CN109300639A - 一种正弦波形交变电阻 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种正弦波形交变电阻，包括驱动电机、传动装置和可变电阻体，其中驱动电机的转轴通过传动装置与可变电阻体的动滑片连接，该传动装置为追踪平行四边形联动装置或对心曲轴联动装置。本发明的变化频率高、使用寿命长且频率可调节，有效解决了现有可变电阻变化频率低、电机及其零部件容易损坏等缺点，进而更好地实现研究物理和电学等科技问题，并用于满足各种大型活动需要的连续调节音响和照明的需要。
Description
技术领域
本发明属于电子元器件技术领域，具体涉及一种正弦波形交变电阻。
背景技术
目前，在电学元器件中有能够输出交变电压、交变电流的装置，但是截至目前，还没有能够产生交变电阻的装置。在各种需要规律调节声音强度和灯光亮度的大型活动场所，交变电阻是必备器件之一。交变电阻，顾名思义就是能够产生电阻阻值随时间周期性变化的器件，该器件在研究物理和电学问题上具有重要的科学和技术价值。
目前有关于可变电阻的相关记载，如公开号为CN204558172U的专利公开了一种固体可变电阻器，该电阻器通过手动的方式改变电阻阻值，其频率较低、周期性差且无持续性；申请号为201510166498.3的专利公开了一种马达驱动式滑动型可变电阻器，该电阻器通过马达带动滑片的方式改变电阻阻值，但是该专利中所用的电阻基板是直线式的，如果想要获得输出为交变电阻，就需要驱动马达往返式运动，这样就导致马达只能以很低的频率往返运行，否则马达会有很大的惯性力，容易损坏。
本课题组前期申请的申请号为201610889638.4，名称为马达连续旋转式交变电阻的专利，该交变电阻可以看成是两个变化的电阻并联，两个变化的电阻阻值之和为一个定值C，两个变化的电阻分别为R’和C-R’，交变电阻的阻值表达式为该交变电阻的阻值变化并不是严格的正弦波形。
在项目批准号为11304082的国家自然科学基金“超快速扫描隧道显微镜的改进与应用”的支持下，本发明提出了一种变化频率高、使用寿命长且频率可调节的正弦波形交变电阻。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种变化频率高、使用寿命长且频率可调节的正弦波形交变电阻。
本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案：一种正弦波形交变电阻，其特征在于包括驱动电机、传动装置和可变电阻体，其中驱动电机的转轴通过传动装置与可变电阻体的动滑片连接，该传动装置为追踪平行四边形联动装置或对心曲轴联动装置。
优选的，所述可变电阻体为环形结构可变电阻体或直线结构可变电阻体。
优选的，所述驱动电机为变速电机，通过调节驱动电机的转速实现交变电阻频率的调节。
优选的，所述正弦波形交变电阻包括驱动电机、传动装置和环形结构可变电阻体，其中驱动电机固定于操作平台上，该驱动电机的转轴上固定有带台圆盘，带台圆盘的边缘部位通过万向轴承与曲轴的一端连接，曲轴的另一端通过万向轴承与齿条连接，该齿条与固定于环形结构可变电阻体动滑片转轴上的齿轮相啮合，环形结构可变电阻体固定于操作平台上，在环形结构可变电阻体的外侧设有分体铝壳，齿条通过螺钉固定于滑块上，该滑块与固定于操作平台上的导轨滑动配合。
优选的，所述带台圆盘与万向轴承之间通过螺钉和螺母连接，该螺钉与螺母之间设置有螺纹锁固胶。
优选的，所述正弦波形交变电阻包括驱动电机、传动装置和直线结构可变电阻体，其中驱动电机固定于操作平台上，该驱动电机的转轴上固定有曲柄，曲柄末端通过万向轴承与曲轴的一端连接，曲轴的另一端通过万向轴承与直线结构可变电阻体的动滑片连接，直线结构可变电阻体通过电路板及固定螺柱固定于操作平台上。
优选的，所述曲柄与万向轴承之间通过螺钉和螺母连接，该螺钉与螺母之间设置有螺纹锁固胶。
本发明的变化频率高、使用寿命长且频率可调节，有效解决了现有可变电阻变化频率低、电机及其零部件容易损坏等缺点，进而更好地实现研究物理和电学等科技问题，并用于满足各种大型活动需要的连续调节音响和照明的需要。
附图说明
图1是本发明实施例1对应结构形式交变电阻的结构示意图；
图2是本发明实施例2对应结构形式交变电阻的结构示意图；
图3是本发明实施例1对应结构形式交变电阻的原理示意图；
图4是本发明实施例1对应结构形式交变电阻阻值的正弦波变化曲线。
