[發明專利]地動儀模擬演示儀及其控制系統

有效

• 申請號: 201310140694.4
• 申請日: 2013-04-22
• 公開（公告）號: CN103247222A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 何沃林;王日昌;莫鴻靜
• 申請（專利權）人: 東莞科學館
• 主分類號: G09B25/06
• 分類號: G09B25/06
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 張艷美;郝傳鑫

技術領域

本發明涉及一種地動儀，尤其涉及一種用于演示地動儀檢測地震過程的地震儀模擬演示儀及其控制系統。

背景技術

候風地動儀是我國東漢科學家張衡發明的世界第一架監測地震的儀器。當某個地方發生地震時，發生地震方向的龍口就會吐出銅球，落到下面銅蟾蜍的嘴里，人們就可以知道地震發生的方向。在目前的一些地震展館里，地動儀一般作為靜態展示或者由工作人員采用簡單的方式進行演示，觀眾無法參與體驗地動儀監測地震的過程，大大降低了觀眾的參觀興趣和對展品的了解，為此專利CN200720192584.2中公開了一種地震儀模擬演示儀，它包括筒體、雕龍、小球、蟾蜍、底座、連桿和踏板下端與所述踏板相連，踩下踏板后，連桿隨之動作，此時小球從雕龍的口中落入蟾蜍口內，完成整個演示過程。然而這種地震儀模擬演示儀由于其工作原理是通過踏板聯動控制連桿動作，對觀看者而言，該工作過程與地震儀的工作原理相差博遠，不能起到實際的通過檢測振動而控制相應方向小球掉落的整個過程。

因此，需要一種可演示地震儀的工作過程和工作原理的地震儀模擬演示儀。

發明內容

本發明的目的是提供一種地動儀模擬演示儀控制系統，該地動儀模擬演示儀控制系統可控制地震儀模擬演示儀依據震動信號演示整個地震監測過程，演示直觀、準確，使得觀看者全面了解地震儀的檢測原理和過程。

本發明的另一目的是提供一種地動儀模擬演示儀，該地動儀模擬演示儀可依據震動信號演示整個地震監測過程，演示直觀、準確，使得觀看者全面了解地震儀的檢測原理和過程。

為了實現上述目的，本發明提供一種地動儀模擬演示儀控制系統，包括振動檢測電路、電動推桿和控制器，所述振動檢測電路包括振動傳感器，用于采集預定范圍內踩踏引起的震動信號；電動推桿用于推動地動儀模擬演示儀內的小球；控制器包括控制模塊，所述控制模塊依據所述震動信號控制所述電動推桿動作。

與現有技術相比，本發明地動儀模擬演示儀控制系統可通過振動傳感器檢測到的震動信號控制相應的電動推桿動作，實現依據震動信號演示整個地震監測過程，演示直觀、準確，使得觀看者全面了解地震儀的檢測原理和過程。另一方面，本發明通過電動推桿控制小球的動作，相對于傳統的連桿，這種電動推桿可穩定的將小球發射出去，使得小球在一定動力作用下從龍嘴掉落至蟾蜍口內，防止小球卡在龍嘴內無法掉落的問題，故障率低。

較佳地，所述控制模塊依據所述震動信號產生上升控制信號，依據所述上升控制信號控制所述電動推桿從中位上升，直至所述電動推桿在第一預定時間后上升至高位并產生下降控制信號，依據所述下降控制信號控制所述電動推桿從高位下降，直至所述電動推桿在第二預定時間后下降至低位并產生上升控制信號，依據所述上升控制信號控制所述電動推桿從低位上升，直至所述電動推桿在第三預定時間后上升至中位。由于電動推桿的具體速度可控，因此本發明直接通過預設的預定時間控制電動推桿的動作和小球的位置，無需通過專門的檢測元件檢測驗證電動推桿是否到達下位、中位和高位，也無需檢測小球是否回到原位，使得整個地動儀模擬演示儀控制系統結構簡單，成本低。其中，第一預定時間、第二預定時間、第三預定時間均為預先設定的電動推桿從中位到達高位、從高位到達低位和從低位到達中位的三個預先估計的時間。

具體地，所述電動推桿內設有上限位行程開關和下限位行程開關，所述上限位行程開關安裝于所述電動推桿的高位以使所述電動推桿上升至高位時斷電，所述下限位行程開關安裝于所述電動推桿低位以使所述電動推桿下降至低位時斷電。該方案可使得電動推桿運行到高位或者低位時自動停止運行，使得因時間控制電動推桿的行程時產生的誤差不會影響系統的正常運行，保證了系統在運行過程中出球、回收球、和球回到中位準備位置等一系列動作的準確無誤。另一方面，該方案也使得設置第一預定時間和第三預定時間可以稍稍大于的電動推桿的實際的到達時間。

具體地，所述控制模塊包括處理單元和驅動單元，所述處理單元依據所述震動信號、第一預定時間、第二預定時間和第三預定時間產生所述上升控制信號和下降控制信號，所述驅動單元依據所述上升控制信號和下降控制信號控制所述電動推桿動作。更具體地，所述驅動單元為雙路隔離直流電機驅動模塊（AQMH2403ND），該驅動單元采用可自動回復的保險絲作為過載保護，可在過載時自動斷開，正常后自動回復，故障率低，另一方面，該驅動單元的信號輸入采用光電耦合的方式，防干擾，控制精確。