邢台市郭守敬科技教育基地滚动摩擦大型展具，位于邢台市郭守敬纪念馆第三展厅。该展品的升级改造是2014年河北省科学技术研究与发展计划科普专项项目，项目起止时间为2014年1月—— 2015年5月，项目编号：14K57678D，取得河北省科学技术研究与发展计划科普专项经费资助人民币80000元。分管处室：政策法规处。归口管理单位是邢台市科技局。项目承担单位是邢台市郭守敬纪念馆。

展具改造背景：郭守敬纪念馆是全国科普教育基地，第一批河北省省级科普基地，每年接待观众达50多万人次，受众面广；同时是邢台市五十多所中小学科普示范基地，是本市中小学、大学重要的科普课外课堂。第三展厅是以展示郭守敬天文历法方面的科技成就为主线，突出表现郭守敬创制的有代表性的天文仪器。古仪器设计简单，但操作十分复杂，观众很难在短时间内有一个直观的理解。滚动摩擦模型是体现郭守敬的创新技术的最好表现。郭守敬在创制简仪（简仪，是郭守敬创制天文仪器的代表作，是世界上最早制成的大赤道仪）的过程中，在赤道环和百刻环中间架设了四粒圆柱形短铜棒，改滑动摩擦为滚动摩擦，大大减少了阻力。他的这一项发明创造比西方文艺复兴时期达·芬奇创造的滚筒轴承早了200多年，也就是说，郭守敬是世界上最早发明和使用滚柱轴承的人。为此，我们结合其他展馆的先进手段，运用机电、模拟技术等新颖的展示手段，对展品进行升级改造。

展具改造意义：该展具升级改造，是在郭守敬古代科技成就基础上进行展项延伸，把郭守敬的科技精神和科技技术有机结合，突出对现代科技的重大影响。建成之后，必会成为展示郭守敬天文仪器成就的一大亮点。

展具研究基础：中外科技史方面的不少专家学者对郭守敬科技成就进行了深入研究，编写了一些郭守敬专著和学术文章；本单位自1984年筹建，1986年建成开放，至今已三十多年。期间，郭守敬纪念馆多名专业技术人员对郭守敬科技成就，尤其是郭守敬创制的天文观测仪器——简仪以及郭守敬在其赤道环和百刻环之间放置四粒短铜棒，变滑动摩擦为滚动摩擦，大大减小阻力，从而发明并使用轴承等进行了大量资料收集和研究工作，撰写并发表了多篇学术文章；2004年，本单位制作《郭守敬生平业绩展览》时，依据专家学者的研究成果，设计制作了有关滚动摩擦（轴承）的展面和模型。

项目研究内容：完成郭守敬纪念馆第三展厅展品滚动摩擦模型升级改造，采用先进的科技展示手段，使展品更具趣味性、互动性，使观众在动手、动脑中体验科学的乐趣，从而深切地体验科学的奥秘，更加深刻地学习郭守敬的科技创新的精神。主要研究内容：（1）对郭守敬创制观天仪器简仪进行认真研究，深刻领悟郭守敬在百刻环和赤道环放置四粒短铜棒，变滑动摩擦为滚动摩擦的科学原理；（2）研究设计滚动摩擦展具的基座、展台、展顶等部件所采用的材质、形式、色彩；（3）研究设计滑动摩擦、滚动摩擦互动演示装置采取的材质、式样、颜色和制作原理。

展具改造工作实施：2014年1月—9月底，完成了滚动摩擦大型展具改造项目前期的资料收集、学术研究、展具策划构想；10月—12月底，与制作方联系，与展具形式设计人员沟通，完成了展具设计、制作和现场安装；2015年1月，开始试展，期间对展具进行局部调试。

展具技术指标：将原有滚动摩擦互动演示展品进行了改造，重新设计建立了一组可动手操作演示的滚动摩擦大型展具。该展具包括一圆形底座、一方形展台、一组滚动摩擦展品、一半球形穹顶。其中滚动摩擦展品包括一台滑动摩擦装置、一台滚动摩擦装置，二组现代向心、调心滚珠轴承和滚柱轴承，这些装置均可让游客亲自动手操作演示。滚动摩擦互动装置，形式模仿郭守敬创制简仪的赤道环和百刻环，两环一内一外相扣，内放置圆柱短棒。考虑到观众操作安全，在滚动摩擦、滑动摩擦装置上侧各加设一玻璃外壳，使观众动手操作时，既安全，又能看到滚动的圆柱短棒，从而更好地演示其工作原理。

展具的创新能力：新制作的滚动摩擦大型展具增加了滑动摩擦装置，采用对比的形式展示滑动摩擦与滚动摩擦的区别，使观众在动手操作中，更好地体验滚动摩擦较之滑动摩擦更为轻便省力。现代轴承展品的展示，可使观众对郭守敬发明轴承对当今社会影响的认识。

（1）材料的选择

考虑到展品的经久耐用和与郭守敬简仪所使用材料的相似性，整个展品的主要构件均采用了Q235碳素结构钢，防护罩采用有机玻璃，操作手柄采用国标标准手柄。整个展台采用冷轧钢板制作。

（2）展现的科技原理、布展方式说明及拓展知识的设计

展具利用一组和郭守敬简仪上赤道环和百刻环完全相同的结构，精确再现了郭守敬滚动轴承的原理，制作了一组形状与大小和滚动轴承结构完全相同，仅去除了滚子组件的滑动摩擦结构，用于让观众进行对比操作，加深对郭守敬轴承运动灵活、省力、运动平稳的认识。采用现代在工业中常用的各种轴承，按照他们在实际应用中的典型安装方式，制作了供观众操作的互动结构，是观众进一步了解郭守敬轴承发明的伟大意义。

展具应用效果：2015年1月，改造后的滚动摩擦大型展具对外开始试展。4月中旬，郭守敬纪念馆就滚动摩擦展具改造项目展示效果在观众，特别是青少年学生中进行抽样调查，满意率达到100%。人们普遍认为：邢台市郭守敬科技教育基地展品升级改造（滚动摩擦大型展具）后，滚动摩擦展出的内容更加丰富，形式更加多样，由原来一个展品变成多个展品，不仅可让多个观众同时操作演示，而且设计建成的滚动摩擦大型展具增加了滑动摩擦装置，采用对比的形式展示滑动摩擦与滚动摩擦的区别，使观众在动手操作中，更好地体验滚动摩擦较之滑动摩擦更为轻便省力，这可使观众特别是青少年学生在参观互动中更好地了解郭守敬发明并应用轴承的伟大。滚动摩擦展具中两组现代轴承展品的展示，可使观众加深对郭守敬发明滚柱轴承对当今社会深远影响的认识。改造升级的滚动摩擦展品成为郭守敬纪念馆一大亮点。

滚动摩擦展具位于第三展厅

滚动摩擦展具安装施工现场

滚动摩擦展品

滚动摩擦互动演示装置

滑动摩擦互动演示装置

现代轴承展品

滚动摩擦半球形顶盖

滚动摩擦展具底座和展台