專利名稱：地動(dòng)儀模擬演示儀及其控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地動(dòng)儀，尤其涉及一種用于演示地動(dòng)儀檢測(cè)地震過程的地震儀模擬演示儀及其控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
候風(fēng)地動(dòng)儀是我國(guó)東漢科學(xué)家張衡發(fā)明的世界第一架監(jiān)測(cè)地震的儀器。當(dāng)某個(gè)地方發(fā)生地震時(shí)，發(fā)生地震方向的龍口就會(huì)吐出銅球，落到下面銅蟾蜍的嘴里，人們就可以知道地震發(fā)生的方向。在目前的一些地震展館里，地動(dòng)儀一般作為靜態(tài)展示或者由工作人員采用簡(jiǎn)單的方式進(jìn)行演示，觀眾無法參與體驗(yàn)地動(dòng)儀監(jiān)測(cè)地震的過程，大大降低了觀眾的參觀興趣和對(duì)展品的了解，為此專利CN200720192584.2中公開了一種地震儀模擬演示儀，它包括筒體、雕龍、小球、蟾蜍、底座、連桿和踏板下端與所述踏板相連，踩下踏板后，連桿隨之動(dòng)作，此時(shí)小球從雕龍的口中落入蟾蜍口內(nèi)，完成整個(gè)演示過程。然而這種地震儀模擬演示儀由于其工作原理是通過踏板聯(lián)動(dòng)控制連桿動(dòng)作，對(duì)觀看者而言，該工作過程與地震儀的工作原理相差博遠(yuǎn)，不能起到實(shí)際的通過檢測(cè)振動(dòng)而控制相應(yīng)方向小球掉落的整個(gè)過程。因此，需要一種可演示地震儀的工作過程和工作原理的地震儀模擬演示儀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種地動(dòng)儀模擬演示儀控制系統(tǒng)，該地動(dòng)儀模擬演示儀控制系統(tǒng)可控制地震儀模擬演示儀依據(jù)震動(dòng)信號(hào)演示整個(gè)地震監(jiān)測(cè)過程，演示直觀、準(zhǔn)確，使得觀看者全面了解地震儀的檢測(cè)原理和過程。本發(fā)明的另一目的是提供一種地動(dòng)儀模擬演示儀，該地動(dòng)儀模擬演示儀可依據(jù)震動(dòng)信號(hào)演示整個(gè)地震監(jiān)測(cè)過程，演示直觀、準(zhǔn)確，使得觀看者全面了解地震儀的檢測(cè)原理和過程。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種地動(dòng)儀模擬演示儀控制系統(tǒng)，包括振動(dòng)檢測(cè)電路、電動(dòng)推桿和控制器，所述振動(dòng)檢測(cè)電路包括振動(dòng)傳感器，用于采集預(yù)定范圍內(nèi)踩踏引起的震動(dòng)信號(hào)；電動(dòng)推桿用于推動(dòng)地動(dòng)儀模擬演示儀內(nèi)的小球；控制器包括控制模塊，所述控制模塊依據(jù)所述震動(dòng)信號(hào)控制所述電動(dòng)推桿動(dòng)作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明地動(dòng)儀模擬演示儀控制系統(tǒng)可通過振動(dòng)傳感器檢測(cè)到的震動(dòng)信號(hào)控制相應(yīng)的電動(dòng)推桿動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)依據(jù)震動(dòng)信號(hào)演示整個(gè)地震監(jiān)測(cè)過程，演示直觀、準(zhǔn)確，使得觀看者全面了解地震儀的檢測(cè)原理和過程。另一方面，本發(fā)明通過電動(dòng)推桿控制小球的動(dòng)作，相對(duì)于傳統(tǒng)的連桿，這種電動(dòng)推桿可穩(wěn)定的將小球發(fā)射出去，使得小球在一定動(dòng)力作用下從龍嘴掉落至蟾蜍口內(nèi)，防止小球卡在龍嘴內(nèi)無法掉落的問題，故障率低。較佳地，所述控制模塊依據(jù)所述震動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生上升控制信號(hào)，依據(jù)所述上升控制信號(hào)控制所述電動(dòng)推桿從中位上升，直至所述電動(dòng)推桿在第一預(yù)定時(shí)間后上升至高位并產(chǎn)生下降控制信號(hào)，依據(jù)所述下降控制信號(hào)控制所述電動(dòng)推桿從高位下降，直至所述電動(dòng)推桿在第二預(yù)定時(shí)間后下降至低位并產(chǎn)生上升控制信號(hào)，依據(jù)所述上升控制信號(hào)控制所述電動(dòng)推桿從低位上升，直至所述電動(dòng)推桿在第三預(yù)定時(shí)間后上升至中位。