专利名称：振动传输机理演示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械教学演示设备，具体说是一种振动传输机理演示装置。
背景技术：
电磁振动料斗，简称振动料斗，是振动输送机械的典型代表，是一种利用电磁力实现连续送料的装置。其突出特点是利用了共振的原理。振动料斗在电子、医药等轻工业领域以及汽车、采矿、冶金、化工、建材等领域都得到了愈来愈多的应用。因为其实现了连续送料，并且由于是微幅振动，工件在料槽上传输平稳，没有剧烈的冲击和碰撞，且不需要机械传动装置，所以摩擦磨损很小，噪声小，寿命长，故障少，维护比较简便，而且制造成本也较低。总之振动料斗在工业上，尤其是在自动化生产线上，应用非常广泛。所以研究振动传输有着非常重要的意义。
对于振动传输，有两个主要的指标，分别是工件传输速度和平稳性。而主要影响着两个指标的因素则有振动升角、料槽升角、工件与料槽的摩擦系数以及驱动信号的频率和幅值。这些参数在工业现场无法方便地得到。其中振动升角、料槽升角以及驱动信号的频率在目前工业上应用的振动料斗上是固定的，无法调节的。这对于工人或学生的培训、学习都是一个不利的因素。所以开发振动传输机理演示装置就成为必要。一方面可以直观演示振动传输现象，为学员的培训学习提供方便。另一方面也利于更深入的研究振动传输理论，让振动传输更好地服务于工业生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，弥补现有技术存在的空白，提供一种可以直观演示振动传输机理和影响振动传输的因素，并可直观演示这些因素的变化对振动传输的影响的振动传输机理演示装置。
本发明振动传输机理演示装置由振动料斗、传感器II和控制器III组成；—振动料斗由料槽、料槽座、弹簧、电磁铁静铁、动铁和底座组成；弹簧固定在底座上，另一端安装在料槽座的底部；电磁铁的静铁固定在底座上，动铁安装在料槽座的底部，动铁与静铁位置相对；料槽固定在料槽座上；底座与料槽座相互平行；—传感器，传感器通过螺栓固定在料槽座上；料槽振动时带动传感器II一起振动，传感器采回的信号输入到控制器III里，再来控制振动料斗的振动；—驱动控制器，驱动控制器部分由CPU、数模转换模块、模数转换模块、功率放大模块、整流滤波以及输入、存储、显示部分组成，另外还有提供所需工作电压的电源模块；由CPU产生的正弦信号滤波后，经功率放大器放大，再经半波整流驱动电磁铁静铁产生电磁力；传感器采回的振动信号反馈到CPU里进行AD采样，再对料斗振动进行调节。
弹簧与底座的固定夹角可以调整，同时底座上设有量角器，可以读出弹簧的倾角度数；料槽相对于料槽座可以调节倾斜角度，同时在料槽座上设有量角器，可以测量料槽的倾角；电磁铁的静铁通过一个调节装置固定在底座上，它能够左右上下分别调节一段距离。
本发明振动传输机理演示装置，可以更好地研究振动传输速度与料槽倾角、振动升角、振幅、频率、摩擦系数之间的关系，从而确定工件的最佳参数。其优点是能够实现闭环控制，根据需要控制传输工件的速度，实现自动送料。可以方便、形象地为学生展示振动料斗工作的原理、振动传输的理论以及机电系统控制等方面的内容。为大中专院校教学培训提供一个很好的教学实验平台。
图1、为本发明振动传输机理演示装置结构示意图；其中1-工件，2-板弹簧，3-静铁(铁芯和线圈)，4-动铁(衔铁)，5-底座，6-料槽，7-量角器，8-量角器。
II-1为传感器的探头，II-2为传感器的前置器。III为驱动控制器。
图2、为料槽与料槽座装配示意图；图3、驱动控制器及其与振动料斗和传感器的关系方框图；图4、主程序流程图；图5、反馈环节流程图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。
