本发明专利技术涉及实验仪器。一种弹簧振子装置，包括振子块和使振子块产生振动的振子弹簧，还包括水平设置的导轨，所述导轨同所述振子块之间设有将振子块悬浮在导轨上的悬浮机构，所述振子弹簧同所述导轨相平行。本发明专利技术提供了一种振动情况同理论较接近的弹簧振子装置，解决了现有的弹簧振子不能真实反馈出弹簧振子的理论振动情况、导致实验性差的问题。???
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及实验仪器，尤其涉及一种弹簧振子装置。
技术介绍
在中学物理教学中，以弹簧振子作模型，描绘出弹簧振子的振动曲线，根据振动曲线来研究简谐振动的规律、演示弹簧振子运动现象和验证其周期公式等。在中国专利号为ZL2007203(^6865、申请日为2007年12月M日、名称为“弹簧振子演示仪”的专利文献中公开了一种可描绘出弹簧振子振动曲线的实验仪器，该仪器包括支架、设置在支架上的弹簧振子与显示板，该弹簧振子为磁性振子，显示板为磁粉显示板。 使用时，弹簧振子上下振动，显示板沿水平方向前行，通过振子对显示板上的磁粉的吸引作用使磁粉粘附在显示板上显示出弹簧振子的振动曲线。该专利由于弹簧振子是以竖直方向进行振动的，受弹簧振子所受重力的影响，所描绘出的曲线只能粗象地反馈出弹簧振子的振动情况，同理论曲线之间的偏差会比较大， 因此用该种弹簧振子进行实验时，不能推导出和验证相关的物理规律和公式，也即该种弹簧振子的实验性差。
技术实现思路
本专利技术提供了一种振动情况同理论较接近的弹簧振子装置，解决了现有的弹簧振子不能真实反馈出弹簧振子的理论振动情况、导致实验性差的问题。以上技术问题是通过下列技术方案解决的一种弹簧振子装置，包括振子块和使振子块产生振动的振子弹簧，还包括水平设置的导轨，所述导轨同所述振子块之间设有将振子块悬浮在导轨上的悬浮机构，所述振子弹簧同所述导轨相平行。使用时，振子弹簧驱动振子块沿轨道的轴向作水平方向的振动，重力同振子块所受的弹簧的弹力的方向垂直、因此振子块所受的重力不会影响振子块的振动，影响振子振动的力为振子块同导轨之间的摩擦力，故通过设计悬浮机构，使悬浮机构对振子块的浮力等于振子块的所受的重力，此时振子块作用于导轨的正压力(用N表示)为零，根据摩擦力公式F (摩擦力)=NXK (摩擦系数) 可知摩擦力也为零，故弹簧振子所作的振动更接近于理论状态。作为优选，所述振子块位于所述导轨的上方，所述悬浮机构包括设置在所述导轨内部的气腔、若干设置在所述振子块所在侧的所述导轨上的气孔和给气腔供气的气泵，所述气孔同所述气腔相连通。使用时气源中的气体输送到气腔，然后经气孔喷出，喷出的气流将振子块从导轨上浮起。作为优选，本专利技术包括控制装置和安装导轨的机架，所述机架设有至少三只支撑脚，所述支撑脚中至少有两只为升降脚，所述升降脚包括穿设在所述机架上的支撑杆、驱动支撑杆伸缩的偏心轮和驱动偏心轮转动的伺服马达，所述伺服马达通过所述控制装置进行控制。使用时通过升降脚来将导轨调整到水平状态，使本专利技术放置在不水平的实验台上时也能够方便地使导轨保持水平，弹簧振子的振动状态同理论状态的一致性好。调整方法为上方伺服马达驱动偏心轮转动，偏心轮使得支撑杆相对于机架伸缩，机架的该侧高度位置产生改变。作为优选，所述支撑杆的中心线和所述偏心轮的转轴的中心线位于同一平面上。 此种设计，能使支撑杆受到机架及其上的部件的重力的下压时，还能自动保持在对应的位置不变，故不需设计其它锁紧结构来保持支撑杆的位置不变，结构简单。当然不这样设计， 而将伺服马达设计为具有自锁功能的马达，同样能达到该效果。作为优选，本专利技术包括两个交叉设置的水平检测管，所述水平检测管包括透明的管体和内置于管体的可在管体内滚动的滚动体，所述管体与垂直于由所述振子块的质心同所述导轨所在的直线所确定的平面的平面相平行。根据滚动体在管体内的位置来判断导轨是否水平。能直观地准确地判断出导轨是否水平。