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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号CN1716341A
(43)申请公布日2006.01.04
(21)申请号CN200510016935.X
(22)申请日2005.06.24
(71)申请人东北师范大学
地址130024吉林省长春市人民大街5268号
(72)发明人陈丽宏夏彬张铁民
(74)专利代理机构长春市东师专利事务所
代理人刘延军
(51)Int.CI
G09B23/10
权利要求说明书说明书幅图
(54)发明名称
一种水平往复运动的倒摆动力学特
性演示实验仪
(57)摘要
一种水平往复运动的倒摆动力学特
性演示实验仪本发明属物理演示实验仪
器。涉及一种倒摆动力学特性演示实验
仪。本发明受驱振动的演示实验仪主要直
观地演示在变频电机驱动下的倒摆振子的
摆动角度特性的时域图。将倒摆置于水平
往复运动的小车平台上;小车一端有一刚
性曲柄连杆与变频电机相连,通过电机转
动产生周期性外力驱动系统,使它在光滑
水平面上沿水平方向作往复直线运动,即
构成一个简单的受迫振动系统。本仪器结
构简单,演示混沌原理,效果良好。演示
倒摆的非线性动力学特性,可以时时读取
摆球的摆动角度,能够直观地从一个真实
的物理系统(或其它系统)中观察到混沌运
动的存在。
法律状态
法律状态公告日法律状态信息法律状态
权利要求说明书
1、一种水平往复运动的倒摆动力学特性演示实验仪,其特征是包括力学系统和测
量系统,力学系统的结构:用小车的平板(4)下安装四个有套管的立柱(13),底板
(12)上有六个立柱(16)均匀地固定两平行滑杆即滑道(17),小车平板(4)通过四个套
管固定(13)在底板(12)上的两水平滑杆(17)上,套管上有油槽,小车(4)一端用一刚
性曲柄连杆(5)与变频电机(6)相连,电机(6)以一定圆频率使驱动轮盘(11)转动,通
过曲柄连杆(5)使小车(4)在水平光滑杆(17)上沿固定轨道做直线往复运动,即构成一
个简单的受迫振动系统;
测量系统的结构:主要有可控制箱(8);变频电机(6);摆杆(2)和旋转编器(20),用
U型有机玻璃(19)将弹簧(3)和摆杆(2)固定在平板小车(4)上,弹簧(3)的一端固定在
摆杆(2)上距中心轴(15)O点为A处,另一端固定在可调节的旋钮(14)上,通过旋钮
(14)可改变摆杆(2)的初始位置,摆杆(2)一端固定在中心轴(15)的中心点O处,另一
端按装摆球(1),在中间可分成两段,用约1cm长的金属套管以螺旋结构衔接固定,
上半段可更换不同长度,以达到改变摆长的作用,在平板上,摆后垂直固定具有角
度刻度的有机玻璃板(18)。
2、按权利要求1的一种水平往复运动的倒摆动力学特性演示实验仪,其特征是利
用旋转编码器(20)接收元件采集数据,后通过数据线(10)送到控制箱(8),再由控制
箱通过RS-232接口(9)与PC计算机相连。
说明书
技术领域:
本发明专利属物理演示实验仪器.涉及一种倒摆动力学特性演示实验仪.
背景技术:
近年来,许多面向二十一世纪的大学物理教材中均把非线性理论纳入其中.许多院
校的教师讲授这部分内容,通常采用计算机辅助手段展示系统运动的图象.缺少专
业实验演示仪.作为教学内容改革的重点之一,需要设计一个简单的能呈现混沌运
动现象的演示装置.
发明内容:
本发明专利的目的是提供一种周期性外力受驱动的水平往复运动的倒摆动力学特性
演示实验仪演示倒摆的非线性动力学特性,从而揭示了此系统的倍周期分岔现象的
运动特性.让大学本科生了解和认识什么是混沌及其特征等基本概念和理论.
本发明受驱振动的演示实验仪主要直观地演示在变频电机驱动下的倒摆振子的摆动
角度特性的时域图.即将倒摆置于水平往复运动的小车平台上
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