一种角位移机械振荡器

摘要

一种角位移机械振荡器，可广泛用于大中学物理实验演示中，这种角位移机械振荡器是在电机的旋转轴上，装置一偏心转轮(3)，偏心转轮(3)与滑动连杆(6)连接，滑动连杆(6)与曲臂(4)连接，曲臂(4)连接一个转轴(2)，转轴(2)设置在用于固定电机(7)和偏心转轮(3)的底板(1)上；当电机(7)转动时，偏心转轮(3)做椭圆转动，并带动滑动连杆(6)和曲臂(4)，使其在转轴(2)产生角位移的往复摆动，将电机的旋转运动转换为转轴的角位移往复摆动。由于电机的转速连续可调，该角位移机械振荡器的振动频率也随之在较宽的频率区间连续可调，本发明提供的这种角位移机械振荡器，造价低，演示效果明显，从而激发学生的学习兴趣，增强物理演示实验的感染力。

说明书

技术领域

本发明涉及一种角位移机械振荡器，可广泛用于大中学物理实验演示中，诸如光学扫描、李萨如图等物理演示都用得到角位移机械振荡器。

背景技术

目前，在大中学物理实验教学中，物理演示是不可缺少的实验手段，而机械振动部分在物理演示实验中又占有较为重要的比重。现有技术为一种扫描摆动电机(英文名称为scaner)，是轴向偏转摆动，摆动偏转角最大为±30°。它的工作原理如图4所示，恒磁转子15由于本身磁场力的作用，平衡于两软铁极靴14(定子)间的平衡位置。当两软铁极靴中的线圈13通过交变电流时，在两软铁间随即产生一交变磁场，在这个磁场力的作用下，受这个力的驱使置于其间的转子15随之离开平衡位置产生往复偏转摆动，其频率与线圈中的交变电流一致，它的偏转摆幅取决于电流所产生磁场力的大小。

现有的振荡器造价高，演示效果简单不能满足大中学物理实验课演示效果多样的要求。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种简单易行，造价低、演示效果明显的角位移机械振荡器。

本发明的结构原理是将电机的旋转运动转换为角位移往复摆动，其技术方案如结构示意图1、2所示，这种角位移机械振荡器是在电机的旋转轴上装置一偏心转轮3，偏心转轮3与滑动连杆6连接，滑动连杆6与曲臂4连接，曲臂4连接一个转轴2，转轴2设置在用于固定电机和偏心转轮3的底板1上；当电机7转动时，偏心转轮3做椭圆转动，并带动滑动连杆6和曲臂4，使其在转轴2产生角位移的往复摆动，将电机的旋转运动转换为角位移的往复摆动。

所述的角位移机械振荡器中使用的电机可选用直流电机，偏心转轮3与滑动连杆6之间、滑动连杆6与曲臂4之间，可采用轴承连接。

由于直流电机的转速连续可调，该角位移机械振荡器的振动频率也随之在较宽的频率区间连续可调，即可使角位移机械振荡器的振动频率区间有良好的线性及响应，其偏转角位移为±10°，振动频率0-140Hz.。

本发明提供的这种角位移机械振荡器与已有技术最大的差异为：已有技术是一种轴向摆动电机，而本发明是将电机的旋转通过机械结构转变为角位移偏转振动，现有技术中的驱动电路较为复杂，而本发明的驱动电路较为简化，只需调整直流电源即可控制角位移偏转振动频率。因此造价低，演示效果明显，从而激发学生的学习兴趣，增强物理演示实验的感染力。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图，图2为本发明的侧视结构示意图：1、底板2、转轴  3、偏心转轮  4、曲臂  5、轴承  6、滑动连杆  7、直流电机；

图3为本发明的应用例示意图：8、角位移机械振荡器  9、反射镜  10、激光器11、李萨如图形；

图4现有技术中的扫描摆动电机式的振荡器：12、铝壳  13、线圈  14、软铁极靴  15、恒磁转子  16、轴承

实施方式

本发明主要包括有：底板1，电机，偏心转轮3及其与其连接的机械连杆等部件，可参照图1、2，采用常规的机械手段、按照前述技术方案部分的描述进行装配即可。

本实施例给出一应用于物理实验演示中的例子，该实施例如图3所示，是关于激光李萨如图形的演示实例，该演示实例中使用了两个角位移机械振荡器8₁、8₂，在两个角位移机械振荡器转轴2上分别装配上反射镜9，其中一个反射镜为X轴方向放置，另一个为Y轴方向放置，并且X轴方向和Y轴方向的两个反射镜9₁、9₂相互垂直放置；当激光光束依次通过两个反射镜反射到屏幕上时，驱动Y轴方向的角位移机械振荡器发生振动，激光随垂直方向摆动，此时反射镜9₁和光路形成一光杠杆把反射镜9₁的微小振动放大，并照射到X轴方向的角位移机械振荡器的反射镜9₂的轴线上，获得水平方向摆动，调控两个机械振荡器的振动频率，使两机械振荡器频率互为不同的整数比时，此时激光投射在屏幕上由于人眼的视觉暂留效应，则在屏幕上显现出各种各样稳定的激光李萨如图形11。