本發(fā)明涉及一種共振模擬器，尤其涉及一種能夠直觀展示頻率、質(zhì)量、其對應(yīng)周期對地震或建筑的影響的共振模擬體驗臺。

背景技術(shù)：

共振是十分普遍的自然現(xiàn)象，幾乎在物理學(xué)的各個分支學(xué)科和許多交叉學(xué)科中以及工程技術(shù)的各個領(lǐng)域中都可以觀察到它，都要應(yīng)用到它。例如橋梁、碼頭等各種建筑，飛機、汽車、輪船、發(fā)動機等機器設(shè)備的設(shè)計、制造、安裝中，為使建筑結(jié)構(gòu)安全工作和機器能正常運轉(zhuǎn)，都必需考慮到防止共振問題。而有許多儀器和裝置要利用共振原理來制造。機械共振應(yīng)用的典型例子是地震儀，它不僅是地震記錄和研究地震預(yù)報的基本手段，也是研究地球物理的重要工具。

共振引發(fā)地震的因素主要有自然和人為地震兩類：自然地震有構(gòu)造地震，地面空洞塌陷，火山噴發(fā)，天體墜落，山崩等。人為地震有大能量人為爆炸，水庫建設(shè)，油井開采等引發(fā)的地質(zhì)應(yīng)力變化和重新分布。地震共振 ：地震波的反射和折射有時可使地震能量匯集于一地質(zhì)構(gòu)造中，如沖積河谷，因為那里在近地表處有較軟巖石或土壤。其效應(yīng)與在一個屋子里面聲波能被墻多次反射形成回音匯集能量一樣。在地震時，P波和S波從遠(yuǎn)處傳來，折射入谷地，它們的速度在剛性小的巖石中減低，它們在谷底下傳播直到接近谷邊緣時，部分能量折射回到盆地中。這樣，波開始往復(fù)傳播，類似池塘中的水波。不同的P波和S波交織，回轉(zhuǎn)的波峰疊加在射入的波峰上，引起幅度的變化。這時每一疊加波的相位是關(guān)鍵，因為當(dāng)交切的波位相相同時能量會加強。通過這種“正干涉”，地震能量在某些頻率波段匯集起來。如果沒有波的幾何擴(kuò)散和摩擦耗散，即振動的巖石和土壤使一些波能轉(zhuǎn)化為熱，波的干涉造成的振幅增長真可能造成災(zāi)難性的后果。建筑共振：因為大隊人齊步走時，產(chǎn)生的一種頻率正好與大橋的固有頻率一致，使橋的振動加強，當(dāng)它的振幅達(dá)到最大限度直至超過橋梁的抗壓力時，橋就斷裂了。

共振雖然是一個在自然界中經(jīng)常發(fā)生的普遍現(xiàn)象，但是由于其自身的物理性質(zhì)使得普通市民很難觀察、了解、掌握到其現(xiàn)象和原理，對共振的危害與防范的宣傳達(dá)不到通俗易懂的效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有對共振現(xiàn)象無法讓普通市民直觀的觀察、了解、掌握的問題，提供一種能夠讓參觀者正確的觀察、了解的共振模擬器體驗臺。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種共振模擬體驗臺，包括臺架和開關(guān)操作界面，所述臺架上設(shè)有固定互動結(jié)構(gòu)裝置，所述固定互動結(jié)構(gòu)裝置包括上層面板和下層底板，所述上層面板的底部固接有固定圓桿，所述下層底板上固接有固定導(dǎo)套，所述固定導(dǎo)套貫穿下層底板，所述固定圓桿和固定導(dǎo)套間連接有彈簧，所述彈簧套接于固定圓桿和固定導(dǎo)套的外側(cè)；所述上層面板的頂部固接有至少2根圓桿，所述圓桿上設(shè)有鋼球，所述上層面板的底部中間固接有振動底座，所述振動底座上固接有振動電機。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述圓桿上的鋼球的數(shù)量不一，最少為1個。

作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述鋼球的質(zhì)量和大小各不相同。

作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述固定圓桿位于上層面板的四角，所述固定導(dǎo)套位于下層底板的四角，二者相適配。