作为另一优选，本专利技术包括两根交叉设置的水平检测管，所述水平检测管包括管体、内置于管体的可在管体内滚动的滚动体和两个设置在管体的两端的同滚动体相配套的检测开关，所述管体与垂直于由所述振子块的质心同所述导轨所在的直线所确定的平面的平面相平行，所述检测开关同所述控制装置电连接。当振子块所受的重力方向不与垂直于由所述振子块的质心同所述导轨所在的直线所确定的平面的平面相垂直时，则振子块所受的浮力不能齐全抵消重力，振子块同轨道之间会有摩擦力，对振子块的振动的会造成影响， 此时相应的管体内的滚动体会滚向其较低的一端并触碰到对应的检测开关，检测开关将该信息给控制装置，控制装置根据此信息通过对应的伺服马达调整对应支撑杆、使机架的对应侧的高度产生改变到合符要求也即水平为止。根据三点确定一个平面的原理，两根管体交叉设置即不不行时，当两根管体都水平时，则与两根管体都平行的平面一定为水平面。作为优选，所述检测开关为压力开关。当滚动体触碰到压力开关时，滚动体的重量会对压力开关产生压力，也即压力开关感知到滚动体到达了压力开关所在的管体端。检测开关用机械式开合式的开关或其他传感器都可以。作为优选，所述支撑脚有三只，所述三只支撑脚中有两只为所述升降脚，所述三只支撑脚呈三角形分布，由所述三只支撑脚所确定的三角形的一条边同所述两根水平检测管中的一根相平行。先调整能使同三只支撑脚所确定的三角形的一条边相平行的那根管体保持水平的升降脚，使该管体水平后再调整另一根管体到水平。作为优选，所述两只升降脚只有一只位于由所述三只支撑脚所确定的三角形的同所述水平检测管相平行的那条边上。最多只需启动两次伺服马达即能调整到振子块的水平符合要求，调整快速方便，马达启动次数少，节能。本专利技术具有下述优点，由于振子块为水平方向振动，且设计悬浮装置使振子块悬浮在导轨上，因此弹簧振子的振动情况与理论状态更加接近，实验性强；在优选方案中，设计相关的结构能确保本专利技术无论放置在水平与否的工作台上，都能调整甚至自动调整到导轨水平且由振子块的质心和导轨所在的直线所确定的平面保持在竖直状态，因此本专利技术无论在怎样的工作台上都能使弹簧振子的振动情况与理论状态接近，适应性好。附图说明图1为本专利技术实施例一的立体结构示意图。图2为图1的B— B截面示意图。图3为图1的A—A截面示意图。图4为本专利技术实施例二的立体机构示意图。图5为本专利技术实施例三的立体机构示意图。图6为实施例三的电路框图。图中机架1，挡板11，左支撑耳朵12，右支撑耳朵13，支撑脚2，左前支撑脚21， 左后支撑脚22，左后支撑杆221，左偏心轮222，左伺服马达223，左偏心轮的转轴224，右支撑脚23，右支撑杆231，右偏心轮232，右伺服马达233，右偏心轮的转轴234，三角形C，三角形的左边Cl，挡板11，水平检测管3，第一水平检测管31，第一管体311，第一滚动体312，前检测开关313，后检测开关314，第二水平检测管32，第二管体321，第二滚动体322，左检测开关323，右检测开关324，导轨4，振子块5，沟槽51，振子弹簧6，悬浮机构7，气泵71，气孔 72，气腔73，出气管74，控制装置8。具体实施例方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例一，参见图1，一种弹簧振子装置，包括机架1、导轨4、振子块5和振子弹簧 6。轨道4水平设置在机架1上。振子块5位于轨道4的上方。振子弹簧6的右端同振子块5固接在一起，振子弹簧6的左端同机架1上的挡板 11固定在一起。振子弹簧6同导轨4相平行。机架1上还设有气泵71。参见图2，轨道4的横截面为三角形。轨道4为管状结构。振子块5所在侧的轨道 4的表面上设有多个气孔72。振子块5的下侧面上设有倒置的“V”形沟槽51。沟槽51正对轨道4。参见图3，轨道4的内本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵齐浩，汪仁华，
申请(专利权)人：浙江向阳花教学器材有限公司，
类型：发明
国别省市：
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