实施例1、如图1所示，振动传输机理演示装置，由振动料斗、传感器II和控制器III组成；振动料斗由料槽6、料槽座9、弹簧2、电磁铁静铁3、动铁4和底座5组成。弹簧2通过连接块固定在底座5上，另一端安装在料槽座9的底部，连接块是一个可调整角度的机构，能在一定角度范围内调整；同时底座5上设有量角器8，可以读出弹簧的倾角度数。电磁铁的静铁3固定在底座5上，动铁4安装在料槽座9的底部，动铁3与静铁4位置相对；电磁铁的静铁3通过一个调节装置固定在底座5上，它能够左右移动一定距离，并且能上下分别调节一段距离，这个调节装置在竖直方向上采用丝杠螺母机构，水平方向上采用U型槽(安装时可以左右移动)，在每调节一次弹簧倾角便要调节一次动铁与静铁的间隙，方能使电磁铁达到最佳工作条件。如图2所示，料槽6一端用螺栓固定在料槽座9的一端，在料槽座9中间做一个U型槽，使料槽能够绕着料槽座的一端做小角度旋转，当调节好料槽6的倾角时，再用螺栓拧紧，使料槽6与料槽座9成为一体。在料槽底座上安装刻度盘7，以便读出料槽6的倾角度数。底座5与料槽座9相互平行；传感器，由探头和前置器组成。传感器探头通过螺栓固定在料槽座上，料槽振动时带动传感器II一起振动，传感器采回的信号输入到控制器III里，再来控制振动料斗的振动。
—驱动控制器，驱动控制器部分由CPU、数模转换模块、模数转换模块、功率放大模块、整流滤波以及输入、存储、显示部分组成。另外还有提供所需工作电压的电源模块。本发明是以51单片机为核心，由单片机产生的正弦信号滤波后，经功率放大器放大，再经半波整流驱动电磁铁。在上半周电磁铁中有电流通过，电磁铁吸合，同时弹簧发生弯曲变形，在下半周，电磁铁内没有电流通过，弹簧恢复变形，如此往复循环，料槽来回振动，从而带动工件在料槽上运动。传感器采回的振动信号反馈到控制器里进行AD采样，再对料斗振动进行调节，实现了闭环控制，从而使工件可以平稳、高效的传输。图5中，反馈环节，以振幅控制为例，根据传感器、A/D采回来的信号的大小，CPU可以计算出来此幅值与设置的幅值的差。然后此差值叠加在原驱动信号上，形成新的驱动信号。如此反复，直到实际采回来的幅值与设置的幅值一致为止。
本发明振动传输机理演示装置共有三大部分直线料斗是演示振动传输原理的机械装置。传感器部分是为了提高系统的稳定性，更好的演示传输机理。驱动控制器是产生正弦信号、处理反馈信号以此驱动和控制直线料斗的。
直线料斗是根据振动传输原理加工制作出来的。其特别之处在于其板弹簧的倾角和料槽升角是可以调节的，即振动升角和料槽升角是可调的。驱动控制器产生的驱动信号的频率和幅值可以用软件进行调整。改变频率和振幅由软件来实现，改变振动升角、料槽升角需要手动完成。这样，振动传输的主要参数都可以根据需要调整。极大地方便了教学培训和理论研究等工作的开展。
权利要求
1.一种振动传输机理演示装置，包括；一振动料斗，由料槽(6)、料槽座(9)、弹簧(2)、电磁铁静铁(3)、动铁(4)和底座(5)组成；弹簧(2)固定在底座(5)上，另一端安装在料槽座(9)的底部；电磁铁的静铁(3)固定在底座(5)上，动铁(4)安装在料槽座(9)的底部，动铁(3)与静铁(4)位置相对；料槽(6)固定在料槽座(9)上；底座(5)与料槽座(9)相互平行；其特征是弹簧(2)与底座(5)的固定夹角可以调整，同时底座(5)上设有量角器(8)；料槽(6)相对于料槽座(9)可以调节倾斜角度，同时在料槽座(9)上设有量角器(7)；电磁铁的静铁(3)通过一个调节装置固定在底座(5)上，它能够左右上下分别调节一段距离；还设有—传感器，传感器通过螺栓固定在料槽座上；—驱动控制器，根据设定参数值和传感信号，驱动控制振动料斗工作。
2.根据权利要求1所述的振动传输机理演示装置，其特征是所述驱动控制器，由CPU、数模转换模块、模数转换模块、功率放大模块、整流滤波以及输入、存储、显示部分组成；由CPU产生的正弦信号滤波后，经功率放大器放大，再经半波整流驱动电磁铁静铁(3)产生电磁力；传感器采回的振动信号反馈到CPU里进行AD采样，再对料斗振动进行调节。
全文摘要
本发明公开了一种振动传输机理演示装置，包括；振动料斗，由料槽、料槽座、弹簧、电磁铁静铁、动铁和底座组成；弹簧与底座的固定夹角可以调整，同时底座上设有量角器；料槽相对于料槽座可以调节倾斜角度，同时在料槽座上设有量角器；电磁铁的静铁通过一个调节装置固定在底座上，它能够左右上下调节一段距离；还设有传感器和驱动控制器，传感器通过螺栓固定在料槽座上，驱动控制器根据传感信号控制振动料斗工作。本发明可以更好地研究振动传输速度与料槽倾角、振动升角、振幅、频率、摩擦系数之间的关系。可以方便、形象地为学生展示振动料斗工作的原理、振动传输的理论。为教学培训提供一个很好的教学实验平台。
文档编号G09B25/02GK1937007SQ20061009686
公开日2007年3月28日 申请日期2006年10月23日 优先权日2006年10月23日
发明者韩良 申请人:东南大学, 南京群业科技有限公司