CN204406825U - 一种利用机械法合成李萨如图形的演示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种利用机械法合成李萨如图形的演示装置，包括控制电路，其特征是：所述控制电路连接驱动电路，所述驱动电路连接四个驱动电机，每个所述驱动电机都连接一个齿轮，每个所述齿轮的边缘设置有能够旋转的凸起，两个所述凸起之间连接有连杆一，另两个所述凸起之间连接有连杆二，所述连杆一和所述连杆二相互垂直且均穿过连接块，所述连接块的一侧设置有画笔。本演示装置可以非常缓慢的显示出李萨如图形的合成轨迹，能够明确的显示X方向和Y方向的频率之比和相位差，显示出各频率比以及各相位差时合成的起点和方向，并且可以单独进行某一方向的简谐振动的演示。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种物理演示装置，具体地讲，涉及一种利用机械法合成李萨如图形的演示装置。
背景技术
李萨如图形在力学，光学等众多学科中有着广泛的研究。然而以往使用示波器显示李萨如图形，由于波源频率不稳定，示波器容易受到干扰等众多因素使示波器显示的李萨如图形有一定的波动，不能显示出精确的李萨如图形，给研究以及实验等带来一定的麻烦。另外，使用示波器演示时较为抽象，且得到的是合成后的整体图形，不能显示出合成时图形的形成过程。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种利用机械法合成李萨如图形的演示装置，本演示装置整体制造简单，成本低，便于操作，在实验中能够良好的满足教学的要求，使学生对李萨如图形能有更加深入的了解。
本实用新型采用如下技术手段实现发明目的：
一种利用机械法合成李萨如图形的演示装置，包括控制电路，其特征是：所述控制电路连接驱动电路，所述驱动电路连接四个驱动电机，每个所述驱动电机都连接一个齿轮，每个所述齿轮的边缘设置有能够旋转的凸起，两个所述凸起之间连接有连杆一，另两个所述凸起之间连接有连杆二，所述连杆一和所述连杆二相互垂直且均穿过连接块，所述连接块的一侧设置有画笔。
作为对本技术方案的进一步限定，所述控制电路连接控制按钮。
作为对本技术方案的进一步限定，两个所述齿轮处于同一水平位置，两个所述齿轮处于同一垂直位置。
作为对本技术方案的进一步限定，所述控制电路采用单片机STC89C52RC。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本演示装置可以非常缓慢的显示出李萨如图形的合成轨迹，能够明确的显示X方向和Y方向的频率之比和相位差，显示出各频率比以及各相位差时合成的起点和方向，并且可以单独进行某一方向的简谐振动的演示。本演示装置整体制造简单，稳定性高，成本低，便于操作，在实验中能够良好的满足教学的要求，使学生对李萨如图形能有更加深入的了解。
附图说明
图1为本实用新型的原理方框图。
图2为本实用新型的齿轮、连接块、连杆一和连杆二的结构示意图。
图3为本实用新型的连接块的结构示意图。
图中，1、齿轮，2、连杆一，3、连杆二，4、凸起，5、连接块，6、画笔。
具体实施方式:
下面结合实施例，进一步说明本实用新型。
参见图1-图3，本实用新型包括控制电路，所述控制电路连接驱动电路，所述驱动电路连接四个驱动电机，每个所述驱动电机都连接一个齿轮1，每个所述齿轮1的边缘设置有能够旋转的凸起4，两个所述凸起4之间连接有连杆一2，另两个所述凸起4之间连接有连杆二3，所述连杆一2和所述连杆二3相互垂直且均穿过连接块5，所述连接块5的一侧设置有画笔6。所述连接块5为球形，画笔6与画板接触，将连接块5的运动轨迹画在画板上。
所述控制电路连接控制按键。
两个所述齿轮1处于同一水平位置，两个所述齿轮1处于同一垂直位置。
本实用新型的工作过程为：使用四个匀速转动的齿轮1得到X方向和Y 方向的两个简谐振动，齿轮1与驱动电机相连，由驱动电机带动其旋转。通过程序精确控制驱动电机的转速，并且能够使驱动电机有多种转速，外部连接控制面板，通过控制面板的控制按键得到适当的转速。使用步进电机，可以控制转动的角度，从而可以精确控制X方向和Y方向的相位差，得到各种李萨如图形。驱动电机使用能够精确调节转速的步进电机，步进电机可以精确控制转速、转动角度，可以使李萨如图形显示更加精确。
连接块5为球形，保证连杆一2和连杆二3的连接处尽可能光滑，保证显示时不因摩擦过大导致图形不准确。并且连接块5保证一定的强度，防止转动过程中断裂或脱落。
程序设计的可靠性要高，X、Y两个简谐振动的频率、相位差依赖程序控制。
可有效控制步进电机转速以及旋转方向，可以通过控制按键组合实现多种转速，并且可以控制步进电机的旋转角度，控制X方向和Y方向的相位差。步进电机转速稳定，无较大波动，启动迅速，启动时同一方向的两个步进电机能够保持同步启动，确保X方向和Y方向上的简谐振动的稳定。
仅通过几个控制按键即可调节两列简谐振动的相位差和频率，更加便于操作。
本实用新型还能够展示李萨如图形合成过程。该装置能够独立显示两列简谐振动，更加有利于操作者理解李萨如图形的合成过程。
Claims (4)
1.一种利用机械法合成李萨如图形的演示装置，包括控制电路，其特征是：所述控制电路连接驱动电路，所述驱动电路连接四个驱动电机，每个所述驱动电机都连接一个齿轮，每个所述齿轮的边缘设置有能够旋转的凸起，两个所述凸起之间连接有连杆一，另两个所述凸起之间连接有连杆二，所述连杆一和所述连杆二相互垂直且均穿过连接块，所述连接块的一侧设置有画笔。
2.根据权利要求1所述的利用机械法合成李萨如图形的演示装置，其特征是：所述控制电路连接控制按键。
3.根据权利要求1所述的利用机械法合成李萨如图形的演示装置，其特征是：两个所述齿轮处于同一水平位置，两个所述齿轮处于同一垂直位置。
4.根据权利要求1所述的利用机械法合成李萨如图形的演示装置，其特征是：所述控制电路采用单片机STC89C52RC。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105069793A (zh) * | 2015-08-10 | 2015-11-18 | 郑州轻工业学院 | 一种异频架构下的李沙育图形翻转周期精确检测方法 |
| CN110428706A (zh) * | 2019-06-24 | 2019-11-08 | 北京点域科技有限公司 | 李萨如图形演示仪 |
| CN111627300A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-09-04 | 河海大学常州校区 | 一种李萨如图形形成原理的实物演示装置 |
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