一種地震、音樂演示儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種地震、音樂演示儀，屬于監(jiān)測領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]地震模擬臺(屋)主要用來演示或讓人們感受地震的儀器。一般由地震平臺和平臺上面的地震場景組成。地震平臺可模擬地震發(fā)生時(shí)各種震級的縱波和橫波震動，配合房屋的晃動，以及屋內(nèi)的物品的晃動、碰撞、跌落，使人有身臨地震其境的感覺。這種地震演示模擬設(shè)備很多，如國內(nèi)有:北京賽思達(dá)科技股份有限公司的產(chǎn)品一一地震模擬器；國外有:在日本，日前世界上最大的地震模擬裝置亮相，這個(gè)最新設(shè)計(jì)的設(shè)備能模擬出震災(zāi)當(dāng)時(shí)的真實(shí)情景?，F(xiàn)在地震模擬臺的制造已經(jīng)成為一個(gè)產(chǎn)業(yè)。還有，甚至把地震效果做成4D動感影院和360度環(huán)幕影院，用高科技電影演繹、模擬地震，使人感覺到逼真的效果和驚心的感受。
[0003]但是，以上儀器只能展示地震發(fā)生時(shí)的地震大小或頻率，或者只能根據(jù)地震發(fā)震前的一些征兆預(yù)測地震是否發(fā)生，或展示地震對人們生活和工作的影響。不能展示或演示地震發(fā)生時(shí)建筑物響應(yīng)的科學(xué)原理或現(xiàn)象，如在地震不同頻率、不同震動(水平或垂直或兩者的組合震動)和不同振幅作用下，不同建筑物的響應(yīng)，如地震傳播過程，振幅的大小、震動方向和頻率及其變化，以及是否會發(fā)生共振，發(fā)生共振時(shí)的頻率等等?；诖四康?，本項(xiàng)目提出研究一種地震、音樂演示儀。
[0004]并且，由于音樂輸入波也是一種振動波，與地震波相似，因此也可以把地震、音樂演示儀通過改變輸入波為音樂，建筑物為人體模特，就可以把地震、音樂演示儀改變成音樂演示儀(或玩具)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于以上的問題，本實(shí)用新型提供了一種地震、音樂演示儀，以用于現(xiàn)有各種地震教學(xué)演示儀、地震科普宣傳儀或娛樂器具或兒童玩具，為提高大眾防震意識和減少地震對大眾帶來的災(zāi)害有很好地輔助作用，在現(xiàn)實(shí)生活中可以發(fā)揮較大的作用。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種地震、音樂演示儀，包括地震波輸入器1、轉(zhuǎn)換器模塊2、電機(jī)3、機(jī)械傳動模塊4、振動臺5、彈簧-球體組合模塊6 ；
[0007]地震波輸入器1、轉(zhuǎn)換器模塊2、電機(jī)3、機(jī)械傳動模塊4、振動臺5、彈簧-球體組合模塊6依次相連；地震波輸入器I采集音樂振動信號傳給轉(zhuǎn)換器模塊2中的傳感器；轉(zhuǎn)換器模塊2中的轉(zhuǎn)換電路將傳感器產(chǎn)生的電信號轉(zhuǎn)換成適合電機(jī)的電信號傳給電機(jī)3 ;機(jī)械傳動模塊4連接電機(jī)3和振動臺5，電機(jī)3轉(zhuǎn)動通過機(jī)械傳動模塊4帶動振動臺5振動，最后帶動振動臺5上的彈簧-球體組合模塊6振動，達(dá)到模擬地震發(fā)生時(shí)，建筑的響應(yīng)。