图中：1-驱动电机，2-带台圆盘，3-曲轴，4-导轨，5-滑块，6-齿轮，7-齿条，8-环形结构可变电阻体，9-分体铝壳，10-万向轴承，11-电路板，12-直线结构可变电阻体，13-固定螺柱，14-曲柄。
具体实施方式
结合附图详细描述本发明的具体内容。
实施例1
正弦波形交变电阻包括驱动电机1、传动装置和环形结构可变电阻体8，其中驱动电机1固定于操作平台上，该驱动电机1的转轴上固定有带台圆盘2，带台圆盘2的边缘部位通过万向轴承10与曲轴3的一端连接，曲轴3的另一端通过万向轴承10与齿条7连接，该齿条7与固定于环形结构可变电阻体8动滑片转轴上的齿轮6相啮合，通过齿轮6传动改变力矩同时减小摩擦，环形结构可变电阻体8固定于操作平台上，在环形结构可变电阻体8的外侧设有分体铝壳9，齿条7通过螺钉固定于滑块5上，该滑块5与固定于操作平台上的导轨4滑动配合，所述带台圆盘2与万向轴承10之间通过螺钉和螺母连接，该螺钉与螺母之间设置有螺纹锁固胶。当驱动电机1启动时，通过带台圆盘2和曲轴3的联动作用将匀速转动转变为直线往复运动，采用对心曲轴联动装置，往复运动的线速度将随时间按照正弦函数变化，采用环形结构可变电阻体8，整体体积不变时，将大幅提高电阻阻值的变化范围。
图3为本实施例中交变电阻的原理示意图，如图所示，平面直角坐标系下有一圆O，OT为圆O任意一条直径，A在X轴上且TA垂直于X轴。则在三角形OAT中，sinα＝TA/OT，当角度α改变时，OT保持不变，TA＝sinαOT，两边取微分并在竖直方向上分析，VTA＝OT sinωα，即角速度恒定时，圆上任一点在竖直方向上的线速度大小与角速度大小关系为正弦函数。再通过曲轴和齿轮传动，使转动变成往复运动，从而让可变电阻阻值按照正弦波变化，其波形变化曲线如图2所示。
实施例2
正弦波形交变电阻包括驱动电机、传动装置和直线结构可变电阻体12，其中驱动电机固定于操作平台上，该驱动电机的转轴上固定有曲柄14，曲柄14末端通过万向轴承与曲轴的一端连接，曲轴的另一端通过万向轴承与直线结构可变电阻体12的动滑片连接，直线结构可变电阻体12通过电路板11及固定螺柱13固定于操作平台上，曲柄与万向轴承之间通过螺钉和螺母连接，该螺钉与螺母之间设置有螺纹锁固胶，采用直线结构可变电阻体12能够有效减小电阻的体积，并减小能量的损失。
以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。
Claims (7)
1.一种正弦波形交变电阻，其特征在于包括驱动电机、传动装置和可变电阻体，其中驱动电机的转轴通过传动装置与可变电阻体的动滑片连接，该传动装置为追踪平行四边形联动装置或对心曲轴联动装置。
2.根据权利要求1所述的正弦波形交变电阻，其特征在于：所述可变电阻体为环形结构可变电阻体或直线结构可变电阻体。
3.根据权利要求1所述的正弦波形交变电阻，其特征在于：所述驱动电机为变速电机，通过调节驱动电机的转速实现交变电阻频率的调节。
4.根据权利要求1所述的正弦波形交变电阻，其特征在于：所述正弦波形交变电阻包括驱动电机、传动装置和环形结构可变电阻体，其中驱动电机固定于操作平台上，该驱动电机的转轴上固定有带台圆盘，带台圆盘的边缘部位通过万向轴承与曲轴的一端连接，曲轴的另一端通过万向轴承与齿条连接，该齿条与固定于环形结构可变电阻体动滑片转轴上的齿轮相啮合，环形结构可变电阻体固定于操作平台上，在环形结构可变电阻体的外侧设有分体铝壳，齿条通过固定于滑块上，该滑块与固定于操作平台上的导轨滑动配合。
5.根据权利要求4所述的正弦波形交变电阻，其特征在于：所述带台圆盘与万向轴承之间通过螺钉和螺母连接，该螺钉与螺母之间设置有螺纹锁固胶。
6.根据权利要求1所述的正弦波形交变电阻，其特征在于：所述正弦波形交变电阻包括驱动电机、传动装置和直线结构可变电阻体，其中驱动电机固定于操作平台上，该驱动电机的转轴上固定有曲柄，曲柄末端通过万向轴承与曲轴的一端连接，曲轴的另一端通过万向轴承与直线结构可变电阻体的动滑片连接，直线结构可变电阻体通过电路板及固定螺柱固定于操作平台上。
7.根据权利要求6所述的正弦波形交变电阻，其特征在于：所述曲柄与万向轴承之间通过螺钉和螺母连接，该螺钉与螺母之间设置有螺纹锁固胶。
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