[发明专利]一种傅里叶变换的演示装置及其演示方法

说明书

本发明涉及演示装置技术领域，具体而言，涉及一种傅里叶变换的演示装置及其演示方法，所述装置包括支撑底座、固定光轴、移动光轴和转动机构，所述固定光轴固定安装在所述支撑底座上；所述移动光轴安装在所述固定光轴的上方，且可以左右移动，所述移动光轴固定安装有第一支撑块；所述转动机构固定安装在所述固定光轴上，且所述转动机构与所述第一支撑块连接，用于将位于下部的所述转动机构产生的振动传递给位于上部的所述移动光轴。本发明各级转动机构产生的振动相互独立，能够逐层叠加合成新波形，且由于各级转动机构相互独立，因此各光轴承受的扭力不会相互叠加，修正误差时可以分级修正，弥补了此前类似演示装置这方面的缺陷。

技术领域

本发明涉及演示装置技术领域，具体而言，涉及一种傅里叶变换的演示装置及其演示方法。

背景技术

现有傅里叶变换演示装置通常以旋转矢量法为基础工作，即将几种不同频率与振幅的波通过转轴连接并叠加起来。此种将各阶摆臂与电机直接叠加的方式存在缺陷，当合成某些频率较高的波形时，电机的转速需达到较高水平，而在此种装置的前提下，前几阶摆臂将承受较大扭力。对摆臂本身产生损耗的同时，由于扭力的层层叠加导致最初几阶转速改变从而对实验造成较大误差，而且由于该装置每一阶电机与摆臂直接相连，修正误差时会由于其整体性而更难修正。

发明内容

本发明的目的在于提供一种傅里叶变换的演示装置及其演示方法，以改善上述问题。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一方面，本申请实施例提供了一种傅里叶变换的演示装置，所述装置包括：支撑底座、固定光轴、移动光轴和转动机构，所述固定光轴固定安装在所述支撑底座上；所述移动光轴安装在所述固定光轴的上方，且可以左右移动，所述移动光轴固定安装有第一支撑块；所述转动机构固定安装在所述固定光轴上，且所述转动机构与所述第一支撑块连接，用于将位于下部的所述转动机构产生的振动传递给位于上部的所述移动光轴。

可选的，所述移动光轴为一级光轴，所述装置还包括二级光轴、三级光轴和四级光轴，所述二级光轴和三级光轴也可以左右移动，所述固定光轴安装在所述支撑底座上，且所述固定光轴的末端安装于一级固定板的下端；所述一级光轴的末端穿过所述一级固定板的上端并安装于二级固定板的下端；所述二级光轴的末端穿过所述二级固定板的上端并安装于三级固定板的下端；所述三级光轴的末端穿过所述三级固定板的上端并安装于四级固定板的下端；所述四级光轴末端安装于四级固定板的上端，所述四级光轴上安装有顶部支撑块；所述固定光轴、一级光轴、二级光轴和三级光轴上均安装有转动机构，每一个所述转动机构中均包括支撑块，相邻的两个转动机构中，位于下部的转动机构与位于上部的转动机构中的支撑块连接，所述顶部支撑块与所述三级光轴上安装的转动机构连接。

可选的，所述装置还包括绘图笔和滑台组件，所述绘图笔安装在所述所述移动光轴一端，所述滑台组件包括绘图板和移动装置，所述绘图板安装在所述移动装置顶端，所述绘图板可前后移动且所述绘图板与绘图笔的底端始终接触。

可选的，所述转动机构包括第二支撑块、转盘、转盘电机和导轨板，所述第二支撑块固定安装在所述固定光轴上，所述转盘固定安装在所述第二支撑块上端，所述转盘上设置有凸起，转盘电机固定安装在所述所述第二支撑块下端，用于驱动所述转盘转动，所述导轨板安装在所述转盘上端且所述转盘通过凸起嵌入导轨板的滑槽中，并且所述凸起可在所述滑槽中移动，所述转动机构上的所述导轨板通过螺丝与所述第一支撑块连接。

可选的，所述转盘的最外围设置有凸起，所述凸起为圆柱型，所述凸起穿过所述滑槽后，在所述凸起上方将三个半径不同的螺帽按照半径依次减小的顺序安装在所述凸起上，所述转盘与所述第二支撑块螺纹连接，所述转盘电机与所述第二支撑块也是螺纹连接。

可选的，所述支撑底座左右两端设有凹槽，所述固定光轴穿过所述凹槽放置在所述支撑底座上，所述固定光轴末端通过直线轴承固定安装在一级固定板的下部，所述移动光轴安装在所述一级固定板的上部，所述第一支撑块两侧开设有孔洞，所述移动光轴穿过所述孔洞。