[發明專利]一種角位移機械振蕩器

無效

• 申請號: 200710122102.0
• 申請日: 2007-09-21
• 公開（公告）號: CN101149876A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發明（設計）人: 祝孝正
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G09B23/06
• 分類號: G09B23/06
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明涉及一種角位移機械振蕩器，可廣泛用于大中學物理實驗演示中，諸如光學掃描、李薩如圖等物理演示都用得到角位移機械振蕩器。

背景技術

目前，在大中學物理實驗教學中，物理演示是不可缺少的實驗手段，而機械振動部分在物理演示實驗中又占有較為重要的比重。現有技術為一種掃描擺動電機(英文名稱為scaner)，是軸向偏轉擺動，擺動偏轉角最大為±30°。它的工作原理如圖4所示，恒磁轉子15由于本身磁場力的作用，平衡于兩軟鐵極靴14(定子)間的平衡位置。當兩軟鐵極靴中的線圈13通過交變電流時，在兩軟鐵間隨即產生一交變磁場，在這個磁場力的作用下，受這個力的驅使置于其間的轉子15隨之離開平衡位置產生往復偏轉擺動，其頻率與線圈中的交變電流一致，它的偏轉擺幅取決于電流所產生磁場力的大小。

現有的振蕩器造價高，演示效果簡單不能滿足大中學物理實驗課演示效果多樣的要求。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種簡單易行，造價低、演示效果明顯的角位移機械振蕩器。

本發明的結構原理是將電機的旋轉運動轉換為角位移往復擺動，其技術方案如結構示意圖1、2所示，這種角位移機械振蕩器是在電機的旋轉軸上裝置一偏心轉輪3，偏心轉輪3與滑動連桿6連接，滑動連桿6與曲臂4連接，曲臂4連接一個轉軸2，轉軸2設置在用于固定電機和偏心轉輪3的底板1上；當電機7轉動時，偏心轉輪3做橢圓轉動，并帶動滑動連桿6和曲臂4，使其在轉軸2產生角位移的往復擺動，將電機的旋轉運動轉換為角位移的往復擺動。

所述的角位移機械振蕩器中使用的電機可選用直流電機，偏心轉輪3與滑動連桿6之間、滑動連桿6與曲臂4之間，可采用軸承連接。

由于直流電機的轉速連續可調，該角位移機械振蕩器的振動頻率也隨之在較寬的頻率區間連續可調，即可使角位移機械振蕩器的振動頻率區間有良好的線性及響應，其偏轉角位移為±10°，振動頻率0-140Hz.。

本發明提供的這種角位移機械振蕩器與已有技術最大的差異為：已有技術是一種軸向擺動電機，而本發明是將電機的旋轉通過機械結構轉變為角位移偏轉振動，現有技術中的驅動電路較為復雜，而本發明的驅動電路較為簡化，只需調整直流電源即可控制角位移偏轉振動頻率。因此造價低，演示效果明顯，從而激發學生的學習興趣，增強物理演示實驗的感染力。

附圖說明

圖1為本發明的主視結構示意圖，圖2為本發明的側視結構示意圖：1、底板2、轉軸??3、偏心轉輪??4、曲臂??5、軸承??6、滑動連桿??7、直流電機；

圖3為本發明的應用例示意圖：8、角位移機械振蕩器??9、反射鏡??10、激光器11、李薩如圖形；

圖4現有技術中的掃描擺動電機式的振蕩器：12、鋁殼??13、線圈??14、軟鐵極靴??15、恒磁轉子??16、軸承

實施方式

本發明主要包括有：底板1，電機，偏心轉輪3及其與其連接的機械連桿等部件，可參照圖1、2，采用常規的機械手段、按照前述技術方案部分的描述進行裝配即可。

本實施例給出一應用于物理實驗演示中的例子，該實施例如圖3所示，是關于激光李薩如圖形的演示實例，該演示實例中使用了兩個角位移機械振蕩器8₁、8₂，在兩個角位移機械振蕩器轉軸2上分別裝配上反射鏡9，其中一個反射鏡為X軸方向放置，另一個為Y軸方向放置，并且X軸方向和Y軸方向的兩個反射鏡9₁、9₂相互垂直放置；當激光光束依次通過兩個反射鏡反射到屏幕上時，驅動Y軸方向的角位移機械振蕩器發生振動，激光隨垂直方向擺動，此時反射鏡9₁和光路形成一光杠桿把反射鏡9₁的微小振動放大，并照射到X軸方向的角位移機械振蕩器的反射鏡9₂的軸線上，獲得水平方向擺動，調控兩個機械振蕩器的振動頻率，使兩機械振蕩器頻率互為不同的整數比時，此時激光投射在屏幕上由于人眼的視覺暫留效應，則在屏幕上顯現出各種各樣穩定的激光李薩如圖形11。