[0008]所述轉(zhuǎn)換器模塊2包含傳感器D和轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換電路包含電阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R1、Rll、R12 和 R13，電容 Cl、C2、C3 和 C4，三極管 QU Q2、Q3 和 Q4，電位器UR ;其中Q4的發(fā)射極與電動機(jī)M串聯(lián)然后與電源并聯(lián)；Q4的基極連到R12和R13的中間，R12、R13和Q3串聯(lián)，然后與Q4和M并聯(lián)；R11的一端連到R12 一端，另一端連到R9、R8、UR、R11和C4 ；C4的另一端連到Q3 —端；R9的另一端連到C3的一端和RlO的一端；R10的另一端連到C4的一端；Q3的基極連到R9和RlO串聯(lián)線路的中間；R8的另一端連到C3的另一端、R7的一端和Q2的集電極；Q2的發(fā)射極連到R6的一端；R6的另一端連到RlO的一端；R7的另一端連到R5的一端、Q2的基極和C2的一端；R5的另一端連到R6的一端；C2的另一端連到UR的可變分接頭；UR的另一端連到R2的一端和Ql的集電極；Q1的發(fā)射極連到R4的一端；R4的另一端連到R5的一端；R2的另一端連到R3的一端和Cl的一端；R3的另一端連到R4的一端；R1的另一端連到Cl的另一端和傳感器D的一端；傳感器D的另一端連到R3的一端；電源的負(fù)極接地。
[0009]所述彈簧-球體組合模塊6由彈簧、球體組成；其中彈簧與球體通過焊接連接。
[0010]本實(shí)用新型的工作過程是:
[0011]在地震作用下建筑物的響應(yīng)原理:按建筑結(jié)構(gòu)的樓層(板)、支撐體(柱)和樓高(層數(shù))等基本構(gòu)建，考慮不同阻力的影響，根據(jù)地震方程:ma+CV+kX=mXg(m為建筑樓層的質(zhì)量；a地震作用下的加速度；(:地震阻率^地震作用下的建筑物振動速度；k彈性支撐體地震作用下產(chǎn)生的位移，Xg地震作用在基礎(chǔ)輸入的加速度或稱作地震加速度)。在地震作用下，不同彈性支撐上的不同質(zhì)量體組合體具有不同的震動頻率和幅度，不同層數(shù)的樓房具有不同的震動頻率、振幅和自振頻率等特性。
[0012]地震波輸入器為MP3或任何帶有播放器的終端用于采集音樂振動信號；實(shí)現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復(fù)直線移動的運(yùn)動機(jī)械傳動模塊4有曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、正弦機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、代或鏈傳動機(jī)構(gòu)、齒輪條傳動機(jī)構(gòu)、螺旋傳動機(jī)構(gòu)以及一些機(jī)構(gòu)的組合；如:曲柄滑塊機(jī)構(gòu)由曲柄、連桿、滑塊以及機(jī)架組成:當(dāng)曲柄為主動件作勻速運(yùn)動時(shí)，可通過連桿，使滑塊作往復(fù)的直線運(yùn)動，從而達(dá)到所需的用途；振動臺5為箱體，在箱體中可以裝有不同的材料(砂、泡沫等)或直接是彈性平臺，在基礎(chǔ)上設(shè)置不同的彈簧-球體組合，這樣來模擬不同基礎(chǔ)形式下建筑物的地震響應(yīng)?？梢园呀ㄖ锖喕癁閺椈?球體結(jié)構(gòu)，以球體代表樓層的質(zhì)量、不同的彈性支撐用不同彈性的彈簧表示，以不同數(shù)量的彈簧-球體組合表示不同數(shù)量的樓層，同時(shí)改變彈簧的彈性和球體的質(zhì)量，就可以模擬不同的建筑物，把彈簧-球體組合建在一個(gè)平臺上，地震波通過轉(zhuǎn)換裝置(伏-頻轉(zhuǎn)換器)變成電機(jī)的轉(zhuǎn)動作用在平臺上，地震波轉(zhuǎn)換裝置可以采用電機(jī)轉(zhuǎn)動等方式轉(zhuǎn)換，以電機(jī)加不同的球體(大小、重量)擊振產(chǎn)生不同頻率、振幅和持續(xù)時(shí)間的地震波，這樣就形成了地震演示儀。
