[实用新型]一种提供输出固定震动频率的实验器

说明书

本实用新型具体涉及一种提供输出固定震动频率的实验器，包括外壳、步进电机、往复运动连杆装置、频率调节电路以及电源。所述步进电机的输出轴套接在圆形的电机连接盘中心；所述电机连接盘远离圆心的位置连接往复连杆装置；所述步进电机驱动电机连接盘转动使往复连杆装置沿往复连杆的方向做往复运动。所述步进电机、往复运动连杆装置以及频率调节电路均安装在外壳中。本实验器采用12V步进电机作为动力源；步进电机根据编码器的脉冲进行转动，可以控制输出频率。本实验器的往复连杆装置采用传动关节铰链形式，将电机的扭转运动转化成直线往复运动，实现1:1同频率输出，其连杆振幅达到±13mm。

技术领域

本发明涉及教学实验器材领域，具体涉及一种提供输出固定震动频率的实验器。

背景技术

在目前的教学实验中，关于提供稳定频率动力源的实验，通常是采用拉力弹簧手动提供动力，其缺点是动力输出不稳定，手动误差大，没办法做到定量分析，同样影响实验数据的准确程度。并且由于没办法测得输入动力源的频率，只能观察实验的共振现象，不能得到共振的影响因素，不能够做到对比实验等。

现在市面的动力源都普遍偏大型设备，在教学领域通常作为观看视频的形式出现，很难让学生真切体会。因此需要一种能够提供输出固定震动频率的实验器。

发明内容

1.所要解决的技术问题：

针对上述的技术问题，本发明提供一种提供输出固定震动频率的实验器；本实验器利用步进电机的旋转转化为直线震动；并且通过步进电机的控制电路控制电机的旋转频率从而能够实现对震动的频率的控制。

2.技术方案：

一种提供输出固定震动频率的实验器，其特征在于：包括外壳、步进电机、往复运动连杆装置、频率调节电路以及电源。

所述步进电机的输出轴套接在圆形的电机连接盘中心；所述电机连接盘远离圆心的位置连接往复连杆装置；所述步进电机驱动电机连接盘转动使往复连杆装置沿往复连杆的方向做往复运动。

所述步进电机、往复运动连杆装置以及频率调节电路均安装在外壳中；具体为：所述步进电机外壳的顶端吊装在外壳的顶部内侧面；所述步进电机的输出轴由电机的下表面伸出；所述外壳的侧壁设置通孔；所述往复连杆装置的输出端接头穿过通孔延伸出外壳；所述外壳的顶面安装LED数码管、开关、编码器；所述编码器与单片机相连，单片机将编码器预设的频率信号传输至LED数码管，同时发送控制信号给电机控制电路，电机控制电路驱动电机按照预设频率转动。

进一步地，所述往复连杆装置具体为：连杆的一端与电机连接盘相连，所述连杆的一端能够围绕电机连接盘的圆心环绕转动；所述连杆的另一端利用台阶螺杆与Y形连接器夹持连接；所述Y形连接器的另一端与导杆的一端相连；所述导杆穿过导杆滑座后另一端伸出外壳；所述导杆的另一端设置输出端接头；所述导杆滑座镶嵌在外壳侧壁的通孔中。

进一步地，所述外壳为方体，外壳设置透明有机玻璃作为观察窗，其余部分为不锈钢板。

进一步地，所述步进电机的电源电压为12V，其扭矩为0.28Nm。

3.有益效果：

（1）本实验器的动力装置是采用12V步进电机作为动力源；步进电机根据编码器的脉冲进行转动，可以控制输出频率。而且步进电机由于工作电流固定，运转时无论是在高频率还是低频率能够承受的最大扭矩都是固定的。只要在动力范围内，步进电机不丢步，输出的频率就是准确的的，实验器输出的频率为0~5Hz。

（2）本实验器的往复连杆装置采用传动关节铰链形式，将电机的扭转运动转化成直线往复运动，实现1:1同频率输出，其连杆振幅达到±13mm。

（3）本实验器的控制电路装置是集成电路板控制电路，编码器可以选择旋转钮方式进行调节；编码器调速由单片机转换成电机脉冲实现定额转动，从而输出转动频率显示在显示屏上。