CN207337728U - 模拟大桥共振的演示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种模拟大桥共振的演示装置，包括底座、设置在底座上的电源模块和振动模块，所述振动模块包括定位在底座上的导柱、套装在所述导柱上的弹簧以及借助套装在导柱上的直线轴承限位在弹簧上端的振动平台，所述振动平台上设置振动源。本实用新型其结构简单、操作简单、易控制，整套装置稳定性强、耐久性高、抗磨损程度强。
Description
技术领域
本实用新型属于教学或演示用具术领域，具体涉及一种物理科学用的模型，尤其是一种模拟大桥共振的演示装置。
背景技术
共振现象是一种常见的物理现象，共振的发生条件以及现象的分析是物理力学中的一个重要的知识点，该部分内容也是学生不容易掌握的部分。关于共振的危害，早就有记载，在19世纪初，一队拿破仑士兵在指挥官的口令下，迈着威武雄壮、整齐划一的步伐，通过法国昂热市一座大桥。快走到桥中间时，桥梁突然发生强烈的颤动并且最终断裂坍塌，造成许多官兵和市民落入水中丧生。后经调查，造成这次惨剧的罪魁祸首，正是共振！因为大队士兵齐步走时，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。类似的事件还发生在俄国和美国等地。
为此，模仿此例设计了一个共振实验，以便让学生更加理解生活中遇到的共振实例。现有的演示实验，存在以下缺点：
1、振动的动力来源使用了带传动方式，容易打滑，加上偏心部分重量不足，易导致振动动力不足，共振现象不明显；2、振动平台在上下振动时，与导柱摩擦力过大，容易卡住，导致振动演示效果不好；3、原本振动平台振动演示效果不太好，加之无背景参照物，使得课堂演示时可视化效果不好，学生较难分辨是否发生共振；4、装置占用空间较大，内部空余空间造成浪费。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种模拟大桥共振的演示装置，减小振动平台与导杆的摩擦力，增强振动演示效果，并增加背景参照，增强共振的可视化效果，比现有的共振演示装置更为直观、生动、易于理解。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种模拟大桥共振的演示装置，包括底座、设置在底座上的电源模块和振动模块，所述振动模块包括定位在底座上的导柱、套装在所述导柱上的弹簧以及借助套装在导柱上的直线轴承限位在弹簧上端的振动平台，所述振动平台上设置振动源。
所述直线轴承一端与所述弹簧固定，另一端与所述振动平台固定连接，所述振动平台沿所述导柱具有上下振动的自由度。
在所述振动平台上定位有磁性记录笔，并在所述振动平台一侧设有与所述磁性记录笔配套的磁性显示板。
上述技术方案中，振动源可以提供不同功率的振动，使振动平台产生不同频率的振动，当振动源的振动频率与弹簧的振动频率相同时，振动平台的振幅最大。当磁性纪录笔随振动平台上上下振动时，会在磁性显示板上显示出轨迹，便于学生观察振动平台的振动幅度，更加直观、可视化。
采用上述技术方案产生的有益效果在于：（1）本实用新型由导柱外套弹簧支撑振动平台构成，在振动平台上安装偏心轮，偏心轮在电机的不同转速下会引起振动平台的振幅不同，其结构简单、操作简单、易控制，整套装置稳定性强、耐久性高、抗磨损程度强；（2）直线轴承的使用大大减小了振动平台与导柱之间的摩擦力，使演示效果更加流畅，增加了对学生的吸引力；（3）显示模块使演示效果更加明显、可视化增强。
附图说明
图1是本实用新型的主视结构示意图；
图2是本实用新型的立体结构示意图；
其中，1代表底座， 2代表电源模块，3代表弹簧，4代表磁性记录笔， 5代表导柱，6代表磁性显示板，7代表偏心轮，8代表直线轴承，9代表振动平台，10代表电机，11代表调节器。
具体实施方式
参见图1和图2，本实施例模拟大桥共振的演示装置，包括底座1、设置在底座1上的电源模块2和振动模块，所述振动模块包括定位在底座1上的导柱5、套装在所述导柱5上的弹簧3以及借助套装在导柱5上的直线轴承8限位在弹簧3上端的振动平台9，所述振动平台9上设置振动源。
所述直线轴承8一端与所述弹簧3固定，另一端与所述振动平台9固定连接，所述振动平台9沿所述导柱5具有上下振动的自由度。所述导柱5分别均布在底座1的四个角上，所述电源模块2设置在振动平台9下方的底座上。
如图1和图2所示，振动平台9与直线轴承的轴承座连接，这样可以大大减小振动平台9上下移动时与导柱5之间的摩擦，使振动平台9的滑动更加流畅，大大增强了演示效果。
在所述振动平台9上定位有磁性记录笔4，并在所述振动平台9一侧设有与所述磁性记录笔4配套的磁性显示板6。所述磁性显示板6限位在显示支架上。当磁性记录笔4随着振动平台9上上下振动时，磁性记录笔4就会在磁性显示板6上显示出振动轨迹。
所述振动源包括与电源模块2连接的电机10、以及借助减速齿轮箱与所述电机10连接的偏心轮7。振动源使用了电机10、减速齿轮箱和偏心轮7，电机10通过减速齿轮箱的减速作用，带动偏心轮7转动，具有输出稳定的优点，避免了带传动的打滑缺陷。在底座1上还设置了调节电机转速的调速器11。
综上所述，通过调速器11调节偏心轮9的振动频率，当偏心轮9的振动频率与弹簧3的固有频率相同时，振动平台的振幅达到最大。
Claims (5)
1.一种模拟大桥共振的演示装置，包括底座（1）、设置在底座（1）上的电源模块（2）和振动模块，其特征在于所述振动模块包括定位在底座（1）上的导柱（5）、套装在所述导柱（5）上的弹簧（3）以及借助套装在导柱（5）上的直线轴承（8）限位在弹簧（3）上端的振动平台（9），所述振动平台（9）上设置振动源。
2.根据权利要求1所述的模拟大桥共振的演示装置，其特征在于所述直线轴承（8）一端与所述弹簧（3）固定，另一端与所述振动平台（9）固定连接，所述振动平台（9）沿所述导柱（5）具有上下振动的自由度。
3.根据权利要求2所述的模拟大桥共振的演示装置，其特征在于所述导柱（5）分别均布在底座（1）的四个角上，所述电源模块（2）设置在振动平台（9）下方的底座上。
4.根据权利要求1所述的模拟大桥共振的演示装置，其特征在于在所述振动平台（9）上定位有磁性记录笔（4），并在所述振动平台（9）一侧设有与所述磁性记录笔（4）配套的磁性显示板（6）。
5.根据权利要求1所述的模拟大桥共振的演示装置，其特征在于所述振动源包括与电源模块（2）连接的电机（10）、以及借助减速齿轮箱与所述电机（10）连接的偏心轮（7）。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111667739A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-09-15 | 南通职业大学 | 一种机械振动测试教学器 |
| CN113096478A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-07-09 | 新能职业培训学校(天津)有限公司 | 一种共振机理模拟教具 |
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2017
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| CN111667739B (zh) * | 2020-07-15 | 2022-08-12 | 南通职业大学 | 一种机械振动测试教学器 |
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