[0013]可以把地震波按標(biāo)準(zhǔn)的振動波或不同實(shí)際的地震波，就可以模擬不同地震動下建筑物的響應(yīng)，也就可以形成不同的地震振動儀?？梢圆捎秒娔X控制震動波長、振幅、震動時(shí)間等。
[0014]音樂演示儀，只要把地震波輸入改變成音樂輸入，并附加一個(gè)音響，建筑物改變成人體模特，即可以把地震演示儀改變成音樂播放下人體模特舞蹈的音樂演示臺(玩具)。
[0015]具體工作過程如下:
[0016]第一步:地震波輸入器I輸入一個(gè)模擬地震波。
[0017]第二步:轉(zhuǎn)化器模塊2接收到一個(gè)模擬地震波，自動識別該模擬地震波的頻率，然后通過轉(zhuǎn)化器模塊2轉(zhuǎn)換為一個(gè)電壓電流信號。
[0018]第三步:電機(jī)3接收到電壓電流信號后作出相應(yīng)動作，并通過機(jī)械傳動模塊4使振動臺5振動。該電壓電流信號輸入給電機(jī)3，電機(jī)3做出相應(yīng)的動作，電機(jī)3動作后，通過機(jī)械傳動模塊4使振動臺5振動。
[0019]第四步:振動臺5振動帶動彈簧-球體組合模塊6動作，即代表建筑物的振動。振動臺5振動后為彈簧-球體組合模塊6也動作。彈簧-球體組合模塊6動作即表示所代表的建筑物的振動。
[0020]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0021]1、采用地震響應(yīng)原理，模擬地震作用下建筑物的響應(yīng)；
[0022]2、直觀、科學(xué)地演示地震作用下不同建筑物的響應(yīng)；
[0023]3、把地震演示和音樂演示結(jié)合，成為多功能演示儀。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0025]圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3:a)為固定AC軸的電動機(jī)與振動平臺連接結(jié)構(gòu)圖，b)為固定AB軸的電動機(jī)與振動平臺連接結(jié)構(gòu)圖，c)為固定BC軸的電動機(jī)與振動平臺連接結(jié)構(gòu)圖，d)為固定C柱體的電動機(jī)與振動平臺連接結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖4:a)為4節(jié)點(diǎn)的電動機(jī)與振動平臺連接結(jié)構(gòu)圖，b)為帶卡槽的4節(jié)點(diǎn)電動機(jī)與振動平臺連接結(jié)構(gòu)圖，c)為3節(jié)點(diǎn)的沿面運(yùn)動的電動機(jī)與振動平臺連接結(jié)構(gòu)圖，d)為3節(jié)點(diǎn)的沿軸運(yùn)動的電動機(jī)與振動平臺連接結(jié)構(gòu)圖；
[0028]圖5為本實(shí)用新型的電路圖；
[0029]圖中各標(biāo)號:1為地震波輸入器、2為轉(zhuǎn)換器模塊、3為電機(jī)、4為機(jī)械傳動模塊、5為振動臺、6為彈簧-球體組合模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0030]實(shí)施例1:如圖1-5所示，一種地震、音樂演示儀，包括地震波輸入器1、轉(zhuǎn)換器模塊2、電機(jī)3、機(jī)械傳動模塊4、振動臺5、彈簧-球體組合模塊6 ；
[0031]地震波輸入器1、轉(zhuǎn)換器模塊2、電機(jī)3、機(jī)械傳動模塊4、振動臺5、彈簧-球體組合模塊6依次相連；地震波輸入器I采集音樂振動信號傳給轉(zhuǎn)換器模塊2中的傳感器；轉(zhuǎn)換器模塊2中的轉(zhuǎn)換電路將傳感器產(chǎn)生的電信號轉(zhuǎn)換成適合電機(jī)的電信號傳給電機(jī)3 ;機(jī)