整焦利氏秤的垂直度；

3、测量，测量液体的表面张力系数。

由于外筒5的高度减半，游标6与摇柄4之间的距离减小，使得摇柄4及金属丝10等均处于人们方便操作及观察的高度位置上，站在地上即可方便的、平稳的旋转摇柄4，观察金属丝10的运行情况，并可直接观察游标6读取测量值，减少操作中的不确定因素对测量结果的影响，有效的提高测量精确度，极大减少了测量误差。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

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