CN100565617C - 一种角位移机械振荡器 - Google Patents
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Abstract
一种角位移机械振荡器,可广泛用于大中学物理实验演示中,这种角位移机械振荡器是在电机的旋转轴上,装置一偏心转轮(3),偏心转轮(3)与滑动连杆(6)连接,滑动连杆(6)与曲臂(4)连接,曲臂(4)连接一个转轴(2),转轴(2)设置在用于固定电机(7)和偏心转轮(3)的底板(1)上;当电机(7)转动时,偏心转轮(3)做椭圆转动,并带动滑动连杆(6)和曲臂(4),使其在转轴(2)产生角位移的往复摆动,将电机的旋转运动转换为转轴的角位移往复摆动。由于电机的转速连续可调,该角位移机械振荡器的振动频率也随之在较宽的频率区间连续可调,本发明提供的这种角位移机械振荡器,造价低,演示效果明显,从而激发学生的学习兴趣,增强物理演示实验的感染力。
Description
技术领域
本发明涉及一种角位移机械振荡器,可广泛用于大中学物理实验演示中,诸如光学扫描、李萨如图等物理演示都用得到角位移机械振荡器。
背景技术
目前,在大中学物理实验教学中,物理演示是不可缺少的实验手段,而机械振动部分在物理演示实验中又占有较为重要的比重。现有技术为一种扫描摆动电机(英文名称为scaner),是轴向偏转摆动,摆动偏转角最大为±30°。它的工作原理如图4所示,恒磁转子15由于本身磁场力的作用,平衡于两软铁极靴14(定子)间的平衡位置。当两软铁极靴中的线圈13通过交变电流时,在两软铁间随即产生-交变磁场,在这个磁场力的作用下,受这个力的驱使置于其间的转子15随之离开平衡位置产生往复偏转摆动,其频率与线圈中的交变电流一致,它的偏转摆幅取决于电流所产生磁场力的大小。
现有的振荡器造价高,演示效果简单不能满足大中学物理实验课演示效果多样的要求。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种简单易行,造价低、演示效果明显的角位移机械振荡器。
本发明的结构原理是将电机的旋转运动转换为角位移往复摆动,其技术方案如结构示意图1、2所示,这种角位移机械振荡器是在电机的旋转轴上装置一偏心转轮3,偏心转轮3与滑动连杆6连接,滑动连杆6与曲臂4连接,曲臂4连接一个转轴2,转轴2设置在用于固定电机和偏心转轮3的底板1上;当电机7转动时,偏心转轮3做椭圆转动,并带动滑动连杆6和曲臂4,使其在转轴2产生角位移的往复摆动,将电机的旋转运动转换为角位移的往复摆动。
所述的角位移机械振荡器中使用的电机可选用直流电机,偏心转轮3与滑动连杆6之间、滑动连杆6与曲臂4之间,可采用轴承连接。
由于直流电机的转速连续可调,该角位移机械振荡器的振动频率也随之在较宽的频率区间连续可调,即可使角位移机械振荡器的振动频率区间有良好的线性及响应,其偏转角位移为±10°,振动频率0-140Hz.。
本发明提供的这种角位移机械振荡器与已有技术最大的差异为:已有技术是一种轴向摆动电机,而本发明是将电机的旋转通过机械结构转变为角位移偏转振动,现有技术中的驱动电路较为复杂,而本发明的驱动电路较为简化,只需调整直流电源即可控制角位移偏转振动频率。因此造价低,演示效果明显,从而激发学生的学习兴趣,增强物理演示实验的感染力。
附图说明
图1为本发明的主视结构示意图,图2为本发明的侧视结构示意图:1、底板2、转轴 3、偏心转轮 4、曲臂 5、轴承 6、滑动连杆 7、直流电机;
图3为本发明的应用例示意图:8、角位移机械振荡器 9、反射镜 10、激光器11、李萨如图形;
图4现有技术中的扫描摆动电机式的振荡器:12、铝壳 13、线圈 14、软铁极靴 15、恒磁转子 16、轴承
实施方式
本发明主要包括有:底板1,电机,偏心转轮3及其与其连接的机械连杆等部件,可参照图1、2,采用常规的机械手段、按照前述技术方案部分的描述进行装配即可。
本实施例给出一应用于物理实验演示中的例子,该实施例如图3所示,是关于激光李萨如图形的演示实例,该演示实例中使用了两个角位移机械振荡器81、82,在两个角位移机械振荡器转轴2上分别装配上反射镜9,其中一个反射镜为X轴方向放置,另一个为Y轴方向放置,并且X轴方向和Y轴方向的两个反射镜91、92相互垂直放置;当激光光束依次通过两个反射镜反射到屏幕上时,驱动Y轴方向的角位移机械振荡器发生振动,激光随垂直方向摆动,此时反射镜91和光路形成一光杠杆把反射镜91的微小振动放大,并照射到X轴方向的角位移机械振荡器的反射镜92的轴线上,获得水平方向摆动,调控两个机械振荡器的振动频率,使两机械振荡器频率互为不同的整数比时,此时激光投射在屏幕上由于人眼的视觉暂留效应,则在屏幕上显现出各种各样稳定的激光李萨如图形11。
Claims (2)
1.一种角位移机械振荡器,主要包括有电机,本发明的特征在于,在电机旋转轴上装置一偏心转轮(3),偏心转轮(3)与滑动连杆(6)连接,滑动连杆(6)与曲臂(4)的一端连接,曲臂(4)连接一个转轴(2),转轴(2)设置在用于固定电机(7)和偏心转轮(3)的底板(1)上;当电机(7)转动时,偏心转轮(3)做椭圆转动,并带动滑动连杆(6)和曲臂(4),使其在转轴(2)产生角位移的往复摆动,将电机的旋转运动转换为角位移的往复摆动。
2.根据权利要求1所述的角位移机械振荡器,其特征在于:电机选用直流电机,偏心转轮(3)与滑动连杆(6)之间、滑动连杆(6)与曲臂(4)之间,采用轴承连接。
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