一種磁力動(dòng)平衡的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種磁力動(dòng)平衡機(jī)，包括底板，底板上通過(guò)球籠萬(wàn)向節(jié)安裝轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上方依次向上套設(shè)有水平布置的不平衡盤(pán)、鐵板和安裝板，安裝板上對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)軸的中部位置設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)輸出軸和所述轉(zhuǎn)軸沿同軸線向上設(shè)置且輸出軸上固定連接有一安裝架，安裝架兩端分別安裝有一個(gè)電磁鐵和一個(gè)配重塊，還包括擺幅檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)，擺幅檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)包括用于發(fā)射光線的發(fā)射部和接收光線的接收部，擺幅檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)和步進(jìn)電機(jī)電連接。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便搬運(yùn)和操作，且更加能夠直觀演示回轉(zhuǎn)體振動(dòng)現(xiàn)象和調(diào)整動(dòng)平衡過(guò)程的優(yōu)點(diǎn)；利于學(xué)生更好地理解回轉(zhuǎn)體動(dòng)平衡原理過(guò)程并提高教學(xué)質(zhì)量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種磁力動(dòng)平衡機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高校機(jī)械課程實(shí)驗(yàn)教具，尤其涉及一種用于機(jī)械原理中不平衡轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)下產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)和平衡過(guò)程演示的磁力動(dòng)平衡機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]常用機(jī)械中包含著大量的作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零部件，例如各種傳動(dòng)軸、主軸、電動(dòng)機(jī)和汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子等，統(tǒng)稱為回轉(zhuǎn)體。在理想的情況下回轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)時(shí)與不旋轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)軸承產(chǎn)生的壓力是一樣的，這樣的回轉(zhuǎn)體是平衡的回轉(zhuǎn)體。但工程中的各種回轉(zhuǎn)體，由于材質(zhì)不均勻或毛坯缺陷、加工及裝配中產(chǎn)生的誤差，甚至設(shè)計(jì)時(shí)就具有非對(duì)稱的幾何形狀等多種因素，使得回轉(zhuǎn)體在旋轉(zhuǎn)時(shí)，其上每個(gè)微小質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生的離心慣性力不能相互抵消，離心慣性力通過(guò)軸承作用到機(jī)械及其基礎(chǔ)上，引起振動(dòng)，產(chǎn)生了噪音，加速軸承磨損，縮短了機(jī)械壽命，嚴(yán)重時(shí)能造成破壞性事故。為此，必須對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行平衡，使其達(dá)到允許的平衡精度等級(jí)，或使因此產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)幅度降在允許的范圍內(nèi).對(duì)于高校機(jī)械專(zhuān)業(yè)教育而言機(jī)械平衡一直作為機(jī)械原理重要章節(jié)，為讓學(xué)生了解機(jī)械平衡高校也相應(yīng)開(kāi)設(shè)有機(jī)械動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)課程，但現(xiàn)在高校所采用的動(dòng)平衡教學(xué)儀多為電子測(cè)試調(diào)整主要是采用補(bǔ)償質(zhì)徑積的方法來(lái)測(cè)定試件不平衡的大小和位置。這種實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀操作簡(jiǎn)單。另外，也有部分學(xué)校用機(jī)械式動(dòng)平衡機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)演示，其利用動(dòng)不平衡慣性力矩產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，運(yùn)用計(jì)算增加質(zhì)量的方式配平衡。這種實(shí)驗(yàn)機(jī)效果直觀，采用雙面平衡，與課本聯(lián)系緊密。