由于電動(dòng)推桿的具體速度可控，因此本發(fā)明直接通過預(yù)設(shè)的預(yù)定時(shí)間控制電動(dòng)推桿的動(dòng)作和小球的位置，無需通過專門的檢測(cè)元件檢測(cè)驗(yàn)證電動(dòng)推桿是否到達(dá)下位、中位和高位，也無需檢測(cè)小球是否回到原位，使得整個(gè)地動(dòng)儀模擬演示儀控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。其中，第一預(yù)定時(shí)間、第二預(yù)定時(shí)間、第三預(yù)定時(shí)間均為預(yù)先設(shè)定的電動(dòng)推桿從中位到達(dá)高位、從高位到達(dá)低位和從低位到達(dá)中位的三個(gè)預(yù)先估計(jì)的時(shí)間。具體地，所述電動(dòng)推桿內(nèi)設(shè)有上限位行程開關(guān)和下限位行程開關(guān)，所述上限位行程開關(guān)安裝于所述電動(dòng)推桿的高位以使所述電動(dòng)推桿上升至高位時(shí)斷電，所述下限位行程開關(guān)安裝于所述電動(dòng)推桿低位以使所述電動(dòng)推桿下降至低位時(shí)斷電。該方案可使得電動(dòng)推桿運(yùn)行到高位或者低位時(shí)自動(dòng)停止運(yùn)行，使得因時(shí)間控制電動(dòng)推桿的行程時(shí)產(chǎn)生的誤差不會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保證了系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出球、回收球、和球回到中位準(zhǔn)備位置等一系列動(dòng)作的準(zhǔn)確無誤。另一方面，該方案也使得設(shè)置第一預(yù)定時(shí)間和第三預(yù)定時(shí)間可以稍稍大于的電動(dòng)推桿的實(shí)際的到達(dá)時(shí)間。具體地,所述控制模塊包括處理單元和驅(qū)動(dòng)單元,所述處理單元依據(jù)所述震動(dòng)信號(hào)、第一預(yù)定時(shí)間、第二預(yù)定時(shí)間和第三預(yù)定時(shí)間產(chǎn)生所述上升控制信號(hào)和下降控制信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)單元依據(jù)所述上升控制信號(hào)和下降控制信號(hào)控制所述電動(dòng)推桿動(dòng)作。更具體地，所述驅(qū)動(dòng)單元為雙路隔離直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(AQMH2403ND)，該驅(qū)動(dòng)單元采用可自動(dòng)回復(fù)的保險(xiǎn)絲作為過載保護(hù)，可在過載時(shí)自動(dòng)斷開，正常后自動(dòng)回復(fù)，故障率低，另一方面，該驅(qū)動(dòng)單元的信號(hào)輸入采用光電耦合的方式，防干擾，控制精確。具體地，所述地動(dòng)儀模擬演示儀控制系統(tǒng)還包括指示燈和指示模塊，所述控制模塊在所述電動(dòng)推桿在第三預(yù)定時(shí)間后上升至中位時(shí)發(fā)出結(jié)束信號(hào)，所述指示模塊分別依據(jù)所述震動(dòng)信號(hào)和結(jié)束信號(hào)控制所述指示燈指示工作狀態(tài)。通過指示燈可使得觀看者或者演示者了解具體的流程，便于操作。較佳地，所述控制器還包括調(diào)度模塊，所述調(diào)度模塊以一定頻率依次控制數(shù)個(gè)所述控制模塊工作。