[發明專利]一種低頻振動能量模擬裝置

在審

• 申請號: 202110334160.X
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN112958418A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 施閣;徐苴邴;常健;曾文濤;黃文杰;施浙斌;林如斌
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: B06B1/02
• 分類號: B06B1/02;H02P8/40;H02P8/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種低頻振動能量模擬裝置，包括底架、兩個步進電機、兩個直流電機驅動器、控制器、兩個連接桿結構、亞克力板和支撐桿結構，將兩個步進電機固定在底架的X軸和Y軸，所述的連接桿結構包括魚眼桿、固定架以及曲柄，魚眼桿的一端通過曲柄與步進電機相連，另一端通過固定架與亞克力板相連，所述的支撐桿結構包括金屬直桿、萬向聯軸器以及吸盤，金屬直桿的一端與底架相連，另一端通過萬向聯軸器與吸盤相連，吸盤的另一端固定在亞克力板中心位置，該裝置使用控制器設置X軸和Y軸上的兩個步進電機的轉動頻率，所述控制器包括單片機、顯示屏、按鍵，步進電機轉動并通過魚眼桿帶動亞克力板全方位擺動以達到模擬外界低頻振動的效果。

技術領域

本發明屬于振動能量模擬技術領域，具體涉及一種低頻振動能量模擬裝置。

背景技術

隨著社會的發展、科技水平的飛速提升,對于能源的需求也是與日俱增，目前隨著能源短缺以及環境污染等問題的不斷產生已經開始影響社會的經濟發展和人們的日常生活。因此，各國科技工作者開始逐漸把目光放在了新型能源探索上，比如地熱能，生物質能，波浪能等。振動作為日常生活中隨處可見的現象，由于具有較高的能量密度，其潛在的能量價值已經得到了許多領域的研究者的關注。

目前，振動能量收集模擬裝置大多數采用基于懸臂梁或者是彈簧、質量塊結構。該結構采用各種機電轉換方法將這一動能轉化為電能，但是懸臂梁的結構本身不能有太大的形變產生，因此懸臂梁就不能有太小的剛性，端部的質量塊質量也不宜過大，否則懸臂梁就有可能會發生斷裂或者形變，彈簧與質量塊構成的振動系統中不難看出，在進行機械能轉換成電能的效率較低，因此可以看出，面向低頻的振動能量模擬裝置尚未成熟，所以在實踐中需要一種解決上述問題的新的振動能量模擬裝置。

本發明公開了一種低頻振動能量模擬裝置，包括底架、兩個步進電機、兩個直流電機驅動器、控制器、兩個連接桿結構、亞克力板和支撐桿結構，將兩個步進電機固定在底架的X軸和Y軸，所述的連接桿結構包括魚眼桿、固定架以及曲柄，魚眼桿的一端通過曲柄與步進電機相連，另一端通過固定架與亞克力板相連，所述的支撐桿結構包括金屬直桿、萬向聯軸器以及吸盤，金屬直桿的一端與底架相連，另一端通過萬向聯軸器與吸盤相連，吸盤的另一端固定在亞克力板中心位置，該裝置使用控制器設置X軸和Y 軸上的兩個步進電機的轉動頻率，所述控制器包括單片機、顯示屏、按鍵，步進電機轉動并通過魚眼桿帶動亞克力板全方位擺動以達到模擬外界低頻振動的效果。

發明內容

本發明的目的：一種低頻振動能量模擬裝置，控制器設置X軸和Y軸上的兩個步進電機以不同的頻率，通過直流電機驅動器驅動步進電機轉動，并且通過魚眼桿帶動亞克力板全方位擺動。

為實現本發明，采用的技術方案是：一種低頻振動能量模擬裝置，包括底架、兩個步進電機、兩個直流電機驅動器、控制器、兩個連接桿結構、亞克力板和支撐桿結構，將兩個步進電機固定在底架的X軸和Y軸，所述的連接桿結構包括魚眼桿、固定架以及曲柄，魚眼桿的一端通過曲柄與步進電機相連，另一端通過固定架與亞克力板相連，所述的支撐桿結構包括金屬直桿、萬向聯軸器以及吸盤，金屬直桿的一端與底架相連，另一端通過萬向聯軸器與吸盤相連，吸盤的另一端固定在亞克力板中心位置，該裝置通過控制器來設置X軸和Y軸兩個方向上的步進電機的轉動頻率，所述控制器包括一個單片機、一塊用來顯示步進電機運行參數的顯示屏和設置步進電機運行參數的四個按鍵構成。通過X軸和Y 軸的兩個步進電機的轉動帶動亞克力板全方位擺動以達到模擬外界低頻振動的效果。

本發明的有益效果：

1.兩個步進電機分別通過X軸和Y軸兩個方向上的轉動并通過魚眼桿帶動亞克力板從而實現全方位的擺動，更貼近了外界低頻振動的實際效果。

2.采用了單片機作為步進電機的控制單元，可以通過顯示屏顯示步進電機的運行參數并且可以利用按鍵設置不同的轉動頻率，模擬外界低頻振動的凹凸強弱變化。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖；

圖2為本發明步進電機連接桿結構示意圖；