[0003]但上述動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器都存在以下缺陷:
實(shí)驗(yàn)器材昂貴，由于存在復(fù)雜電子設(shè)備，大大提高了設(shè)備價(jià)格，從而提高了教學(xué)成本，高?？紤]這個(gè)因素，因而配置的教學(xué)設(shè)備少，學(xué)生教學(xué)質(zhì)量大大打折扣。對(duì)于第一種實(shí)驗(yàn)設(shè)備而言，自動(dòng)找到動(dòng)平衡量與相位，但過(guò)程不直觀，不能真正使學(xué)生直觀了解其工作原理；而第二種設(shè)備，過(guò)程直觀但由于需先計(jì)算配重，使得實(shí)驗(yàn)過(guò)程顯得復(fù)雜，繁瑣。另外，現(xiàn)有的試驗(yàn)設(shè)備，由于其體積較大與其附加設(shè)備較多，使得實(shí)驗(yàn)設(shè)備基本處于固定式安裝，搬動(dòng)極為不便，大大限制了使用范圍。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:如何提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便搬運(yùn)和操作，且更加能夠直觀演示回轉(zhuǎn)體振動(dòng)現(xiàn)象和調(diào)整動(dòng)平衡過(guò)程的磁力動(dòng)平衡機(jī)；以利于學(xué)生理解回轉(zhuǎn)體動(dòng)平衡原理過(guò)程并提高教學(xué)質(zhì)量。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
一種磁力動(dòng)平衡機(jī)，其特征在于，包括水平設(shè)置于下方的底板，底板上豎直向上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸下端通過(guò)一個(gè)固定于底板的球籠萬(wàn)向節(jié)安裝在底板上，底板上還設(shè)置有動(dòng)力電機(jī)，動(dòng)力電機(jī)和轉(zhuǎn)軸相連并用于帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸上方依次向上套設(shè)有水平布置的不平衡盤(pán)、鐵板和安裝板，所述不平衡盤(pán)和安裝板固定在轉(zhuǎn)軸上，所述鐵板通過(guò)鐵板固定支架固定在底板上，安裝板上對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)軸的中部位置設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)輸出軸和所述轉(zhuǎn)軸沿同軸線向上設(shè)置且輸出軸上固定連接有一安裝架，安裝架兩端分別安裝有一個(gè)電磁鐵和一個(gè)配重塊，電磁鐵和配重塊到軸心線的重力力矩不同且該力矩差異和不平衡盤(pán)的重力力矩差異匹配(匹配是指到安裝架水平旋轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)電磁鐵和配重塊到軸心線的重力力矩差異能夠補(bǔ)償不平衡盤(pán)的重力力矩差異)，所述鐵板處于電磁鐵作用范圍內(nèi)；還包括擺幅檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)，擺幅檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)包括用于發(fā)射光線的發(fā)射部和接收光線的接收部，所述發(fā)射部和接收部沿豎向相對(duì)設(shè)置并通過(guò)光電開(kāi)關(guān)支架安裝在底板上，鐵板上具有供發(fā)射部發(fā)射的光線通過(guò)的缺口，所述轉(zhuǎn)軸處于轉(zhuǎn)動(dòng)平衡狀態(tài)時(shí)，所述檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)中發(fā)射部發(fā)出的光線恰好處于安裝架最外側(cè)位置旋轉(zhuǎn)路徑的邊緣；擺幅檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)和步進(jìn)電機(jī)電連接。
