擺動(dòng)構(gòu)件振動(dòng)演示儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自激振動(dòng)的演示與研宄，特別涉及對(duì)摩擦自激振動(dòng)進(jìn)行學(xué)術(shù)研宄，把自激振動(dòng)現(xiàn)象與原理運(yùn)用到日常課堂教學(xué)領(lǐng)域的擺動(dòng)構(gòu)件振動(dòng)演示儀。
【背景技術(shù)】
[0002]自激振動(dòng)是一種獨(dú)特而普遍的現(xiàn)象，當(dāng)前演示摩擦自激振動(dòng)模型基本是帶傳動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力，激起m-k系統(tǒng)平動(dòng)自由度振動(dòng)。此外，當(dāng)前自激振動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)理尚不明確，市場(chǎng)上關(guān)于自激振動(dòng)的儀器稀少，因此急需一種能進(jìn)行定量分析的儀器進(jìn)行對(duì)自激振動(dòng)的深入研宄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是提供一種對(duì)自激振動(dòng)演示與研宄的模型，通過(guò)改變轉(zhuǎn)速、摩擦因數(shù)(更換不同材料的摩擦片、加潤(rùn)滑油)、以及改變復(fù)擺機(jī)構(gòu)的固有頻率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)自激振動(dòng)機(jī)理的定量研宄的擺動(dòng)構(gòu)件振動(dòng)演示儀。
[0004]本發(fā)明的解決方案是這樣的:
一種擺動(dòng)構(gòu)件振動(dòng)演示儀，包括復(fù)擺機(jī)構(gòu)和摩擦機(jī)構(gòu)，所述復(fù)擺機(jī)構(gòu)為鉸接于轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)，其上安裝有摩擦片；所述摩擦機(jī)構(gòu)包括由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的摩擦輪，所述摩擦輪與所述摩擦片相接，構(gòu)成由旋轉(zhuǎn)的摩擦輪通過(guò)與相接的摩擦片產(chǎn)生的摩擦力帶動(dòng)復(fù)擺機(jī)構(gòu)擺動(dòng)的結(jié)構(gòu)。
[0005]更具體的技術(shù)方案還包括:所述復(fù)擺機(jī)構(gòu)安裝有壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的動(dòng)端與所述摩擦片連接，用于調(diào)整摩擦片對(duì)摩擦輪的壓力。
[0006]進(jìn)一步的:所述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)包括平行四連桿機(jī)構(gòu)，所述平行四連桿機(jī)構(gòu)為鉸接于復(fù)擺機(jī)構(gòu)，使得摩擦片在調(diào)整壓力時(shí)保持與摩擦輪的平行度；在所述平行四連桿機(jī)構(gòu)放置有調(diào)整壓力的砝碼。
[0007]進(jìn)一步的:所述復(fù)擺機(jī)構(gòu)連接有擺角頻率傳感器，用于檢測(cè)復(fù)擺機(jī)構(gòu)的擺角或者頻率。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)自激振動(dòng)演示與研宄的模型，通過(guò)改變轉(zhuǎn)速、摩擦因數(shù)(更換不同材料的摩擦片、加潤(rùn)滑油)、以及改變復(fù)擺機(jī)構(gòu)的固有頻率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)自激振動(dòng)機(jī)理的定量研宄。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1所示，復(fù)擺機(jī)構(gòu)為鉸接于轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)，其上安裝有摩擦片5 ;所述摩擦機(jī)構(gòu)包括由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的摩擦輪3，所述摩擦輪3與所述摩擦片5相接，構(gòu)成由旋轉(zhuǎn)的摩擦輪3通過(guò)與相接的摩擦片產(chǎn)生的摩擦力帶動(dòng)復(fù)擺機(jī)構(gòu)4擺動(dòng)的結(jié)構(gòu)
所述復(fù)擺機(jī)構(gòu)4安裝有壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)包括平行四連桿機(jī)構(gòu)9，所述平行四連桿機(jī)構(gòu)9的上橫桿鉸接于復(fù)擺機(jī)構(gòu)4，使得摩擦片5在調(diào)整壓力時(shí)保持與摩擦輪3的平行度；在所述平行四連桿機(jī)構(gòu)9 一端吊有調(diào)整壓力的砝碼8。
[0011]所述復(fù)擺機(jī)構(gòu)4連接有擺角頻率傳感器1，用于檢測(cè)復(fù)擺機(jī)構(gòu)4的擺角或者頻率，采用顯示器2可以觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0012]摩擦輪由可調(diào)速電機(jī)7驅(qū)動(dòng)，復(fù)擺4下部的摩擦片5側(cè)面與摩擦輪3側(cè)面接觸，形成具有一定摩擦特性的摩擦副。摩擦輪3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)對(duì)摩擦產(chǎn)生持續(xù)的單方向的摩擦力，使摩擦擺發(fā)生周期性的振動(dòng)，這就是自激振動(dòng)原理。本發(fā)明的振動(dòng)參數(shù)(如:振幅、頻率、轉(zhuǎn)速)可用角度傳感器、頻率傳感器1、速度傳感器6測(cè)量同時(shí)在顯示器2上顯示。本作品復(fù)擺機(jī)構(gòu)如圖1所示裝置，可通過(guò)在平行四連桿機(jī)構(gòu)7上增加砝碼8改變擺件固有頻率，以及在摩擦片上采用平行四連桿機(jī)構(gòu)7，便于懸掛砝碼并保持兩摩擦片的平行度，從而改變摩擦片對(duì)摩擦輪的正壓力，進(jìn)而改變摩擦力。此外可通過(guò)改變轉(zhuǎn)速、改變摩擦因數(shù)(更換不同材料的摩擦片、加潤(rùn)滑油)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)自激振動(dòng)機(jī)理的定量研宄。
