[实用新型]多功能旋转圆盘式耦合摆实验仪

说明书

本实用新型公开了多功能旋转圆盘式耦合摆实验仪，包括机架、导轨、上横梁、步进电机、上角编码器、上角编码器固定架、上涡卷弹簧、上旋转圆盘、下旋转圆盘、下涡卷弹簧、下横梁和下角编码器，上涡卷弹簧的内连接端与上夹杆轴相连接，上涡卷弹簧的外连接端与上夹杆相连接，下涡卷弹簧的内连接端与下夹杆轴相连接，下涡卷弹簧的外连接端与下夹杆相连接。本实用新型具有以下有益效果：在液体耦合方面，本实用新型具有显著的优势，适用于透明和不透明液体，简单易操作且更节省液体用量，两个圆盘间距容易调整，也容易拆下，方便清洗，通过电脑程序处理，数据实时显示；在磁铁耦合方面，仪器无需进行复杂调整，磁铁固定好即可使用。

技术领域

本实用新型属于实验仪器技术领域，具体涉及多功能旋转圆盘式耦合摆实验仪。

背景技术

自从惠更斯发现挂钟的同步现象以来，研究各种耦合振动形式并构建各种耦合摆，就成为经典力学中一个长久的研究热点。以往的耦合运动研究中，耦合方式一般采用弹簧耦合，近年来也有采用磁铁耦合形式的耦合摆，这产生了有意思的实验现象，磁铁耦合还有很多工作需要研究。同时需要强调的是，目前未见采用液体实现耦合运动的报道。根据以上研究现状，本文提出了多功能旋转圆盘式耦合摆实验仪，可用来研究以弹簧耦合、液体耦合、磁铁耦合等不同耦合方式构成的二自由度耦合振动系统的耦合特性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供多功能旋转圆盘式耦合摆实验仪，以解决上述背景技术中所提出的以弹簧耦合、液体耦合、磁铁耦合等不同耦合方式构成的二自由度耦合振动系统的耦合特性。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：多功能旋转圆盘式耦合摆实验仪，其结构要点在于：包括机架、导轨、上横梁、步进电机、上角编码器、上角编码器固定架、上涡卷弹簧、上旋转圆盘、下旋转圆盘、下涡卷弹簧、下横梁和下角编码器，机架上设有平行设置的两个导轨，上横梁和下横梁均设于两个导轨之间，其中上横梁平行设置于下横梁的上方，且上横梁和下横梁的两端均设有可以沿着导轨移动的可滑动固定块，步进电机固定在上横梁的上方，且步进电机的驱动轴通过摆杆连接有上夹杆，上角编码器固定架平行设置于上横梁的下方，且上角编码器固定架的一端安装有上角编码器，另一端通过铝方管一和铝方管二与上横梁的一端相连接，上旋转圆盘设于上角编码器的正下方，其中上旋转圆盘和上角编码器之间设有上夹杆轴，且上夹杆轴的一端通过联轴器三与上角编码器的输出轴相连接，另一端通过上法兰与上旋转圆盘的顶部中心处相连接，上涡卷弹簧的内连接端与上夹杆轴相连接，上涡卷弹簧的外连接端与上夹杆相连接，下旋转圆盘平行设置于上旋转圆盘的正下方，下角编码器安装在下横梁的下方，其中下角编码器和下旋转圆盘之间设有下夹杆轴，且下夹杆轴的一端通过下法兰与下旋转圆盘的底部中心处相连接，另一端通过联轴器四与下角编码器的输出轴相连接，下夹杆轴的一侧平行设置有与下横梁相连接的下夹杆，且下涡卷弹簧的内连接端与下夹杆轴相连接，下涡卷弹簧的外连接端与下夹杆相连接。

作为优选的，机架包括底座、固定螺杆和支架，底座为两个，且两个底座之间连接有两个平行设置的固定螺杆，两个底座上相对应的位置均设有垂直连接有支架，且支架的内侧固定有导轨。

作为优选的，上横梁和下横梁的两端均通过螺钉和角码与可滑动固定块相连接。

作为优选的，步进电机、上角编码器、上旋转圆盘、下旋转圆盘和下角编码器均同轴设置。

作为优选的，步进电机通过螺钉固定在上横梁的上方，上角编码器通过螺钉固定在上角编码器固定架的上方，下角编码器通过螺钉固定在下横梁的下方。

作为优选的，摆杆呈“「”形结构，其中摆杆的顶端通过联轴器一与步进电机的驱动轴相连接，摆杆的底端通过联轴器二与上夹杆同轴固定，且上夹杆的另一端通过金属轴套一和金属轴套二与上涡卷弹簧的外连接端夹紧固定。

作为优选的，铝方管一和铝方管二均通过螺钉垂直固定在上横梁和上角编码器固定架之间。