[0006]本發(fā)明的磁力動(dòng)平衡機(jī)用于試驗(yàn)演示時(shí),動(dòng)力電機(jī)啟動(dòng),帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)軸上固定設(shè)置的不平衡盤(pán)、安裝板和步進(jìn)電機(jī)以及步進(jìn)電機(jī)上端安裝架等構(gòu)件可以視為以不平衡回轉(zhuǎn)體并隨轉(zhuǎn)軸一體轉(zhuǎn)動(dòng)。由于回轉(zhuǎn)體不平衡，故旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏離軸心線的擺動(dòng)，這樣旋轉(zhuǎn)過(guò)程中安裝架最外端位置會(huì)水平向外超出平衡旋轉(zhuǎn)時(shí)的外側(cè)范圍，進(jìn)而遮擋住擺幅檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)中發(fā)射部發(fā)出的光線，使得光電開(kāi)關(guān)可以檢測(cè)到不平衡信號(hào)，再依靠該信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)工作，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)安裝架旋轉(zhuǎn)一個(gè)單位步進(jìn)角，當(dāng)安裝架旋轉(zhuǎn)到電磁鐵和配重塊的重力力矩差異快要補(bǔ)償完不平衡盤(pán)的重力力矩差異時(shí)，光電開(kāi)關(guān)光線接通，步進(jìn)電機(jī)處于自鎖狀態(tài)，停止轉(zhuǎn)動(dòng)，再開(kāi)啟電磁鐵，靠調(diào)節(jié)電磁鐵和下方鐵板的吸力來(lái)調(diào)節(jié)電磁鐵在重力方向力矩的大小，直到整個(gè)回轉(zhuǎn)體恢復(fù)平衡。故操作非?？旖莘奖悖已菔具^(guò)程直觀淺顯，更加容易讓學(xué)生理解和掌握回轉(zhuǎn)體從旋轉(zhuǎn)失衡到恢復(fù)平衡過(guò)程中的各種科學(xué)原理。
[0007]作為上述方案的一種優(yōu)化，底板下端四角位置設(shè)置有可調(diào)支腳。這樣，當(dāng)?shù)孛娌黄綍r(shí)可以方便調(diào)整支架高度，保證底板處于水平狀態(tài)。
[0008]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，底板上方還豎直向上設(shè)置有走線用支架，走線用支架上設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)控制用線路和電磁鐵控制用線路，步進(jìn)電機(jī)控制用線路通過(guò)安裝在轉(zhuǎn)軸上的一個(gè)通孔式滑環(huán)電刷連接到步進(jìn)電機(jī)上，電磁鐵控制用線路通過(guò)設(shè)置于步進(jìn)電機(jī)輸出軸頂部的一個(gè)旋轉(zhuǎn)滑環(huán)連接到電磁鐵上。
[0009]這樣，可以方便走線布線，使得線路不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果。
[0010]作為優(yōu)化，還包括一聲音提示器，聲音提示器設(shè)置在底板上且和擺幅檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)相連并受其控制。這樣，當(dāng)回轉(zhuǎn)體尚處于失衡狀態(tài)時(shí)，聲音提示器提示，當(dāng)恢復(fù)平衡后提示聲音消失，使得演示過(guò)程更加直觀清楚。
[0011]作為優(yōu)化，所述動(dòng)力電機(jī)采用蝸輪蝸桿減速直流電機(jī)，動(dòng)力電機(jī)靠安裝在底板上的電池供電，動(dòng)力電機(jī)輸出端通過(guò)位于底板下方的同步帶和球籠萬(wàn)向節(jié)下端的轉(zhuǎn)軸相連。這樣優(yōu)化是考慮驅(qū)動(dòng)方式的選擇:設(shè)計(jì)時(shí) 申請(qǐng)人:考慮分析比較:交流電機(jī)雖然功率較大但相應(yīng)體積較大，不適合作為便攜式設(shè)備的驅(qū)動(dòng)，并且交流電機(jī)使用市電作為電源，漏電的安全保護(hù)欠缺，步進(jìn)電機(jī)在往復(fù)控制，位置確定的實(shí)現(xiàn)上有較大優(yōu)勢(shì)，簡(jiǎn)便易行但輸出轉(zhuǎn)矩較小，經(jīng)計(jì)算不能達(dá)到主軸旋轉(zhuǎn)要求的轉(zhuǎn)矩輸出，而且價(jià)格也非常昂貴，不利于降低產(chǎn)品成本。綜上比較 申請(qǐng)人:選擇蝸輪蝸桿減速直流電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)，它能夠較好的解決其他兩種電機(jī)的突出矛盾。
[0012]作為優(yōu)化，所述安裝架兩端沿軸心線對(duì)稱地設(shè)置有一對(duì)向下的滾輪支腳，滾輪支腳下端靠滾輪支撐在安裝板上。這樣，方便步進(jìn)電動(dòng)帶動(dòng)電磁鐵和配重塊旋轉(zhuǎn)。
[0013]本發(fā)明具有以下特點(diǎn):(1)利用激光檢測(cè)、步進(jìn)電機(jī)與電磁鐵控制共同作用，自動(dòng)確定平衡相位，改變平衡質(zhì)量，達(dá)到機(jī)械動(dòng)平衡。(2)相對(duì)于傳統(tǒng)雙面平衡方法而言，轉(zhuǎn)子由水平放置改為豎立放置，將傳統(tǒng)的雙面平衡轉(zhuǎn)化為單面配平衡簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)步驟，使得實(shí)驗(yàn)更加簡(jiǎn)單便于理解。(3)通過(guò)聲音提示器發(fā)出的提示聲，提示是否已經(jīng)尋找到正確平衡相位，方便學(xué)生直觀理解，有助于提高教學(xué)效果。(4)相對(duì)于現(xiàn)有動(dòng)平衡教學(xué)儀，采用磁力配平衡方法，效果直觀，便于學(xué)生理解。(5)動(dòng)平衡測(cè)量是一種在機(jī)械產(chǎn)品制造中應(yīng)用較廣的機(jī)械，本發(fā)明沒(méi)有一般動(dòng)平衡機(jī)采用的傳感器，避免了傳感器受溫度、電磁場(chǎng)、以及其他環(huán)境因素影響精的不足，具有較大的實(shí)用價(jià)值。
