專利名稱：一種擺的驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種驅動裝置，具體的說是一種采用電磁鐵來對擺進行持續(xù)激勵的裝置。
背景技術：
傅科擺是一種用于證明地球自轉的單擺，這種擺會因為地球自轉而產生緩慢移動，但是前提是要在除重力外無任何外力的干擾下才能進行無衰減擺動，從而驗證地球自轉。為了使擺能克服空氣阻力而進行無衰減的擺動，現有驅動裝置有的附加了能量補償裝置，造價很高，有的在真空中實現，成本更高，不便在實驗室進行教學演示。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述技術中存在的不足之處，提供一種結構緊湊、設計合理的驅動裝置，使擺能夠持久的擺動及清晰的指示擺的運動方向，便于演示及教學用的擺的驅動裝置。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是包括電源，勵磁驅動電路，機架和擺錘，其特征在于機架上安裝軸承座，其內由上至下分別裝有永磁推力軸承和導軸承，空心擺軸裝于所述的兩軸承內，電磁鐵引線穿于擺軸中，上端通過集電環(huán)和電刷與勵磁驅動電路相連，下端和擺軸下端固裝的電磁鐵內部的線圈相連，電磁鐵中心開有上大下小的通孔，擺繩穿過所述的通孔并卡在通孔內，電磁鐵下端開有圓形凹槽，銜鐵由上部的圓盤和下部的空心圓柱固連組成，圓盤裝于凹槽內，擺繩穿過銜鐵和下端的擺錘相連，擺錘和銜鐵之間的擺繩上依次穿有擋塊和彈簧，彈簧和銜鐵下端接觸，擺錘正下方固裝激光指示器，正對擺錘下方裝有分度盤，其上中心處安裝光電感應器，光電感應器由導線和勵磁驅動電路相連。
本發(fā)明的優(yōu)點是由于本發(fā)明采用了磁浮式軸向推力軸承來平衡擺的重力，使轉動阻力大大減小，而且由于特定結構使電磁鐵的驅動方向自動嚴格沿著擺的擺動方向，減小了誤差，同時采用了光電感應裝置，大大方便了同步信號的提取。


圖1是本發(fā)明結構示意圖；具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步詳細描述。
由圖1可知，本發(fā)明的電源1接至勵磁驅動電路2，機架3上安裝軸承座20，其內由上至下分別裝有永磁推力軸承5和導軸承19。擺動部分的重力由此永磁推力軸承5支撐?？招臄[軸6裝于所述的兩軸承內，且與導軸承19為滑動配合。電磁鐵引線7穿于擺軸6中，上端通過集電環(huán)23和電刷22與勵磁驅動電路2相連，下端和擺軸6下端固裝的電磁鐵8內部的線圈9相連，線圈的另一條線接地，從而實現勵磁驅動電路2控制電磁鐵8。電磁鐵8中心開有上大下小的通孔，擺繩10穿過所述的通孔并卡在通孔內，電磁鐵8下端開有圓形凹槽，銜鐵11由上部的圓盤12和下部的空心圓柱13固連組成，圓盤12裝于上述的凹槽內。擺繩10穿過銜鐵11和下端的擺錘4相連，擺錘4和銜鐵11之間的擺繩10上依次穿有擋塊14和彈簧15，彈簧15和銜鐵11下端接觸。銜鐵11在彈簧14的作用下保持與電磁鐵8部分接觸。擺錘4正下方固裝激光指示器21。正對擺錘4下方裝有分度盤16，其上中心處安裝光電感應器17，光電感應器17由導線18和勵磁驅動電路2相連。
擺錘4的初始激勵由手動完成。擺錘4運動離開平衡位置時，銜鐵11在彈簧14的作用下，上端的圓盤12有一邊始終與電磁鐵8保持輕微的接觸力，形成一支點，另一邊和電磁鐵8之間會形成間隙。光電傳感器17通過激光指示器21將信號傳至勵磁驅動電路2，實現和擺動的同步，在擺角達到最大時激勵電磁鐵8，此時，圓盤12會在磁力作用下繞上述支點轉動，實現激勵。在擺錘至鉛垂位置之前停止激勵。此磁力嚴格沿著擺動方向，吸引擺錘4向平衡位置擺動。反向時激勵方法同理。經過一段時間后，就可在分度盤16上看到擺錘的運動偏移，即可驗證地球的自轉。
權利要求
1.一種擺的驅動裝置，包括電源(1)，勵磁驅動電路(2)，機架(3)和擺錘(4)，其特征在于機架(3)上安裝軸承座(20)，其內由上至下分別裝有永磁推力軸承(5)和導軸承(19)，空心擺軸(6)裝于所述的兩軸承內，電磁鐵引線(7)穿于擺軸(6)中，上端通過集電環(huán)(23)和電刷(22)與勵磁驅動電路(2)相連，下端和擺軸(6)下端固裝的電磁鐵(8)內部的線圈(9)相連，電磁鐵(8)中心開有上大下小的通孔，擺繩(10)穿過所述的通孔并卡在通孔內，電磁鐵(8)下端開有圓形凹槽，銜鐵(11)由上部的圓盤(12)和下部的空心圓柱(13)固連組成，圓盤(12)裝于凹槽內，擺繩(10)穿過銜鐵(11)和下端的擺錘(4)相連，擺錘(4)和銜鐵(11)之間的擺繩(10)上依次穿有擋塊(14)和彈簧(15)，彈簧(15)和銜鐵(11)下端接觸，擺錘(4)正下方固裝激光指示器(21)，正對擺錘(4)下方裝有分度盤(16)，其上中心處安裝光電感應器(17)，光電感應器(17)由導線(18)和勵磁驅動電路(2)相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種擺的驅動裝置，主要是用來驅動傅科擺。包括電源，勵磁驅動電路，機架和擺錘，機架上安裝空心擺軸，擺軸下端固裝磁鐵，其中心開有上大下小的通孔，擺繩穿過所述的通孔并卡在通孔內，電磁鐵下端開有圓形凹槽，銜鐵由上部的圓盤和下部的空心圓柱組成，圓盤裝于上述的凹槽內，擺繩穿過銜鐵和下端的擺錘相連，擺錘和銜鐵之間的擺繩上依次穿有擋塊和彈簧，彈簧和銜鐵下端接觸，擺錘正下方固裝激光指示器，正對擺錘下方裝有分度盤，其上中心處安裝光電感應器。本發(fā)明采用了電磁鐵來對擺進行持續(xù)激勵，驅動方向自動嚴格沿著擺的擺動方向，減小了誤差，同時采用了光電感應裝置，大大方便了同步信號的提取，便于演示和教學。
文檔編號H02K33/00GK101038706SQ20071007200
公開日2007年9月19日 申請日期2007年4月9日 優(yōu)先權日2007年4月9日
發(fā)明者李前程, 趙彤, 陳奇, 李翼龍 申請人:哈爾濱工業(yè)大學