[0013]本發(fā)明的自激振動(dòng)是由摩擦引起的。它是通過(guò)復(fù)擺4與摩擦輪3的輪緣接觸。當(dāng)摩擦輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于復(fù)擺與摩擦輪之間存在摩擦力，摩擦力帶動(dòng)擺動(dòng)構(gòu)件擺動(dòng)到某一角度。當(dāng)擺件所在的位置的重力的分力大于摩擦力時(shí)，擺件開(kāi)始往回?cái)[動(dòng)。在此過(guò)程中，摩擦片相對(duì)摩擦輪速度越大摩擦力越小，從而形成一個(gè)反饋調(diào)節(jié)。也就是說(shuō)，當(dāng)擺件擺到某個(gè)角度時(shí)擺件總會(huì)給系統(tǒng)一個(gè)反饋，從而形成穩(wěn)定的周期性振動(dòng)。在此過(guò)程中，摩擦力方向始終保持不變，但是復(fù)擺卻進(jìn)行周期性擺動(dòng)，這就是本儀器的自激振動(dòng)機(jī)理。在整個(gè)演示過(guò)程中，本儀器可通過(guò)速度傳感器6測(cè)出摩擦輪轉(zhuǎn)速，通過(guò)角度傳感器、頻率傳感器I測(cè)出擺角和擺動(dòng)頻率。并將擺角和頻率以波形的形式在顯示器2上顯示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種擺動(dòng)構(gòu)件振動(dòng)演示儀，其特征在于:包括復(fù)擺機(jī)構(gòu)(4)和摩擦機(jī)構(gòu)，所述復(fù)擺機(jī)構(gòu)為鉸接于轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)，其上安裝有摩擦片(5);所述摩擦機(jī)構(gòu)包括由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的摩擦輪(3 )，所述摩擦輪(3 )與所述摩擦片(5 )相接，構(gòu)成由旋轉(zhuǎn)的摩擦輪(3 )通過(guò)與相接的摩擦片產(chǎn)生的摩擦力帶動(dòng)復(fù)擺機(jī)構(gòu)(4)擺動(dòng)的結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)構(gòu)件振動(dòng)演示儀，其特征在于:所述復(fù)擺機(jī)構(gòu)(4)安裝有壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的動(dòng)端與所述摩擦片(5)連接，用于調(diào)整摩擦片(5)對(duì)摩擦輪(3)的壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)構(gòu)件振動(dòng)演示儀，其特征在于:所述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)包括平行四連桿機(jī)構(gòu)(9)，所述平行四連桿機(jī)構(gòu)(9)為鉸接于復(fù)擺機(jī)構(gòu)(4)，使得摩擦片(5)在調(diào)整壓力時(shí)保持與摩擦輪(3)的平行度；在所述平行四連桿機(jī)構(gòu)放置有調(diào)整壓力的砝碼(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的動(dòng)構(gòu)件振動(dòng)演示儀，其特征在于:所述復(fù)擺機(jī)構(gòu)(4)連接有擺角頻率傳感器(1)，用于檢測(cè)復(fù)擺機(jī)構(gòu)(4)的擺角或者頻率。
【專利摘要】一種擺動(dòng)構(gòu)件振動(dòng)演示儀，復(fù)擺機(jī)構(gòu)為鉸接于轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)，其上安裝有摩擦片；所述摩擦機(jī)構(gòu)包括由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的摩擦輪，所述摩擦輪與所述摩擦片相接，構(gòu)成由旋轉(zhuǎn)的摩擦輪通過(guò)與相接的摩擦片產(chǎn)生的摩擦力帶動(dòng)復(fù)擺機(jī)構(gòu)擺動(dòng)的結(jié)構(gòu)；復(fù)擺機(jī)構(gòu)安裝有壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的動(dòng)端與所述摩擦片連接，用于調(diào)整摩擦片對(duì)摩擦輪的壓力，復(fù)擺機(jī)構(gòu)連接有擺角頻率傳感器，用于檢測(cè)復(fù)擺機(jī)構(gòu)的擺角或者頻率；其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)自激振動(dòng)演示與研究的模型，通過(guò)改變轉(zhuǎn)速、摩擦因數(shù)（更換不同材料的摩擦片、加潤(rùn)滑油）、以及改變復(fù)擺機(jī)構(gòu)的固有頻率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)自激振動(dòng)機(jī)理的定量研究。
【IPC分類】G01H17-00, G09B23-10
【公開(kāi)號(hào)】CN104537931
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410838944
【發(fā)明人】羅玉軍, 劉建華, 劉利桁, 梁洪章, 潘光, 陳志 , 張永軍
【申請(qǐng)人】柳州邦誠(chéng)科技有限公司, 羅玉軍
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月30日