[实用新型]一种模拟静电场测绘用探针的驱动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及模拟静电场测绘技术领域，具体涉及模拟静电场测绘中使用的探针，特别是探针的驱动装置。

背景技术

由于直接描绘静电场存在困难，而稳恒电流场的分布和静电场的分布可以用相同的数学公式来表达，所以通常用稳恒电流场来模拟静电场，通过测量电极之间的电位来测绘各种电场的等势线，进而分析静电场的分布情况。因此，模拟静电场测绘是国内外高等院校普遍开设的物理实验。

在模拟静电场测绘中，影响测绘精确度的主要原因包括：测量电位线的数量和确定电场中测绘点位置的精度。

目前的模拟静电场测绘的实验装置都为人工驱动探针的实验装置，如图4所示，实验装置包括导电纸18、电极17、探针16、记录纸19、与探针联动的记录笔20、电压表21等；电极压在导电纸上，探针与电压表连接，记录纸放置在记录笔的下方。测绘时，向电极上加载稳恒电压，人工驱动探针在两电极之间的导电纸上滑动，以测量电极之间的导电纸上的各点上的电位，记录笔在记录纸记录测量各点的位置。

人工驱动探针的实验装置存在以下缺陷：1、人工驱动探针在导电纸上滑动，无法实现大密度的电位测量，测量电位线的数量少；2、确定探针在电场中位置的精度差；3、控制探针处于电场中某点位置的精度差。因此，现有的人工驱动探针实验装置测绘精确度差。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种模拟静电场测绘用探针的驱动装置，该驱动装置能精确地为探针定位，为实现大密度的电位测量创造条件。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种模拟静电场测绘用探针的驱动装置，它包括底座，底座上设有X轴向导向轨、Y轴向导向轨、在X轴向导向轨上运行的X轴平台、在Y轴向导向轨上运行的Y轴平台；X轴平台上设有用于驱动X轴平台在X轴向导向轨上运行的X轴步进电机，Y轴平台上设有用于驱动Y轴平台在Y轴向导向轨上运行的Y轴步进电机；

X轴向导向轨、Y轴向导向轨的两端分别设有支撑，X轴向导向轨两端的支撑与底座固定连接；Y轴向导向轨一端的支撑与X轴平台连接；

X轴步进电机通过传动绳和绳轮驱动X轴平台，绳轮设置在X轴步进电机的输出轴上，传动绳缠绕绳轮至少一周，传动绳的两端与X轴向导向轨两端的支撑张紧连接；

Y轴步进电机通过传动绳和绳轮驱动Y轴平台，绳轮设置在Y轴步进电机的输出轴上，传动绳缠绕绳轮至少一周，传动绳的两端与Y轴向导向轨两端的支撑张紧连接；

探针设置在Y轴平台上。

上述方案中，Y轴向导向轨的另一端的支撑下部设有轮子，轮子在底座上滚动。

上述方案中，X轴向导向轨为矩形轴拉杆，X轴向导向轨上、下分别设有两对中部具有限位凹槽的X轴导向轮，X轴导向轮的轴与X轴平台连接。

上述方案中，Y轴向导向轨包括两根圆形轴拉杆、两根矩形轴拉杆，矩形轴拉杆位于圆形轴拉杆的上方；

Y轴平台位于矩形轴拉杆的上方；Y轴平台的下部设有轮子，轮子在矩形轴拉杆上滚动；

Y轴平台的下方固定设有平板，平板位于圆形轴拉杆的下方；

两根圆形轴拉杆之间设有两对在两根圆形轴拉杆上滚动的Y轴导向轮，Y轴导向轮具有半弧面限位槽；Y轴导向轮的轴与平板连接。

用本实用新型驱动装置驱动探针与现有的人工驱动探针相比，具有以下优点：

1、本实用新型驱动装置驱动探针在导电纸上滑动，其控制精度高(可达0.1mm/步)，完全能实现大密度的电位测量，测量电位线的数量可大大增加；

2、可通过单片机控制步进电机，可精确设定探针需到达的位置；

3、探针处于电场中某点位置坐标也可精确地由单片机自动检测出来；

4、可通过单片机上进行设定，以控制探针在导电纸上自动扫描滑动。

5、步进电机通过传动绳和绳轮驱动平台，精度高，结构简单，成本低。

6、X轴导向轮采用中部凹槽限位，Y轴导向轮采用半弧面槽限位，提高了驱动装置的稳定性。

附图说明

图1、2、3为本实用新型实施例的结构示意图

图4为现有模拟静电场测绘实验装置的结构示意图

具体实施方式

如图1所示的本实用新型实施例，它包括底座9，底座9上设有X轴向导向轨1、Y轴向导向轨5、在X轴向导向轨1上运行的X轴平台2、在Y轴向导向轨5上运行的Y轴平台6；X轴平台2上设有用于驱动X轴平台2在X轴向导向轨1上运行的X轴步进电机3，Y轴平台6上设有用于驱动Y轴平台6在Y轴向导向轨5上运行的Y轴步进电机4。