CN101038706A - 一种摆的驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种摆的驱动装置,主要是用来驱动傅科摆。包括电源,励磁驱动电路,机架和摆锤,机架上安装空心摆轴,摆轴下端固装磁铁,其中心开有上大下小的通孔,摆绳穿过所述的通孔并卡在通孔内,电磁铁下端开有圆形凹槽,衔铁由上部的圆盘和下部的空心圆柱组成,圆盘装于上述的凹槽内,摆绳穿过衔铁和下端的摆锤相连,摆锤和衔铁之间的摆绳上依次穿有挡块和弹簧,弹簧和衔铁下端接触,摆锤正下方固装激光指示器,正对摆锤下方装有分度盘,其上中心处安装光电感应器。本发明采用了电磁铁来对摆进行持续激励,驱动方向自动严格沿着摆的摆动方向,减小了误差,同时采用了光电感应装置,大大方便了同步信号的提取,便于演示和教学。
Description
技术领域
本发明涉及一种驱动装置,具体的说是一种采用电磁铁来对摆进行持续激励的装置。
背景技术
傅科摆是一种用于证明地球自转的单摆,这种摆会因为地球自转而产生缓慢移动,但是前提是要在除重力外无任何外力的干扰下才能进行无衰减摆动,从而验证地球自转。为了使摆能克服空气阻力而进行无衰减的摆动,现有驱动装置有的附加了能量补偿装置,造价很高,有的在真空中实现,成本更高,不便在实验室进行教学演示。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术中存在的不足之处,提供一种结构紧凑、设计合理的驱动装置,使摆能够持久的摆动及清晰的指示摆的运动方向,便于演示及教学用的摆的驱动装置。
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案是:包括电源,励磁驱动电路,机架和摆锤,其特征在于:机架上安装轴承座,其内由上至下分别装有永磁推力轴承和导轴承,空心摆轴装于所述的两轴承内,电磁铁引线穿于摆轴中,上端通过集电环和电刷与励磁驱动电路相连,下端和摆轴下端固装的电磁铁内部的线圈相连,电磁铁中心开有上大下小的通孔,摆绳穿过所述的通孔并卡在通孔内,电磁铁下端开有圆形凹槽,衔铁由上部的圆盘和下部的空心圆柱固连组成,圆盘装于凹槽内,摆绳穿过衔铁和下端的摆锤相连,摆锤和衔铁之间的摆绳上依次穿有挡块和弹簧,弹簧和衔铁下端接触,摆锤正下方固装激光指示器,正对摆锤下方装有分度盘,其上中心处安装光电感应器,光电感应器由导线和励磁驱动电路相连。
本发明的优点是:
由于本发明采用了磁浮式轴向推力轴承来平衡摆的重力,使转动阻力大大减小,而且由于特定结构使电磁铁的驱动方向自动严格沿着摆的摆动方向,减小了误差,同时采用了光电感应装置,大大方便了同步信号的提取。
附图说明
图1是本发明结构示意图;
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
由图1可知,本发明的电源1接至励磁驱动电路2,机架3上安装轴承座20,其内由上至下分别装有永磁推力轴承5和导轴承19。摆动部分的重力由此永磁推力轴承5支撑。空心摆轴6装于所述的两轴承内,且与导轴承19为滑动配合。电磁铁引线7穿于摆轴6中,上端通过集电环23和电刷22与励磁驱动电路2相连,下端和摆轴6下端固装的电磁铁8内部的线圈9相连,线圈的另一条线接地,从而实现励磁驱动电路2控制电磁铁8。电磁铁8中心开有上大下小的通孔,摆绳10穿过所述的通孔并卡在通孔内,电磁铁8下端开有圆形凹槽,衔铁11由上部的圆盘12和下部的空心圆柱13固连组成,圆盘12装于上述的凹槽内。摆绳10穿过衔铁11和下端的摆锤4相连,摆锤4和衔铁11之间的摆绳10上依次穿有挡块14和弹簧15,弹簧15和衔铁11下端接触。衔铁11在弹簧14的作用下保持与电磁铁8部分接触。摆锤4正下方固装激光指示器21。正对摆锤4下方装有分度盘16,其上中心处安装光电感应器17,光电感应器17由导线18和励磁驱动电路2相连。
摆锤4的初始激励由手动完成。摆锤4运动离开平衡位置时,衔铁11在弹簧14的作用下,上端的圆盘12有一边始终与电磁铁8保持轻微的接触力,形成一支点,另一边和电磁铁8之间会形成间隙。光电传感器17通过激光指示器21将信号传至励磁驱动电路2,实现和摆动的同步,在摆角达到最大时激励电磁铁8,此时,圆盘12会在磁力作用下绕上述支点转动,实现激励。在摆锤至铅垂位置之前停止激励。此磁力严格沿着摆动方向,吸引摆锤4向平衡位置摆动。反向时激励方法同理。经过一段时间后,就可在分度盘16上看到摆锤的运动偏移,即可验证地球的自转。
Claims (1)
1.一种摆的驱动装置,包括电源(1),励磁驱动电路(2),机架(3)和摆锤(4),其特征在于:机架(3)上安装轴承座(20),其内由上至下分别装有永磁推力轴承(5)和导轴承(19),空心摆轴(6)装于所述的两轴承内,电磁铁引线(7)穿于摆轴(6)中,上端通过集电环(23)和电刷(22)与励磁驱动电路(2)相连,下端和摆轴(6)下端固装的电磁铁(8)内部的线圈(9)相连,电磁铁(8)中心开有上大下小的通孔,摆绳(10)穿过所述的通孔并卡在通孔内,电磁铁(8)下端开有圆形凹槽,衔铁(11)由上部的圆盘(12)和下部的空心圆柱(13)固连组成,圆盘(12)装于凹槽内,摆绳(10)穿过衔铁(11)和下端的摆锤(4)相连,摆锤(4)和衔铁(11)之间的摆绳(10)上依次穿有挡块(14)和弹簧(15),弹簧(15)和衔铁(11)下端接触,摆锤(4)正下方固装激光指示器(21),正对摆锤(4)下方装有分度盘(16),其上中心处安装光电感应器(17),光电感应器(17)由导线(18)和励磁驱动电路(2)相连。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20070919 |