本实用新型专利技术公开了一种简谐运动合成的机械演示装置，该装置包括第一滑台机构和第二滑台机构，所述第一滑台机构包括第一电机、第一滑动导轨和第一滑台，所述第一滑动导轨与第一滑台滑动连接，所述第一电机转动连接有第一摆臂，所述第一滑台开设有第一滑槽，所述第一摆臂的一端穿入到第一滑槽内；所述第二滑台机构包括第二电机、第二滑动导轨和第二滑台，所述第二滑动导轨与第二滑台滑动连接，所述第二电机转动连接有第二摆臂，所述第二滑台开设有第二滑槽，所述第二摆臂的一端穿入到第二滑槽内；所述第二滑台机构位于第一滑台机构的上方。本实用新型专利技术原理清晰，结构简单，廉价轻便，适用于教学等场合，向学员们清晰的展示简谐振动合成的原理。动合成的原理。动合成的原理。
【技术实现步骤摘要】
一种简谐运动合成的机械演示装置
[0001]本技术涉及一种简谐运动合成的机械演示装置，属于教学演示设备
技术介绍
[0002]简谐运动是最简单的物理振动方式，在关于振动的章节中具有基础地位。教学中通常把线形的简谐运动和匀速圆周运动联系起来，可以形象的得到同方向简谐运动的叠加结果。同方向和垂直方向简谐运动的合成是教学中的难点，一个表示运动和时间的关系，一个得到合成位置在空间上的李萨如图形轨迹。如果能用实物演示的方式对简谐运动及合成加以描述，可以方便学员观察两个简谐运动怎样在同方向或垂直方向上进行合成，直观的理解其运动的本质与合成的原理，有利于教学目标的实现。
[0003]目前，已知的演示简谐振动合成的方法有：电子示波器演示振荡电信号及叠加后的结果；基于软件可视化的虚拟演示素材；基于双振镜激光反射得到的李萨如图形；还有一些利用滑槽、齿轮、连杆机械装置演示简谐振动与李萨如图形。这些方法中，要么基于软件模拟或电信号叠加过于理论理想化，缺乏实物的直观，要么演示的内容偏少不够全面(只演示简谐振动与圆周运动的关系或垂直方向合成得到的李萨如图形)，难以兼顾简谐振动在同方向和垂直方向上的两种合成方式。
技术实现思路
[0004]本技术的目的是提供一种简谐运动合成的机械演示装置，通过实体机械运动的方式形象地展现运动叠加原理，该装置简易便携，原理清晰，操作方便，适用于课堂教学。
[0005]本技术通过以下技术方案实现：
[0006]一种简谐运动合成的机械演示装置，包括第一滑台机构和第二滑台机构，所述第一滑台机构包括第一电机、第一滑动导轨和第一滑台，所述第一滑动导轨与第一滑台滑动连接，所述第一电机转动连接有第一摆臂，所述第一滑台开设有第一滑槽，所述第一摆臂的一端穿入到第一滑槽内；所述第二滑台机构包括第二电机、第二滑动导轨和第二滑台，所述第二滑动导轨与第二滑台滑动连接，所述第二电机转动连接有第二摆臂，所述第二滑台开设有第二滑槽，所述第二摆臂的一端穿入到第二滑槽内；所述第二滑台机构位于第一滑台机构的上方。
[0007]在本技术的一种实施方式中，所述第一滑台机构还包括第一支架，所述第一支架连接有第一电机悬挂架，所述第一电机安装于第一电机悬挂架上。
[0008]在本技术的一种实施方式中，所述第一滑动导轨布置在第一支架上，第一滑动导轨滑动连接有第一滑块，所述第一滑块与第一滑台固定连接。
[0009]在本技术的一种实施方式中，所述第一滑槽为长条形，第一滑槽内设置有第一轴承，所述第一摆臂的一端穿入到第一轴承内；第一电机驱动第一摆臂旋转，第一摆臂带动第一轴承在第一滑槽内滑动，使得第一滑台沿第一滑动导轨滑动。
[0010]在本技术的一种实施方式中，所述第二滑台机构还包括第二支架，所述第二支架连接有第二电机悬挂架，所述第二电机安装于第二电机悬挂架上。
[0011]在本技术的一种实施方式中，所述第二滑动导轨布置在第二支架上，第二滑动导轨滑动连接有第二滑块，所述第二滑块与第二滑台固定连接。
[0012]在本技术的一种实施方式中，所述第二滑槽为长条形，第二滑槽内设置有第二轴承，所述第二摆臂的一端穿入到第二轴承内；第二电机驱动第二摆臂旋转，第二摆臂带动第二轴承在第二滑槽内滑动，使得第二滑台在第二滑动导轨上滑动。
[0013]在本技术的一种实施方式中，所述第二滑台机构的第二滑台上还设置有显示机构，所述显示机构与第二滑台连接，第二摆臂旋转带动第二轴承在第二滑槽内滑动，使得第二滑台及显示机构沿第二滑动导轨滑动。
[0014]在本技术的一种实施方式中，所述显示机构包括LED灯或激光器。
[0015]在本技术的一种实施方式中，所述第二滑台机构的第二支架安装在第一滑台机构的第一滑台上；所述第一滑动导轨与第二滑动导轨平行或垂直。