[0014]綜上所述，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便搬運(yùn)和操作，且更加能夠直觀演示回轉(zhuǎn)體振動(dòng)現(xiàn)象和調(diào)整動(dòng)平衡過(guò)程的優(yōu)點(diǎn)；利于學(xué)生更好地理解回轉(zhuǎn)體動(dòng)平衡原理過(guò)程并提高教學(xué)質(zhì)量。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的正視方向結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為圖1的左視圖。
[0017]圖3為圖1的俯視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]具體實(shí)施時(shí):如圖1-圖3所不,一種磁力動(dòng)平衡機(jī),包括水平設(shè)置于下方的底板26,底板26上豎直向上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸5,轉(zhuǎn)軸5下端通過(guò)一個(gè)固定于底板的球籠萬(wàn)向節(jié)18安裝在底板上，底板26上還設(shè)置有動(dòng)力電機(jī)10，動(dòng)力電機(jī)10和轉(zhuǎn)軸5相連并用于帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸5旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸5上方依次向上套設(shè)有水平布置的不平衡盤(pán)17、鐵板6和安裝板11，所述不平衡盤(pán)17和安裝板11固定在轉(zhuǎn)軸5上，所述鐵板6通過(guò)鐵板固定支架28固定在底板26上，安裝板11上對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)軸的中部位置設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)13，步進(jìn)電機(jī)13輸出軸和所述轉(zhuǎn)軸5沿同軸線向上設(shè)置且輸出軸上固定連接有一安裝架8，安裝架8兩端分別安裝有一個(gè)電磁鐵7和一個(gè)配重塊15，電磁鐵7和配重塊15到軸心線的重力力矩不同且該力矩差異和不平衡盤(pán)的重力力矩差異匹配(匹配是指到安裝架水平旋轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)電磁鐵和配重塊到軸心線的重力力矩差異能夠補(bǔ)償不平衡盤(pán)的重力力矩差異)，所述鐵板6處于電磁鐵7作用范圍內(nèi)；還包括擺幅檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)，擺幅檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)包括用于發(fā)射光線的發(fā)射部14和接收光線的接收部29，所述發(fā)射部14和接收部29沿豎向相對(duì)設(shè)置并通過(guò)光電開(kāi)關(guān)支架安裝在底板26上，鐵板6上具有供發(fā)射部14發(fā)射的光線通過(guò)的缺口，所述轉(zhuǎn)軸5處于轉(zhuǎn)動(dòng)平衡狀態(tài)時(shí)，所述檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)中發(fā)射部14發(fā)出的光線恰好處于安裝架8最外側(cè)位置旋轉(zhuǎn)路徑的邊緣；擺幅檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)和步進(jìn)電機(jī)13電連接。
[0020]其中，底板26下端四角位置設(shè)置有可調(diào)支腳I。這樣，當(dāng)?shù)孛娌黄綍r(shí)可以方便調(diào)整支架高度，保證底板處于水平狀態(tài)。
[0021 ] 其中，底板26上方還豎直向上設(shè)置有走線用支架3，走線用支架3上設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)控制用線路和電磁鐵控制用線路，步進(jìn)電機(jī)控制用線路通過(guò)安裝在轉(zhuǎn)軸5上的一個(gè)通孔式滑環(huán)電刷4連接到步進(jìn)電機(jī)13上，電磁鐵控制用線路通過(guò)設(shè)置于步進(jìn)電機(jī)輸出軸頂部的一個(gè)旋轉(zhuǎn)滑環(huán)12連接到電磁鐵7上。這樣，可以方便走線布線，使得線路不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果。