由于地·動(dòng)儀模擬演示儀需要演示四個(gè)方向或者八個(gè)方向發(fā)生振動(dòng)時(shí)小球的狀態(tài)，因此一般需要四個(gè)或者八個(gè)地動(dòng)儀模擬演示儀控制系統(tǒng)，而該方案使得所述控制器可同時(shí)建立多個(gè)控制模塊組成的任務(wù)，所述調(diào)度模塊使得所述控制器可行運(yùn)行多個(gè)任務(wù)，因此能很好完成對(duì)多個(gè)震動(dòng)信號(hào)的實(shí)時(shí)測(cè)量、處理并進(jìn)行響應(yīng)的多個(gè)實(shí)時(shí)控制，只需要一個(gè)控制器即可控制地動(dòng)儀模擬演示儀四個(gè)或者八個(gè)方向的控制模塊，因此，該方案使得地動(dòng)儀模擬演示儀中的所有地動(dòng)儀模擬演示儀控制系統(tǒng)僅需一個(gè)公用的控制器即可完成整個(gè)控制過程，無需設(shè)置多個(gè)獨(dú)立的控制器。其中，所述控制器為8051系列的微控制器，通過RTX51 Tiny多任務(wù)嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多任務(wù)并行運(yùn)行。本發(fā)明還提供了一種地動(dòng)儀模擬演示儀，包括殼體、安裝于所述殼體內(nèi)的儲(chǔ)球管、位于所述儲(chǔ)球管內(nèi)的小球和如上所述的地動(dòng)儀模擬演示儀控制系統(tǒng)，所述殼體上設(shè)有連通殼體內(nèi)部且位置相對(duì)的上開口和下開口，所述儲(chǔ)球管的出口與所述上開口相連通，入口與所述下開口相連通，所述電動(dòng)推桿安裝于所述儲(chǔ)球管內(nèi)并將所述儲(chǔ)球管內(nèi)的小球從上開口發(fā)射出去。其中，所述殼體上設(shè)有雕龍，殼體外設(shè)有蟾蜍，所述上開口位于雕龍的龍口中，下開口設(shè)于蟾蜍口中。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過檢測(cè)地動(dòng)儀模擬演示儀某一方位預(yù)定范圍內(nèi)的震動(dòng)信號(hào)控制小球從相應(yīng)的上開口掉落，實(shí)現(xiàn)依據(jù)震動(dòng)信號(hào)演示整個(gè)地震監(jiān)測(cè)過程，演示直觀、準(zhǔn)確，使得觀看者全面了解地震儀的檢測(cè)原理和過程。較佳地，所述儲(chǔ)球管分為豎直的第一部分、彎折的第二部分和傾斜的第三部分，所述第一部分包括位于第一部分后端的出球口和位于第一部分側(cè)部的進(jìn)球口，所述第二部分連通所述出球口和上開口，第三部分連通所述進(jìn)球口和下開口，所述電動(dòng)推桿安裝于所述第一部分的前端，所述控制器控制所述電動(dòng)推桿沿所述第一部分升降動(dòng)作。具體地，所述儲(chǔ)球管之第一部分的后端設(shè)有防止射出第一部分的小球回落的下卡簧，所述第二部分的后端臨近所述上開口處設(shè)有防止小球誤掉落的上卡簧。較佳地，所述地動(dòng)儀模擬演示儀還包括連通所述上開口和下開口的透明保護(hù)管。該方案確保小球從上開口掉落后會(huì)落入下開口，防止演示者或者參觀者將小球拿走使得地動(dòng)儀模擬演示儀故障。較佳地，所述振動(dòng)檢測(cè)電路安裝于所述地動(dòng)儀模擬演示儀周圍的地板下。該方案使演示者在地動(dòng)儀的某一范圍內(nèi)行走或者跺腳時(shí)，該區(qū)域?qū)?yīng)的小球會(huì)從上開口掉落至下開口中，演示過程更加形象生動(dòng)。


圖1是本發(fā)明所述地動(dòng)儀模擬演示儀的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中所述地動(dòng)儀模擬演示儀的俯視圖。圖3是圖1中所述儲(chǔ)球管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明所述地動(dòng)儀模`擬演示儀控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖5是本發(fā)明所述地動(dòng)儀模擬演示儀控制系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)框圖。圖6是圖4中所述地動(dòng)儀模擬演示儀控制系統(tǒng)的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說明。參考圖1和圖2，本發(fā)明還提供了一種地動(dòng)儀模擬演示儀100，包括殼體10、安裝于所述殼體10內(nèi)的儲(chǔ)球管20、位于所述儲(chǔ)球管20內(nèi)的小球30和地動(dòng)儀模擬演示儀控制系統(tǒng)40，所述殼體10上設(shè)有連通殼體10內(nèi)部且位置相對(duì)的上開口 11和下開口 12，所述儲(chǔ)球管20的出口與所述上開口 11相連通，入口與所述下開口 12相連通。