CN106124152A - 一种共振模拟体验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种共振模拟体验台，包括台架和开关操作界面，所述台架上设有固定互动结构装置，所述固定互动结构装置包括上层面板和下层底板，所述上层面板的底部固接有固定圆杆，所述下层底板上固接有固定导套，所述固定导套贯穿下层底板，所述固定圆杆和固定导套间连接有弹簧。本发明的共振模拟体验台在震动过程中产生频率，通过钢球反映质量影响其加速度作用，从而可以体验到地震发生时地面无规律的上下颠簸，从而能让人感受真实的地震发生频率，让观众更好的认识了解地震，增强人们防灾减灾意识。

Description

一种共振模拟体验台

技术领域

本发明涉及一种共振模拟器，尤其涉及一种能够直观展示频率、质量、其对应周期对地震或建筑的影响的共振模拟体验台。

背景技术

共振是十分普遍的自然现象，几乎在物理学的各个分支学科和许多交叉学科中以及工程技术的各个领域中都可以观察到它，都要应用到它。例如桥梁、码头等各种建筑，飞机、汽车、轮船、发动机等机器设备的设计、制造、安装中，为使建筑结构安全工作和机器能正常运转，都必需考虑到防止共振问题。而有许多仪器和装置要利用共振原理来制造。机械共振应用的典型例子是地震仪，它不仅是地震记录和研究地震预报的基本手段，也是研究地球物理的重要工具。

共振引发地震的因素主要有自然和人为地震两类：自然地震有构造地震，地面空洞塌陷，火山喷发，天体坠落，山崩等。人为地震有大能量人为爆炸，水库建设，油井开采等引发的地质应力变化和重新分布。地震共振 ：地震波的反射和折射有时可使地震能量汇集于一地质构造中，如冲积河谷，因为那里在近地表处有较软岩石或土壤。其效应与在一个屋子里面声波能被墙多次反射形成回音汇集能量一样。在地震时，P波和S波从远处传来，折射入谷地，它们的速度在刚性小的岩石中减低，它们在谷底下传播直到接近谷边缘时，部分能量折射回到盆地中。这样，波开始往复传播，类似池塘中的水波。不同的P波和S波交织，回转的波峰叠加在射入的波峰上，引起幅度的变化。这时每一叠加波的相位是关键，因为当交切的波位相相同时能量会加强。通过这种“正干涉”，地震能量在某些频率波段汇集起来。如果没有波的几何扩散和摩擦耗散，即振动的岩石和土壤使一些波能转化为热，波的干涉造成的振幅增长真可能造成灾难性的后果。建筑共振：因为大队人齐步走时，产生的一种频率正好与大桥的固有频率一致，使桥的振动加强，当它的振幅达到最大限度直至超过桥梁的抗压力时，桥就断裂了。

共振虽然是一个在自然界中经常发生的普遍现象，但是由于其自身的物理性质使得普通市民很难观察、了解、掌握到其现象和原理，对共振的危害与防范的宣传达不到通俗易懂的效果。

发明内容

本发明的目的是解决现有对共振现象无法让普通市民直观的观察、了解、掌握的问题，提供一种能够让参观者正确的观察、了解的共振模拟器体验台。

本发明采用的技术方案是：一种共振模拟体验台，包括台架和开关操作界面，所述台架上设有固定互动结构装置，所述固定互动结构装置包括上层面板和下层底板，所述上层面板的底部固接有固定圆杆，所述下层底板上固接有固定导套，所述固定导套贯穿下层底板，所述固定圆杆和固定导套间连接有弹簧，所述弹簧套接于固定圆杆和固定导套的外侧；所述上层面板的顶部固接有至少2根圆杆，所述圆杆上设有钢球，所述上层面板的底部中间固接有振动底座，所述振动底座上固接有振动电机。

作为本发明的进一步改进，所述圆杆上的钢球的数量不一，最少为1个。

作为本发明的更进一步改进，所述钢球的质量和大小各不相同。

作为本发明的更进一步改进，所述固定圆杆位于上层面板的四角，所述固定导套位于下层底板的四角，二者相适配。

本发明采用的有益效果是：本发明的共振模拟体验台在震动过程中产生频率，通过钢球反映质量影响其加速度作用，从而可以体验到地震发生时地面无规律的上下颠簸，从而能让人感受真实的地震发生频率，让观众更好的认识了解地震，增强人们防灾减灾意识。