[0022]其中，還包括一聲音提不器23,聲音提不器23設(shè)置在底板26上且和擺幅檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)相連并受其控制。這樣，當(dāng)回轉(zhuǎn)體尚處于失衡狀態(tài)時(shí)，聲音提示器提示，當(dāng)恢復(fù)平衡后提示聲音消失，使得演示過(guò)程更加直觀清楚。
[0023]具體實(shí)施時(shí)，可以采用現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的聲音提示器實(shí)現(xiàn)發(fā)聲提示，也可以是靠將步進(jìn)電機(jī)控制部分改進(jìn)為能夠發(fā)聲提示的結(jié)構(gòu)，例如采用一個(gè)電磁鐵加一個(gè)行程開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)光電開(kāi)關(guān)光路接通時(shí)，保證步進(jìn)電機(jī)通電從而自鎖，當(dāng)光路被阻斷時(shí)，電磁鐵動(dòng)作，接通下面的行程開(kāi)關(guān)，從而給步進(jìn)電機(jī)一個(gè)脈沖信號(hào)，轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)單位角度；同時(shí)當(dāng)光路阻斷時(shí)，電磁鐵與行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生滴答聲，可以通過(guò)這個(gè)聲音提示，形象的知道配平衡狀況。
[0024]其中，所述動(dòng)力電機(jī)10采用蝸輪蝸桿減速直流電機(jī)，動(dòng)力電機(jī)10靠安裝在底板上的電池2供電，動(dòng)力電機(jī)10輸出端通過(guò)位于底板下方的同步帶27和球籠萬(wàn)向節(jié)18下端的轉(zhuǎn)軸相連。這是考慮驅(qū)動(dòng)方式的選擇:設(shè)計(jì)時(shí) 申請(qǐng)人:考慮分析比較:交流電機(jī)雖然功率較大但相應(yīng)體積較大，不適合作為便攜式設(shè)備的驅(qū)動(dòng)，并且交流電機(jī)使用市電作為電源，漏電的安全保護(hù)欠缺，步進(jìn)電機(jī)在往復(fù)控制，位置確定的實(shí)現(xiàn)上有較大優(yōu)勢(shì)，簡(jiǎn)便易行但輸出轉(zhuǎn)矩較小，經(jīng)計(jì)算不能達(dá)到主軸旋轉(zhuǎn)要求的轉(zhuǎn)矩輸出，而且價(jià)格也非常昂貴，不利于降低產(chǎn)品成本。綜上比較 申請(qǐng)人:選擇蝸輪蝸桿減速直流電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)，它能夠較好的解決其他兩種電機(jī)的突出矛盾。
[0025]其中，所述安裝架兩端沿軸心線對(duì)稱地設(shè)置有一對(duì)向下的滾輪支腳9，滾輪支腳9下端靠滾輪支撐在安裝板上。這樣，方便步進(jìn)電動(dòng)帶動(dòng)電磁鐵和配重塊旋轉(zhuǎn)。
[0026]另夕卜，附圖中標(biāo)號(hào)16表鐵板6和鐵板固定支架28相連用的螺栓。標(biāo)號(hào)19表不球籠萬(wàn)向節(jié)安裝架，標(biāo)號(hào)20表示安裝球籠萬(wàn)向節(jié)使用的套筒，標(biāo)號(hào)21表示推力滾柱軸承，標(biāo)號(hào)22表不下端蓋,標(biāo)號(hào)24表不六角螺母,標(biāo)號(hào)25表不深溝球軸承,均為安裝轉(zhuǎn)軸以及球籠萬(wàn)向節(jié)之用。
[0027]本發(fā)明的磁力動(dòng)平衡機(jī)用于試驗(yàn)演示時(shí),動(dòng)力電機(jī)啟動(dòng),帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)軸上固定設(shè)置的不平衡盤(pán)、安裝板和步進(jìn)電機(jī)以及步進(jìn)電機(jī)上端安裝架等構(gòu)件可以視為以不平衡回轉(zhuǎn)體并隨轉(zhuǎn)軸一體轉(zhuǎn)動(dòng)。由于回轉(zhuǎn)體不平衡，故旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏離軸心線的擺動(dòng)，這樣旋轉(zhuǎn)過(guò)程中安裝架最外端位置會(huì)水平向外超出平衡旋轉(zhuǎn)時(shí)的外側(cè)范圍，進(jìn)而遮擋住擺幅檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)中發(fā)射部發(fā)出的光線，使得光電開(kāi)關(guān)可以檢測(cè)到不平衡信號(hào)，再依靠該信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)工作，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)安裝架旋轉(zhuǎn)，當(dāng)安裝架旋轉(zhuǎn)到電磁鐵和配重塊的重力力矩差異快要補(bǔ)償完不平衡盤(pán)的重力力矩差異時(shí)，通過(guò)聲音提示器發(fā)出的聲音頻率判斷快要達(dá)到平衡位置時(shí)，可以開(kāi)啟電磁鐵，靠調(diào)節(jié)電磁鐵和下方鐵板的吸力來(lái)調(diào)節(jié)電磁鐵在重力方向力矩的大小，直到整個(gè)回轉(zhuǎn)體回復(fù)平衡。故操作非?？旖莘奖悖已菔具^(guò)程直觀淺顯，更加容易讓學(xué)生理解和掌握回轉(zhuǎn)體從旋轉(zhuǎn)失衡到恢復(fù)平衡過(guò)程中的各種科學(xué)原理。具體實(shí)施時(shí)，實(shí)現(xiàn)上述控制過(guò)程，還需要設(shè)置相應(yīng)的電氣控制部分結(jié)構(gòu)相輔助，但這些電氣部分結(jié)構(gòu)為電氣領(lǐng)域公知常識(shí)性內(nèi)容，不是本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)所在，故不在此詳述。
