摆动构件振动演示仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及自激振动的演示与研宄，特别涉及对摩擦自激振动进行学术研宄，把自激振动现象与原理运用到日常课堂教学领域的摆动构件振动演示仪。
【背景技术】
[0002]自激振动是一种独特而普遍的现象，当前演示摩擦自激振动模型基本是带传动产生的摩擦力，激起m-k系统平动自由度振动。此外，当前自激振动产生的机理尚不明确，市场上关于自激振动的仪器稀少，因此急需一种能进行定量分析的仪器进行对自激振动的深入研宄。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是提供一种对自激振动演示与研宄的模型，通过改变转速、摩擦因数(更换不同材料的摩擦片、加润滑油)、以及改变复摆机构的固有频率，从而实现对自激振动机理的定量研宄的摆动构件振动演示仪。
[0004]本发明的解决方案是这样的:
一种摆动构件振动演示仪，包括复摆机构和摩擦机构，所述复摆机构为铰接于转轴的结构，其上安装有摩擦片；所述摩擦机构包括由电机带动旋转的摩擦轮，所述摩擦轮与所述摩擦片相接，构成由旋转的摩擦轮通过与相接的摩擦片产生的摩擦力带动复摆机构摆动的结构。
[0005]更具体的技术方案还包括:所述复摆机构安装有压力调整机构，所述压力调整机构的动端与所述摩擦片连接，用于调整摩擦片对摩擦轮的压力。
[0006]进一步的:所述压力调整机构包括平行四连杆机构，所述平行四连杆机构为铰接于复摆机构，使得摩擦片在调整压力时保持与摩擦轮的平行度；在所述平行四连杆机构放置有调整压力的砝码。
[0007]进一步的:所述复摆机构连接有摆角频率传感器，用于检测复摆机构的摆角或者频率。
[0008]本发明的优点是对自激振动演示与研宄的模型，通过改变转速、摩擦因数(更换不同材料的摩擦片、加润滑油)、以及改变复摆机构的固有频率，从而实现对自激振动机理的定量研宄。
【附图说明】
[0009]图1本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0010]如图1所示，复摆机构为铰接于转轴的结构，其上安装有摩擦片5 ;所述摩擦机构包括由电机带动旋转的摩擦轮3，所述摩擦轮3与所述摩擦片5相接，构成由旋转的摩擦轮3通过与相接的摩擦片产生的摩擦力带动复摆机构4摆动的结构
所述复摆机构4安装有压力调整机构，所述压力调整机构包括平行四连杆机构9，所述平行四连杆机构9的上横杆铰接于复摆机构4，使得摩擦片5在调整压力时保持与摩擦轮3的平行度；在所述平行四连杆机构9 一端吊有调整压力的砝码8。
[0011]所述复摆机构4连接有摆角频率传感器1，用于检测复摆机构4的摆角或者频率，采用显示器2可以观察实验结果。
[0012]摩擦轮由可调速电机7驱动，复摆4下部的摩擦片5侧面与摩擦轮3侧面接触，形成具有一定摩擦特性的摩擦副。摩擦轮3转动时对摩擦产生持续的单方向的摩擦力，使摩擦摆发生周期性的振动，这就是自激振动原理。本发明的振动参数(如:振幅、频率、转速)可用角度传感器、频率传感器1、速度传感器6测量同时在显示器2上显示。本作品复摆机构如图1所示装置，可通过在平行四连杆机构7上增加砝码8改变摆件固有频率，以及在摩擦片上采用平行四连杆机构7，便于悬挂砝码并保持两摩擦片的平行度，从而改变摩擦片对摩擦轮的正压力，进而改变摩擦力。此外可通过改变转速、改变摩擦因数(更换不同材料的摩擦片、加润滑油)，从而实现对自激振动机理的定量研宄。
[0013]本发明的自激振动是由摩擦引起的。它是通过复摆4与摩擦轮3的轮缘接触。当摩擦轮旋转时，由于复摆与摩擦轮之间存在摩擦力，摩擦力带动摆动构件摆动到某一角度。当摆件所在的位置的重力的分力大于摩擦力时，摆件开始往回摆动。在此过程中，摩擦片相对摩擦轮速度越大摩擦力越小，从而形成一个反馈调节。也就是说，当摆件摆到某个角度时摆件总会给系统一个反馈，从而形成稳定的周期性振动。在此过程中，摩擦力方向始终保持不变，但是复摆却进行周期性摆动，这就是本仪器的自激振动机理。在整个演示过程中，本仪器可通过速度传感器6测出摩擦轮转速，通过角度传感器、频率传感器I测出摆角和摆动频率。并将摆角和频率以波形的形式在显示器2上显示。
【主权项】
1.一种摆动构件振动演示仪，其特征在于:包括复摆机构(4)和摩擦机构，所述复摆机构为铰接于转轴的结构，其上安装有摩擦片(5);所述摩擦机构包括由电机带动旋转的摩擦轮(3 )，所述摩擦轮(3 )与所述摩擦片(5 )相接，构成由旋转的摩擦轮(3 )通过与相接的摩擦片产生的摩擦力带动复摆机构(4)摆动的结构。
2.根据权利要求1所述的动构件振动演示仪，其特征在于:所述复摆机构(4)安装有压力调整机构，所述压力调整机构的动端与所述摩擦片(5)连接，用于调整摩擦片(5)对摩擦轮(3)的压力。
3.根据权利要求1所述的动构件振动演示仪，其特征在于:所述压力调整机构包括平行四连杆机构(9)，所述平行四连杆机构(9)为铰接于复摆机构(4)，使得摩擦片(5)在调整压力时保持与摩擦轮(3)的平行度；在所述平行四连杆机构放置有调整压力的砝码(8)。
4.根据权利要求1或2或3所述的动构件振动演示仪，其特征在于:所述复摆机构(4)连接有摆角频率传感器(1)，用于检测复摆机构(4)的摆角或者频率。
【专利摘要】一种摆动构件振动演示仪，复摆机构为铰接于转轴的结构，其上安装有摩擦片；所述摩擦机构包括由电机带动旋转的摩擦轮，所述摩擦轮与所述摩擦片相接，构成由旋转的摩擦轮通过与相接的摩擦片产生的摩擦力带动复摆机构摆动的结构；复摆机构安装有压力调整机构，所述压力调整机构的动端与所述摩擦片连接，用于调整摩擦片对摩擦轮的压力，复摆机构连接有摆角频率传感器，用于检测复摆机构的摆角或者频率；其优点是对自激振动演示与研究的模型，通过改变转速、摩擦因数（更换不同材料的摩擦片、加润滑油）、以及改变复摆机构的固有频率，从而实现对自激振动机理的定量研究。
【IPC分类】G01H17-00, G09B23-10
【公开号】CN104537931
【申请号】CN201410838944
【发明人】罗玉军, 刘建华, 刘利桁, 梁洪章, 潘光, 陈志 , 张永军
【申请人】柳州邦诚科技有限公司, 罗玉军
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月30日