[实用新型]一种模拟单摆运动的交互装置

说明书

本实用新型公开了一种模拟单摆运动的交互装置，包括支撑架和固定于支撑架上的平台，平台上设置有至少一个摆杆，每个摆杆一侧设置有用于驱动摆杆转动的驱动机构，驱动机构固定设置于平台上，摆杆的摆动端设置有显示器，所述驱动机构包括伺服电机、与伺服电机输出端连接的第一齿轮，第一齿轮套接有转动轴，摆杆上开设有贯穿孔，转动轴穿过贯穿孔通过轴承座固定于平台上，转动轴作为摆杆转动的支点；各个摆杆在转动过程中由于位置交叉而出现的视觉较差，便于每个摆杆上的显示器内容在交叉位置处实现同步互动。

技术领域

本实用新型涉及模拟单摆运动技术领域，尤其涉及一种模拟单摆运动的交互装置。

背景技术

目前多数大型单摆机械互动装置的执行机构多为电机驱动。但是在实际运行过程中由于电机的与摆臂之间的连接及电机的运动控制方式等问题，使得单摆运动过程中出现抖动不流畅现象、多个单摆之间速度控制不同步以及与媒体视频画面之间的互动不同步。本次所研究的模拟单摆运动的交互装置，解决了模拟装置的运行抖动不流畅问题，多个单摆之间不同步问题以及多个单摆运动状态与媒体视频播放之间不同步的问题

目前，在学习单摆运动、弹簧振子的简谐运动的过程中，缺乏相应的演示用教具，尤其是对于单摆运动，学生往往无法直观的理解其水平方向上做简谐运动，从而使得教学不理想，现有科技馆中用于演示单摆运动的装置往往是是单一的摆杆进行人工驱动摆动，摆动演示效果不理想。

实用新型内容

基于背景技术存在的技术问题，本实用新型提出了一种模拟单摆运动的交互装置，能直观显示摆杆的摆动，提高了摆杆的演示效果。

本实用新型提出的一种模拟单摆运动的交互装置，包括支撑架和固定于支撑架上的平台，平台上设置有至少一个摆杆，每个摆杆一侧设置有用于驱动摆杆转动的驱动机构，驱动机构固定设置于平台上，摆杆的摆动端设置有显示器。

进一步地，所述驱动机构包括伺服电机、与伺服电机输出端连接的第一齿轮，第一齿轮套接有转动轴，摆杆上开设有贯穿孔，转动轴穿过贯穿孔通过轴承座固定于平台上，转动轴作为摆杆转动的支点。

进一步地，所述驱动机构还包括与伺服电机输出端连接的减速机、与减速机输出端连接的第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮合。

进一步地，所述驱动机构还包括设置于平台上的安装座，伺服电机、减速机均设置于安装座上。

进一步地，同一摆杆包括两个摆动端，每个摆动端均连接有显示器。

进一步地，当同一摆动端连接两个显示器时，两个显示器之间连接有连接杆。

进一步地，多个摆杆之间间隔、平行设置，多个摆杆的支点在同一水平面上。

进一步地，支撑架上还设置有控制箱，控制箱中设置有差分信号转换器、板卡和用于控制伺服电机转动的伺服驱动器，伺服驱动器通过差分信号转换器与板卡进行信号交换。

本实用新型提供的一种模拟单摆运动的交互装置的优点在于：本实用新型结构中提供的一种模拟单摆运动的交互装置，各个摆杆在转动过程中由于位置交叉而出现的视觉较差，便于每个摆杆上的显示器内容在交叉位置处实现同步互动，因此通过在每个显示器上显示衔接的流畅图像，在视觉上可以实现3D的流畅显示；第二齿轮与第一齿轮之间的啮合传动，使得伺服电机的输出能稳定传递到摆杆上，使得摆杆能稳定转动。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为摆杆与显示器的结构示意图；

图4为驱动机构与摆杆的结构示意图；

图5为伺服驱动器与差分信号转换器之间的连接关系图；