Mô hình cơ cấu rung RLC-09 cũng dựa trên hiện tƣợng cộng hƣởng điện trong mạch RLC (xin xem lại phần 2.3). Tuy nhiên, ống dây không đƣợc cố định nhƣ trong RLC-07. Thay vào đó, ống dây đƣợc gắn trên bốn bánh xe có khả năng lăn tự do trên hai đƣờng ray dẫn hƣớng. Do vậy, cả lõi sắt và ống dây đều có khả năng chuyển động tự do. Lực điện từ tác dụng tƣơng hỗ giữa ống dây và lõi sắt làm cho cả ống dây và lõi chuyển động nhƣng ngƣợc pha nhau. Lực va đập thu đƣợc từ chuyển động và va đập của ống dây với chốt chặn (xem hình 3.1).
Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý cơ cấu RLC - 09
L C R VS Chốt chặn Lõi sắt Cuộn cảm Base board Lò xo Tấm trượt
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 35
Trên hình 3.1, ống dây đƣợc mắc nối tiếp với một tụ điện có điện dung cố định. Bằng cách chọn cặp thông số điện dung và điện áp phù hợp, lõi sắt có vị trí ban đầu ở một đầu ống dây, lõi sắt sẽ tự chuyển động mỗi khi nguồn điện đƣợc cấp cho cơ cấu. Lực điện từ sinh ra trong ống dây sẽ kéo lõi sắt chuyển động rất nhanh về phía điểm giữa ống dây. Do quán tính, lõi sắt tiếp tục chuyển động về phía đầu kia của ống dây. Tại đây, lực điện từ có giá trị lớn sẽ buộc lõi sắt dừng lại và chuyển động ngƣợc lại, cứ nhƣ vậy một cách tuần hoàn, liên tục. Trong quá trình chuyển động, lõi sắt cũng sẽ sinh ra một lực nhằm chống lại lực kéo của ống dây và vì ống dây cũng có khả năng chuyển động tự do nên nó cũng sẽ chuyển động nhƣng ngƣợc chiều với chuyển động của lõi sắt. Ống dây chuyển động sẽ kéo theo xe mang ống dây chuyển động. Một chốt chặn đƣợc đặt chắn ngang trên đƣờng chuyển động của xe và ống dây. Cả hệ thống dẫn hƣớng cho ống dây và chốt chặn đƣợc lắp trên một tấm trƣợt. Tấm trƣợt này đƣợc thiết kế để có thể trƣợt trên một hệ rãnh trƣợt dẫn hƣớng. Ma sát giữa tấm trƣợt và rãnh trƣợt có thể điều chỉnh đƣợc nhờ một cơ cấu kẹp (xem phần 3.3.4) để phục vụ cho việc khảo sát các số liệu thí nghiệm.
Tính cộng hƣởng của dao động là yếu tố có thể khai thác để phát huy công năng của ống dây. Vì vậy, một hệ lò xo liên kết giữa ống dây và hệ thống dẫn hƣớng cho ống dây đƣợc đƣa vào cơ cấu để thực hiện nhiệm vụ đó.
Toàn bộ lõi sắt, ống dây, hệ lò xo này đƣợc đặt lên một tấm trƣợt và tấm trƣợt này đƣợc thiết kế để có thể trƣợt trên hệ rãnh trƣợt tƣơng ứng và có lực ma sát điều chỉnh đƣợc. Kết cấu này đƣợc sử dụng để mô phỏng cho một máy đào ngầm chuyển động tƣơng đối với đất. Lực cản của đất đƣợc đặt lên máy thông qua cơ cấu điều chỉnh lực ma sát.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 36
Sơ đồ trên hình 3.1 đƣợc sử dụng làm cơ sở để xây dựng các mô hình tính toán và thiết kế, chế tạo cơ cấu.