其中，所述殼體上設(shè)有雕龍13，殼體外設(shè)有蟾蜍14，所述上開口 11位于雕龍13的龍口中，下開口 12設(shè)于蟾蜍14 口中，該地動(dòng)儀模擬演示儀100可檢測(cè)四方或者八方震動(dòng)信號(hào)。參考圖4,所述地動(dòng)儀模擬演示儀控制系統(tǒng)40,包括振動(dòng)檢測(cè)電路41、電動(dòng)推桿42和控制器43，所述振動(dòng)檢測(cè)電路41包括振動(dòng)傳感器，用于采集預(yù)定范圍內(nèi)踩踏引起的震動(dòng)信號(hào)；電動(dòng)推桿42用于推動(dòng)地動(dòng)儀模擬演示儀100內(nèi)的小球30 ;控制器43包括控制模塊431，所述控制模塊431依據(jù)所述震動(dòng)信號(hào)控制所述電動(dòng)推桿42動(dòng)作。其中，所述振動(dòng)檢測(cè)電路41安裝于所述地動(dòng)儀模擬演示儀100周圍的地板下。具體地，所述控制模塊431依據(jù)所述震動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生上升控制信號(hào)，依據(jù)所述上升控制信號(hào)控制所述電動(dòng)推桿42從中位上升，直至所述電動(dòng)推桿42在第一預(yù)定時(shí)間后上升至高位并產(chǎn)生下降控制信號(hào)，依據(jù)所述下降控制信號(hào)控制所述電動(dòng)推桿42從高位下降，直至所述電動(dòng)推桿42在第二預(yù)定時(shí)間后下降至低位并發(fā)出上升控制信號(hào)，依據(jù)所述上升控制信號(hào)控制所述電動(dòng)推桿42從低位上升，直至所述電動(dòng)推桿42在第三預(yù)定時(shí)間后上升至中位。其中，本實(shí)施例采用的電動(dòng)推桿規(guī)格為工作電壓24V，額定電流1.5A，額定推力12公斤，行程200mm，速度為45mm/s，保證了系統(tǒng)在較短時(shí)間內(nèi)完成一次地動(dòng)儀的地震監(jiān)測(cè)演示和儀器的復(fù)位。具體地，所述電動(dòng)推桿42內(nèi)設(shè)有上限位行程開關(guān)(圖中未示)和下限位行程開關(guān)(圖中未示)，所述上限位行程開關(guān)安裝于所述電動(dòng)推桿42的高位以使所述電動(dòng)推桿42上升至高位時(shí)斷電，所述下限位行程開關(guān)安裝于所述電動(dòng)推桿42低位以使所述電動(dòng)推桿42下降至低位時(shí)斷電。該方案可使得電動(dòng)推桿42運(yùn)行到高位或者低位時(shí)自動(dòng)停止運(yùn)行，使得因時(shí)間控制電動(dòng)推桿的行程時(shí)產(chǎn)生的誤差不會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保證了系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出球、回收球、和球回到中位準(zhǔn)備位置等一系列動(dòng)作的準(zhǔn)確無誤。另一方面，該方案也使得設(shè)置第一預(yù)定時(shí)間和第三預(yù)定時(shí)間可以稍稍大于的電動(dòng)推桿的實(shí)際的到達(dá)時(shí)間。參考圖4和圖5，所 述控制模塊431包括處理單元31和驅(qū)動(dòng)單元32，所述處理單元31依據(jù)所述震動(dòng)信號(hào)、第一預(yù)定時(shí)間、第二預(yù)定時(shí)間和第三預(yù)定時(shí)間產(chǎn)生所述上升控制信號(hào)和下降控制信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)單元32依據(jù)所述上升控制信號(hào)和下降控制信號(hào)控制所述電動(dòng)推桿動(dòng)作。更具體地，所述驅(qū)動(dòng)單元32為雙路隔離直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(AQMH2403ND)，該驅(qū)動(dòng)單元32采用可自動(dòng)回復(fù)的保險(xiǎn)絲作為過載保護(hù)，可在過載時(shí)自動(dòng)斷開，正常后自動(dòng)回復(fù)，故障率低，另一方面，該驅(qū)動(dòng)單元的信號(hào)輸入采用光電耦合的方式，防干擾，控制精確。