[发明专利]一种单摆系统

说明书

本申请公开了一种单摆系统，包括单摆本体、姿态传感器、处理器以及提示器；单摆本体与姿态传感器连接，处理器分别与姿态传感器及提示器连接；处理器，用于将姿态传感器测量的单摆本体运动时的三维运动姿态通过提示器进行提示。本申请中，处理器可以将姿态传感器测量的单摆本体运动时的三维运动姿态通过提示器进行提示，姿态传感器测量的单摆本体运动时的三维运动姿态相比于肉眼观察，极大地提升了判断地准确度，有利于用户学习了解圆锥摆现象，提升了自动化程度。

技术领域

本发明涉及机械振动领域，特别是涉及一种单摆系统。

背景技术

单摆作为简单的二阶振动系统，在中学以及大学的物理基础学习中具有重要意义，其中，单摆的圆锥摆现象是指单摆没有在预设的平面内摆动，而是绕着摆杆的固定点做圆锥摆运动的现象，现有技术中，在利用单摆进行单摆的圆锥摆现象的教学时，只能通过肉眼来观察单摆的圆锥摆现象，对于一些幅度较小的圆锥摆现象，无法清晰地观察并得出结论，教学手段较为落后。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种单摆系统，提升了判断圆锥摆现象的准确性，提高了自动化程度。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种单摆系统，包括单摆本体、姿态传感器、处理器以及提示器；

所述单摆本体与所述姿态传感器连接，所述处理器分别与所述姿态传感器及所述提示器连接；

所述处理器，用于将所述姿态传感器测量的所述单摆本体运动时的三维运动姿态通过所述提示器进行提示。

优选地，所述单摆本体包括单摆台架、驱动杆、摆杆、摆锤以及驱动装置；

所述驱动杆设置在所述单摆台架上，所述驱动杆平行于地面，所述摆杆的第一端与所述驱动杆连接，所述摆杆与所述驱动杆互相垂直，所述摆杆的第二端与所述摆锤连接，所述驱动杆的第一端与所述驱动装置连接；

所述驱动装置，用于通过驱动所述驱动杆以带动所述摆杆及摆锤运动。

优选地，所述驱动装置为驱动电机。

优选地，该单摆系统还包括用于采集所述单摆本体的视觉图像的视觉传感器；

则所述处理器还用于根据所述视觉图像得到第一重力加速度和/或第一摆动波形数据并通过所述提示器进行提示。

优选地，所述视觉传感器为摄像机。

优选地，该单摆系统还包括用于记录所述单摆本体的运动周期的光电传感器；

则所述处理器还用于将所述运动周期通过所述提示器进行提示。

优选地，所述提示器为显示器。

优选地，所述处理器为CPU。

优选地，该单摆系统还包括用于检测所述驱动杆的旋转角度的角度传感器；

所述角度传感器与所述驱动杆的第二端连接；

则所述处理器还用于根据所述旋转角度得到第二重力加速度g和/或第二摆动波形数据并通过所述提示器进行提示。

优选地，所述角度传感器为光电编码器。

本发明提供了一种单摆系统，包括单摆本体、姿态传感器、处理器以及提示器；单摆本体与姿态传感器连接，处理器分别与姿态传感器及提示器连接；处理器，用于将姿态传感器测量的单摆本体运动时的三维运动姿态通过提示器进行提示。