[0016]本技术的优点：
[0017]1.本技术结构简单，原理清晰，基于线型滑槽机构将匀速圆周运动转化为简谐运动，滑槽中的轴承通过摆臂受到电机主轴的牵引，带动滑槽往复简谐运动，运动方向由滑动导轨方向决定，这一基本的机械运动机构体现了匀速圆周运动和线型简谐运动之间的关系；
[0018]2.本技术设计了两个独立的简谐运动机构，其中一个滑台机构可以放置在另一个滑台机构上方，利用这种硬件上的堆叠得到运动上的叠加，方便学员直观理解运动叠加的原理；而且上下两个简谐运动堆叠的方向可以设计成同方向、相互垂直方向以及其它方向，可以得到多种运动叠加的结果；
[0019]3.本技术决定简谐运动是三要素：振幅、角频率、初相位，都可以在硬件上独立调节设置，适用于不同的具体情形，可以设置轴承在摆臂上的位置调节振幅，两个电机连接到控制器上，可以独立调节转速，可以用家用电源或移动电源供电，整个装置便携稳定，可在多个场所使用、演示；
[0020]4.本技术在第二滑台上安装自供电小型LED或激光器，激光器上方可搭配荧光屏，用光斑描述运动位置随时间的关系，可以清晰直观的演示简谐运动和匀速圆周运动的投影关系，并很清晰的反映简谐振动叠加的相关原理，加深学员对同方向、垂直方向简谐振动叠加的理解；对上下两个滑台位置的设置和运动的控制，结合光源，有多种演示的方式去选择搭配。
附图说明
[0021]图1为实施例1的第一滑台机构和第二滑台机构的结构示意图。
[0022]图2为实施例1的第一滑台机构和第二滑台机构的爆炸图。
[0023]图3为实施例2的结构示意图。
[0024]图4为实施例2的第二滑台机构的结构示意图。
[0025]图5为实施例3的结构示意图。
[0026]图6为实施例4的结构示意图。
[0027]图7为实施例4的显示机构的运动轨迹图。
[0028]图中，1、第一滑台机构、11、第一支架；12、第一滑动导轨；13、第一滑块；14、第一电机悬挂架；15、第一电机；16、第一摆臂；17、第一轴承；18、第一滑台；19、第一滑槽；2、第二滑台机构、21、第二支架；22、第二滑动导轨；23、第二滑块；24、第二电机悬挂架；25、第二电机；26、第二摆臂；27、第二轴承；28、第二滑台；29、第二滑槽；3、显示机构。
具体实施方式
[0029]为使得本技术实现上述目的、特征和优点且能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
[0030]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“边缘”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种简谐运动合成的机械演示装置，其特征在于，包括第一滑台机构和第二滑台机构，所述第一滑台机构包括第一电机、第一滑动导轨和第一滑台，所述第一滑动导轨与第一滑台滑动连接，所述第一电机转动连接有第一摆臂，所述第一滑台开设有第一滑槽，所述第一摆臂的一端穿入到第一滑槽内；所述第二滑台机构包括第二电机、第二滑动导轨和第二滑台，所述第二滑动导轨与第二滑台滑动连接，所述第二电机转动连接有第二摆臂，所述第二滑台开设有第二滑槽，所述第二摆臂的一端穿入到第二滑槽内；所述第二滑台机构位于第一滑台机构的上方。2.根据权利要求1所述的一种简谐运动合成的机械演示装置，其特征在于，所述第一滑台机构还包括第一支架，所述第一支架连接有第一电机悬挂架，所述第一电机安装于第一电机悬挂架上。3.根据权利要求2所述的一种简谐运动合成的机械演示装置，其特征在于，所述第一滑动导轨布置在第一支架上，第一滑动导轨滑动连接有第一滑块，所述第一滑块与第一滑台固定连接。4.根据权利要求3所述的一种简谐运动合成的机械演示装置，其特征在于，所述第一滑槽为长条形，第一滑槽内设置有第一轴承，所述第一摆臂的一端穿入到第一轴承内；第一电机驱动第一摆臂旋转，第一摆臂带动第一轴承在第一滑槽内滑动，使得第一滑台沿第一滑动导轨滑动。5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡炼，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：新型
国别省市：
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