參考圖5，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述控制模塊431還包括指示模塊33，所述地動(dòng)儀模擬演示儀控制系統(tǒng)40包括指示燈44，所述控制模塊431在所述電動(dòng)推桿在第三預(yù)定時(shí)間后上升至中位時(shí)發(fā)出結(jié)束信號(hào)，所述指示模塊33分別依據(jù)所述震動(dòng)信號(hào)和結(jié)束信號(hào)控制所述指示燈44指示工作狀態(tài)。其中，所述指示燈44包括停止指示燈和工作指示燈，分別指示停止踩踏(表示已經(jīng)接收到震動(dòng)信號(hào)，該方向的控制模塊處于工作狀態(tài))和可以踩踏(表示該方向的控制模塊處于空閑狀態(tài)，未接收到震動(dòng)信號(hào))。當(dāng)然，所述指示燈44也可以是彩色燈，通過燈的不同顏色指示工作狀態(tài)。較佳者，參考圖4，所述控制器43還包括調(diào)度模塊432，所述調(diào)度模塊432以一定頻率依次控制數(shù)個(gè)所述控制模塊431工作。由于地動(dòng)儀模擬演示儀100需要演示四個(gè)方向或者八個(gè)方向發(fā)生振動(dòng)時(shí)小球的狀態(tài)，因此一般需要四個(gè)或者八個(gè)地動(dòng)儀模擬演示儀控制系統(tǒng)40，而該方案使得所述控制器43可同時(shí)建立多個(gè)控制模塊431組成的任務(wù)，所述調(diào)度模塊432使得所述控制器43可行運(yùn)行多個(gè)任務(wù)，因此能很好完成對(duì)多個(gè)震動(dòng)信號(hào)的實(shí)時(shí)測(cè)量、處理并進(jìn)行響應(yīng)的多個(gè)實(shí)時(shí)控制，只需要一個(gè)控制器43即可控制地動(dòng)儀模擬演示儀100四個(gè)或者八個(gè)方向的控制模塊431，因此，該方案使得地動(dòng)儀模擬演示儀中的所有地動(dòng)儀模擬演示儀控制系統(tǒng)40僅需一個(gè)公用的控制器43即可完成整個(gè)控制過程，無需設(shè)置多個(gè)獨(dú)立的控制器。其中，所述控制器為8051系列的微控制器，通過RTX51 Tiny多任務(wù)嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多任務(wù)并行運(yùn)行。較佳地，參考圖3，所述儲(chǔ)球管20分為豎直的第一部分21、彎折的第二部分22和傾斜的第三部分23，所述第一部分21包括位于第一部分21后端的出球口和位于第一部分21側(cè)部的進(jìn)球口，所述第二部分22連通所述出球口和上開口 11，第三部分23連通所述進(jìn)球口和下開口 12，所述電動(dòng)推桿42安裝于所述第一部分21的前端，所述控制器43控制所述電動(dòng)推桿42沿所述第一部分21升降動(dòng)作。具體地，所述儲(chǔ)球管20之第一部分21的后端設(shè)有防止射出第一部分21的小球30回落的下卡簧24，所述第二部分22的后端臨近所述上開口 11處設(shè)有防止小球30誤掉落的上卡簧25。較佳者，所述上開口 11和下開口 12之間設(shè)有透明的保護(hù)管50。參考圖6，描述本發(fā)明所述地動(dòng)儀模擬演示儀100的整個(gè)演示過程和工作原理，開始工作時(shí)，地動(dòng)儀模擬演示儀控制系統(tǒng)40開始初始化步驟(A):將電動(dòng)推桿42向下推到下位，以使小球30從儲(chǔ)球管20第三部分23沿第一部分21的進(jìn)球口進(jìn)入第一部分21，再將電動(dòng)推桿42回到中位，以使小球30置于電動(dòng)推桿42上，以上完成開機(jī)初始工作；開始工作時(shí)，所述振動(dòng)檢測(cè)電路41采集震動(dòng)信號(hào)，(61)所述控制器43檢測(cè)是否有震動(dòng)信號(hào):并當(dāng)演示者在地動(dòng)儀模擬演示儀100的某一方位預(yù)定范圍內(nèi)跺腳或者踩踏時(shí),對(duì)應(yīng)的振動(dòng)檢測(cè)電路41采集到震動(dòng)信號(hào)并將其輸送至控制器43的處理單元31，控制器43接收到所述震動(dòng)信號(hào)，(62)所述指示模塊33依據(jù)所述震動(dòng)信號(hào)控制所述指示燈44的停止指示燈亮，工作指示燈滅，(63)所述控制器43依據(jù)所述震動(dòng)信號(hào)控制所述電動(dòng)推桿上升至高位以使小球30射出:所述處理單元31依據(jù)所述震動(dòng)信號(hào)發(fā)出上升控制信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)單元32控制所述電動(dòng)推桿42持續(xù)上升第一預(yù)定時(shí)間，以使所述電動(dòng)推桿42處于高位，小球30發(fā)射出去，小球30穿過所述下卡簧24進(jìn)入第二部分22，并通過上卡簧25后掉出龍口處的上開口 