[發(fā)明專利]一種基于徑向磁場的渦流制動規(guī)律測定裝置及測定方法

在審

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• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111554162A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段彬;翟猛;崔笑仙;陳少康
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18;G01R33/12;G01R31/34;G01M13/00;H02K7/104;H02K7/116
• 代理公司: 長春市恒譽專利代理事務(wù)所(普通合伙) 22212
• 代理人: 梁紫鉞

本發(fā)明涉及一種基于徑向磁場的渦流制動規(guī)律測定裝置及測定方法，為了解決目前缺少能夠直觀測定基于徑向磁場的渦流制動規(guī)律的裝置的問題。本發(fā)明所述的測定裝置包括底座、第一軸承、離合器、第一齒輪、陀螺、電機、第二齒輪、測微螺桿、電磁鐵和控制系統(tǒng)，所述的測定方法通過設(shè)定預(yù)定轉(zhuǎn)速，讀出當(dāng)前磁場強度，測定陀螺靜止時間，以轉(zhuǎn)速為橫坐標(biāo)，以陀螺靜止時間為縱坐標(biāo)作圖，在同一坐標(biāo)系下繪出處于不同磁場強度下的n?t圖，與理論曲線進(jìn)行對比。本發(fā)明提供的測定裝置利用渦流制動效應(yīng)進(jìn)行實驗，結(jié)合本發(fā)明提供的測定方法，能夠準(zhǔn)確預(yù)測陀螺在徑向磁場的渦流制動效應(yīng)影響下的減速運動規(guī)律，進(jìn)行綜合性實驗，實驗和教學(xué)效果更好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種渦流制動規(guī)律測定裝置，特別涉及一種基于徑向磁場的渦流制動規(guī)律測定裝置及測定方法。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，市面上涌現(xiàn)出多種磁場強度測定儀器，其中以霍爾元件為代表的特斯拉計最為突出，其采用霍爾效應(yīng)測量原理，結(jié)構(gòu)簡單，測量方便，精度較高，然而其裝置成本較高，測量直觀性不足，不利于使實驗者認(rèn)清實驗原理；采用電流天平法制成的磁場強度測定儀，應(yīng)用通電導(dǎo)線在磁場中受力的原理，依據(jù)力矩平衡條件，測出磁感應(yīng)強度，但根據(jù)此種測定方法制作的儀器結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，一般僅用于使學(xué)生認(rèn)識電磁感應(yīng)原理的定性實驗，并且，其由于設(shè)計原理的限制，在某些測量區(qū)間，所能測量的精度相對較低。渦流制動已經(jīng)在實際生產(chǎn)生活中廣泛應(yīng)用，但目前缺少能夠直觀測定渦流制動規(guī)律的裝置，特別是基于徑向磁場的渦流制動規(guī)律的測定裝置，因此希望能設(shè)計一種現(xiàn)象直觀形象，便于教學(xué)實踐和學(xué)生操作實踐，且能夠準(zhǔn)確測定渦流制動規(guī)律的裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于徑向磁場的渦流制動規(guī)律測定裝置，包括底座、第一軸承、離合器、第一齒輪、陀螺、電機、第二齒輪、測微螺桿、電磁鐵和控制系統(tǒng)，底座上設(shè)有第一軸承支架、陀螺支架和測微螺桿支架；第一軸承的外圈固定在第一軸承支架上，內(nèi)圈設(shè)有套筒；所述的離合器包括主動輪、主動軸和從動輪，主動輪與主動軸相連，從動輪與陀螺的一側(cè)軸桿相連；第一齒輪的齒輪軸穿過套筒與離合器的主動軸相連，離合器的主動軸上套設(shè)有撥動裝置；陀螺通過兩側(cè)軸桿架設(shè)在陀螺支架上，軸桿與陀螺支架之間通過軸承連接；電機設(shè)在第一軸承支架下部，電機的輸出軸與第二齒輪相連，第二齒輪與第一齒輪嚙合；測微螺桿水平固定在測微螺桿支架上，測微螺桿前端與電磁鐵相連，電磁鐵軸線正對陀螺徑向；控制系統(tǒng)設(shè)在底座上，通過導(dǎo)線與電機、電源、電磁鐵相連。

光電測速傳感器設(shè)在陀螺支架上，并通過導(dǎo)線與控制系統(tǒng)相連，測量陀螺的轉(zhuǎn)數(shù)并傳輸至控制系統(tǒng)。

所述的撥動裝置包括上緊固圈、下緊固圈、第二軸承、撥叉和撥桿，其中上緊固圈和下緊固圈扣合固定在第二軸承外圈，第二軸承的內(nèi)圈套設(shè)在離合器的主動軸上，主動軸上設(shè)有兩個擋圈，擋圈位于第二軸承的兩側(cè)，起到限位的作用；撥叉與上緊固圈和下緊固圈相連，撥桿與撥叉相連；撥桿上設(shè)有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸插在位于底座上的軸孔內(nèi)，轉(zhuǎn)軸使撥桿形成杠桿作用；撥桿與底座之間設(shè)有回位彈簧。

所述的控制系統(tǒng)包括處理器、電機驅(qū)動器、顯示屏和按鍵，電機驅(qū)動器、顯示屏和按鍵分別與處理器相連，電機驅(qū)動器還與電機相連。

顯示屏分別顯示電磁鐵的磁感應(yīng)強度、時間、預(yù)設(shè)定陀螺轉(zhuǎn)速、當(dāng)前陀螺轉(zhuǎn)速；按鍵包括電磁鐵的磁感應(yīng)強度的增大鍵與減小鍵、預(yù)設(shè)陀螺轉(zhuǎn)速的增大鍵與減小鍵、計時器的運行鍵與清零鍵、電機的開關(guān)鍵、儀器的電源鍵；通過磁感應(yīng)強度的增大鍵與減小鍵調(diào)整電磁鐵的磁感應(yīng)強度，并顯示在顯示屏上，通過陀螺轉(zhuǎn)速的增大鍵與減小鍵控制電機轉(zhuǎn)速進(jìn)而調(diào)整陀螺轉(zhuǎn)速，通過光電測速傳感器測出轉(zhuǎn)數(shù)并顯示在顯示屏上。

底座上設(shè)有殼體，殼體罩設(shè)在第一齒輪至離合器的上方，撥動裝置的撥桿從殼體側(cè)邊開口處伸出。

陀螺支架的上端設(shè)有軸承蓋，軸承蓋通過螺釘與陀螺支架連接，將陀螺軸桿上的軸承固定。

本發(fā)明裝置的工作原理：