【權(quán)利要求】
1.一種磁力動(dòng)平衡機(jī)，其特征在于，包括水平設(shè)置于下方的底板，底板上豎直向上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸下端通過(guò)一個(gè)固定于底板的球籠萬(wàn)向節(jié)安裝在底板上，底板上還設(shè)置有動(dòng)力電機(jī)，動(dòng)力電機(jī)和轉(zhuǎn)軸相連并用于帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸上方依次向上套設(shè)有水平布置的不平衡盤(pán)、鐵板和安裝板，所述不平衡盤(pán)和安裝板固定在轉(zhuǎn)軸上，所述鐵板通過(guò)鐵板固定支架固定在底板上，安裝板上對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)軸的中部位置設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)輸出軸和所述轉(zhuǎn)軸沿同軸線向上設(shè)置且輸出軸上固定連接有一安裝架，安裝架兩端分別安裝有一個(gè)電磁鐵和一個(gè)配重塊，電磁鐵和配重塊到軸心線的重力力矩不同且該力矩差異和不平衡盤(pán)的重力力矩差異匹配(匹配是指到安裝架水平旋轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)電磁鐵和配重塊到軸心線的重力力矩差異能夠補(bǔ)償不平衡盤(pán)的重力力矩差異)，所述鐵板處于電磁鐵作用范圍內(nèi)；還包括擺幅檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)，擺幅檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)包括用于發(fā)射光線的發(fā)射部和接收光線的接收部，所述發(fā)射部和接收部沿豎向相對(duì)設(shè)置并通過(guò)光電開(kāi)關(guān)支架安裝在底板上，鐵板上具有供發(fā)射部發(fā)射的光線通過(guò)的缺口，所述轉(zhuǎn)軸處于轉(zhuǎn)動(dòng)平衡狀態(tài)時(shí)，所述檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)中發(fā)射部發(fā)出的光線恰好處于安裝架最外側(cè)位置旋轉(zhuǎn)路徑的邊緣；擺幅檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)和步進(jìn)電機(jī)電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的磁力動(dòng)平衡機(jī)，其特征在于，底板下端四角位置設(shè)置有可調(diào)支腳。
3.如權(quán)利要求1所述的磁力動(dòng)平衡機(jī)，其特征在于，底板上方還豎直向上設(shè)置有走線用支架，走線用支架上設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)控制用線路和電磁鐵控制用線路，步進(jìn)電機(jī)控制用線路通過(guò)安裝在轉(zhuǎn)軸上的一個(gè)通孔式滑環(huán)電刷連接到步進(jìn)電機(jī)上，電磁鐵控制用線路通過(guò)設(shè)置于步進(jìn)電機(jī)輸出軸頂部的一個(gè)旋轉(zhuǎn)滑環(huán)連接到電磁鐵上。
4.如權(quán)利要求1所述的磁力動(dòng)平衡機(jī)，其特征在于，還包括一聲音提示器，聲音提示器設(shè)置在底板上且和擺幅檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)相連并受其控制。
5.如權(quán)利要求1所述的磁力動(dòng)平衡機(jī)，其特征在于，所述動(dòng)力電機(jī)采用蝸輪蝸桿減速直流電機(jī)，動(dòng)力電機(jī)靠安裝在底板上的電池供電，動(dòng)力電機(jī)輸出端通過(guò)位于底板下方的同步帶和球籠萬(wàn)向節(jié)下端的轉(zhuǎn)軸相連。
6.如權(quán)利要求1所述的磁力動(dòng)平衡機(jī)，其特征在于，所述安裝架兩端沿軸心線對(duì)稱地設(shè)置有一對(duì)向下的滾輪支腳，滾輪支腳下端靠滾輪支撐在安裝板上。
【文檔編號(hào)】G09B25/02GK104318852SQ201410647028
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】陳前, 張晉西, 譚承焯, 陳甫, 雷兆賢, 陳貴川 申請(qǐng)人:重慶理工大學(xué)