11，穿過透明的保護(hù)管50進(jìn)入蟾蜍口處的下開口 12，并從下開口 12落入第三部分23 ; (64)所述控制器43依據(jù)所述下降控制信號(hào)控制所述電動(dòng)推桿42下降至下位再回到中位以使小球30回收:所述控制器43在發(fā)出上升控制信號(hào)的第一預(yù)定時(shí)間后發(fā)出下降控制信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)單元32依據(jù)所述下降控制信號(hào)控制所述電動(dòng)推桿42持續(xù)下降第二預(yù)定時(shí)間，以使所述電動(dòng)推桿42下降至下位，此時(shí)小球30從儲(chǔ)球管20第三部分23沿第一部分21的進(jìn)球口進(jìn)入第一部分21，完成小球回收；(65)所述控制器43控制電動(dòng)推桿42上升至中位:所述控制器43在第二預(yù)定時(shí)間后發(fā)出上升控制信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)單元32依據(jù)所述上升控制信號(hào)控制所述電動(dòng)推桿42持續(xù)上升第三預(yù)定時(shí)間，以使所述電動(dòng)推桿42上升至中位；(66)所述控制器43在第三預(yù)定時(shí)間后發(fā)出結(jié)束信號(hào)，所述指示模塊33依據(jù)所述結(jié)束信號(hào)控制所述指示燈44的停止指示 燈滅，工作指示燈亮，并返回步驟(61)。以上所揭露的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1.一種地動(dòng)儀模擬演示儀控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 振動(dòng)檢測(cè)電路，包括振動(dòng)傳感器，用于采集預(yù)定范圍內(nèi)踩踏引起的震動(dòng)信號(hào)； 電動(dòng)推桿，用于推動(dòng)地動(dòng)儀模擬演示儀內(nèi)的小球； 控制器，包括控制模塊，所述控制模塊依據(jù)所述震動(dòng)信號(hào)控制所述電動(dòng)推桿動(dòng)作。
2.如權(quán)利要求1所述的地動(dòng)儀模擬演示儀控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊依據(jù)所述震動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生上升控制信號(hào)，依據(jù)所述上升控制信號(hào)控制所述電動(dòng)推桿從中位上升，直至所述電動(dòng)推桿在第一預(yù)定時(shí)間后上升至高位并產(chǎn)生下降控制信號(hào)，依據(jù)所述下降控制信號(hào)控制所述電動(dòng)推桿從高位下降，直至所述電動(dòng)推桿在第二預(yù)定時(shí)間后下降至低位并產(chǎn)生上升控制信號(hào)，依據(jù)所述上升控制信號(hào)控制所述電動(dòng)推桿從低位上升，直至所述電動(dòng)推桿在第三預(yù)定時(shí)間后上升至中位。
3.如權(quán)利要求2所述的地動(dòng)儀模擬演示儀控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電動(dòng)推桿內(nèi)設(shè)有上限位行程開關(guān)和下限位行程開關(guān)，所述上限位行程開關(guān)安裝于所述電動(dòng)推桿的高位以使所述電動(dòng)推桿上升至高位時(shí)斷電，所述下限位行程開關(guān)安裝于所述電動(dòng)推桿低位以使所述電動(dòng)推桿下降至低位時(shí)斷電。