本發(fā)明采用的有益效果是：本發(fā)明的共振模擬體驗臺在震動過程中產(chǎn)生頻率，通過鋼球反映質(zhì)量影響其加速度作用，從而可以體驗到地震發(fā)生時地面無規(guī)律的上下顛簸，從而能讓人感受真實的地震發(fā)生頻率，讓觀眾更好的認(rèn)識了解地震，增強人們防災(zāi)減災(zāi)意識。

附圖說明

圖1為本發(fā)明示意圖。

圖2為本發(fā)明側(cè)視圖。

圖中所示：1 上層面板，2 下層底板，3 振動電機，4 固定導(dǎo)套，5 固定圓桿，6 彈簧，7 圓桿，8 鋼球。

具體實施方式

下面結(jié)合圖1和圖2，對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。

如圖所示，一種共振模擬體驗臺，包括臺架和開關(guān)操作界面，所述臺架上設(shè)有固定互動結(jié)構(gòu)裝置，所述固定互動結(jié)構(gòu)裝置包括上層面板1和下層底板2，所述上層面板1的底部固接有固定圓桿5，所述下層底板2上固接有固定導(dǎo)套4，所述固定導(dǎo)套4貫穿下層底板2，所述固定圓桿5和固定導(dǎo)套4間連接有彈簧6，所述彈簧6套接于固定圓桿5和固定導(dǎo)套4的外側(cè)；所述上層面板1的頂部固接有至少2根圓桿7，所述圓桿7上設(shè)有鋼球8，所述上層面板1的底部中間固接有振動底座，所述振動底座上固接有振動電機3。

為直觀的體現(xiàn)整個共振帶來的影響，更直觀的進(jìn)行對比，圓桿7上的鋼球8的數(shù)量不一，最少為1個。同時為了體現(xiàn)質(zhì)量、硬度、外形等因素對物體帶來的各種不同程度的影響，所述鋼球的質(zhì)量、大小等各不相同。

共振模擬體驗臺的振動是由振動電機提供的，為了更好的傳導(dǎo)振動以及體現(xiàn)共振的影響，所述固定圓桿5位于上層面板1的四角，所述固定導(dǎo)套4位于下層底板2的四角，二者相適配。

通過開關(guān)操作界面啟動振動電機，震動過程中產(chǎn)生頻率，鋼球反映質(zhì)量影響其加速度。同樣外形時，硬度高的頻率高，質(zhì)量大的頻率低。共振模擬體驗臺質(zhì)量分布，內(nèi)部的彈性以及其他的力學(xué)性質(zhì)決定。當(dāng)其發(fā)生形變時，彈力使其恢復(fù)。彈力主要與尺寸和硬度有關(guān)，質(zhì)量影響其加速度。同樣外形時，硬度高的頻率高，質(zhì)量大的頻率低。 一個系統(tǒng)的質(zhì)量分布，內(nèi)部的彈性以及其他的力學(xué)性質(zhì)決定，從共振模擬體驗臺的上下顛簸運動等直觀體現(xiàn)。

振動電機共設(shè)置有三個頻率，通過開關(guān)操作界面上的按鈕控制，當(dāng)選擇了某種頻率后，共振模擬體驗臺會自動模擬地震的頻率，通過參觀者親身體驗的方式，更進(jìn)一步了解和認(rèn)識地震。

采用上述技術(shù)方案，共振模擬體驗臺在振動電機的作用下，可以直觀的體驗到地震發(fā)生時地面震動的頻率，物體如同量子無規(guī)律的上下顛簸，從而真實的感受共振發(fā)生的過程，并在此時液晶顯互動界面會有相應(yīng)的解說建筑或地震知識介紹，這樣能讓體驗者更清晰的認(rèn)識了解地震，增強人們防災(zāi)減災(zāi)意識。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉，本發(fā)明的保護(hù)方案不僅限于上述的實施例，還可以在上述實施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種排列組合與變換，在不違背本發(fā)明精神的前提下，對本發(fā)明進(jìn)行的各種變換均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。