附图说明

图1为本发明示意图。

图2为本发明侧视图。

图中所示：1 上层面板，2 下层底板，3 振动电机，4 固定导套，5 固定圆杆，6 弹簧，7 圆杆，8 钢球。

具体实施方式

下面结合图1和图2，对本发明做进一步的说明。

如图所示，一种共振模拟体验台，包括台架和开关操作界面，所述台架上设有固定互动结构装置，所述固定互动结构装置包括上层面板1和下层底板2，所述上层面板1的底部固接有固定圆杆5，所述下层底板2上固接有固定导套4，所述固定导套4贯穿下层底板2，所述固定圆杆5和固定导套4间连接有弹簧6，所述弹簧6套接于固定圆杆5和固定导套4的外侧；所述上层面板1的顶部固接有至少2根圆杆7，所述圆杆7上设有钢球8，所述上层面板1的底部中间固接有振动底座，所述振动底座上固接有振动电机3。

为直观的体现整个共振带来的影响，更直观的进行对比，圆杆7上的钢球8的数量不一，最少为1个。同时为了体现质量、硬度、外形等因素对物体带来的各种不同程度的影响，所述钢球的质量、大小等各不相同。

共振模拟体验台的振动是由振动电机提供的，为了更好的传导振动以及体现共振的影响，所述固定圆杆5位于上层面板1的四角，所述固定导套4位于下层底板2的四角，二者相适配。

通过开关操作界面启动振动电机，震动过程中产生频率，钢球反映质量影响其加速度。同样外形时，硬度高的频率高，质量大的频率低。共振模拟体验台质量分布，内部的弹性以及其他的力学性质决定。当其发生形变时，弹力使其恢复。弹力主要与尺寸和硬度有关，质量影响其加速度。同样外形时，硬度高的频率高，质量大的频率低。 一个系统的质量分布，内部的弹性以及其他的力学性质决定，从共振模拟体验台的上下颠簸运动等直观体现。

振动电机共设置有三个频率，通过开关操作界面上的按钮控制，当选择了某种频率后，共振模拟体验台会自动模拟地震的频率，通过参观者亲身体验的方式，更进一步了解和认识地震。

采用上述技术方案，共振模拟体验台在振动电机的作用下，可以直观的体验到地震发生时地面震动的频率，物体如同量子无规律的上下颠簸，从而真实的感受共振发生的过程，并在此时液晶显互动界面会有相应的解说建筑或地震知识介绍，这样能让体验者更清晰的认识了解地震，增强人们防灾减灾意识。

本领域技术人员应当知晓，本发明的保护方案不仅限于上述的实施例，还可以在上述实施例的基础上进行各种排列组合与变换，在不违背本发明精神的前提下，对本发明进行的各种变换均落在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种共振模拟体验台，包括台架和开关操作界面，其特征是所述台架上设有固定互动结构装置，所述固定互动结构装置包括上层面板（1）和下层底板（2），所述上层面板（1）的底部固接有固定圆杆（5），所述下层底板（2）上固接有固定导套（4），所述固定导套（4）贯穿下层底板（2），所述固定圆杆（5）和固定导套（4）间连接有弹簧（6），所述弹簧（6）套接于固定圆杆（5）和固定导套（4）的外侧；所述上层面板（1）的顶部固接有至少2根圆杆（7），所述圆杆（7）上设有钢球（8），所述上层面板（1）的底部中间固接有振动底座，所述振动底座上固接有振动电机（3）。

2.根据权利要求1所述的一种共振模拟体验台，其特征是所述圆杆（7）上的钢球（8）的数量不一，最少为1个。

3.根据权利要求2所述的一种共振模拟体验台，其特征是所述钢球（8）的质量和大小各不相同。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种共振模拟体验台，其特征是所述固定圆杆（5）位于上层面板（1）的四角，所述固定导套（4）位于下层底板（2）的四角，二者相适配。