4.如權(quán)利要求2所述的地動(dòng)儀模擬演示儀控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊包括處理單元和驅(qū)動(dòng)單元，所述處理單元依據(jù)所述震動(dòng)信號(hào)、第一預(yù)定時(shí)間、第二預(yù)定時(shí)間和第三預(yù)定時(shí)間產(chǎn)生所述上升控制信號(hào)和下降控制信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)單元依據(jù)所述上升控制信號(hào)和下降控制信號(hào)控制所述電動(dòng)推桿動(dòng)作，所述驅(qū)動(dòng)單元為雙路隔離直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。
5.如權(quán)利要求1所述的地動(dòng)儀模擬演示儀控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還包括調(diào)度模塊，所述調(diào)度模塊以一定頻率依次控制數(shù)個(gè)所述控制模塊工作。
6.一種地動(dòng)儀模擬演示儀，其特征在于，包括殼體、安裝于所述殼體內(nèi)的儲(chǔ)球管、位于所述儲(chǔ)球管內(nèi)的小球和地動(dòng)儀模擬演示儀控制系統(tǒng)，所述地動(dòng)儀模擬演示儀控制系統(tǒng)如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述，所述殼體上設(shè)有連通殼體內(nèi)部且位置相對(duì)的上開口和下開口，所述儲(chǔ)球管的出口與所述上開口相連通，入口與所述下開口相連通，所述電動(dòng)推桿安裝于所述儲(chǔ)球管內(nèi)并將所述儲(chǔ)球管內(nèi)的小球從上開口發(fā)射出去。
7.如權(quán)利要求6所述的地動(dòng)儀模擬演示儀，其特征在于，所述儲(chǔ)球管分為豎直的第一部分、彎折的第二部分和傾斜的第三部分，所述第一部分包括位于第一部分后端的出球口和位于第一部分側(cè)部的進(jìn)球口，所述第二部分連通所述出球口和上開口，第三部分連通所述進(jìn)球口和下開口，所述電動(dòng)推桿安裝于所述第一部分的前端，所述控制器控制所述電動(dòng)推桿沿所述第一部分升降動(dòng)作。
8.如權(quán)利要求7所述的地動(dòng)儀模擬演示儀，其特征在于，所述儲(chǔ)球管之第一部分的后端設(shè)有防止射出第一部分的小球回落的下卡簧，所述第二部分的后端臨近所述上開口處設(shè)有防止小球誤掉落的上卡簧。
9.如權(quán)利要求6所述的地動(dòng)儀模擬演示儀，其特征在于，還包括連通所述上開口和下開口的透明保護(hù)管。
10.如權(quán)利要求7所述的地動(dòng)儀模擬演示儀，其特征在于，所述振動(dòng)檢測(cè)電路安裝于所述地動(dòng)儀模擬演 示儀周圍的地板下。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種地動(dòng)儀模擬演示儀及其控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括振動(dòng)檢測(cè)電路、電動(dòng)推桿和控制器，所述振動(dòng)檢測(cè)電路包括振動(dòng)傳感器，用于采集預(yù)定范圍內(nèi)踩踏引起的震動(dòng)信號(hào)；電動(dòng)推桿用于推動(dòng)地動(dòng)儀模擬演示儀內(nèi)的小球；控制器包括控制模塊，所述控制模塊依據(jù)所述震動(dòng)信號(hào)控制所述電動(dòng)推桿動(dòng)作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過振動(dòng)傳感器檢測(cè)到的震動(dòng)信號(hào)控制相應(yīng)的電動(dòng)推桿動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)依據(jù)震動(dòng)信號(hào)演示整個(gè)地震監(jiān)測(cè)過程，演示直觀、準(zhǔn)確，使得觀看者全面了解地震儀的檢測(cè)原理和過程。
文檔編號(hào)G09B25/06GK103247222SQ20131014069
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者何沃林, 王日昌, 莫鴻靜 申請(qǐng)人:東莞科學(xué)館