CN104575192B - 一种玻璃杯共振破碎演示仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种玻璃杯共振破碎演示仪，其包括箱体、玻璃杯固定器、集声筒与声波装置；箱体为长方体，其具有四个侧面，其中一侧面为透明面；防护面设置硬板层、以及固定设置于硬板层上的吸音层；玻璃杯固定器固定设置于箱体的底面上；声波装置包括顺序连接的声音发生器、功率放大器以及扬声器；箱体内部还设置扬声器固定位、集声筒固定位。本发明适用于多种玻璃杯，能够将声波导入玻璃杯的杯体内，实现了声波能量集中，从而容易震碎玻璃杯；并且在教学演示过程中噪音较小，避免了玻璃杯破碎时碎片飞出伤人，能够有效保护教学人员安全；而且声波装置仅设置一个扬声器。

Description

一种玻璃杯共振破碎演示仪

技术领域

本发明涉及声波演示教学，尤其涉及的是，一种玻璃杯共振破碎演示仪。

背景技术

声波演示教学，需要把无形的声波的有形效果演示出来。例如，中国专利CN103956094A公开了一种烧杯共振演示装置，包括依次连接的数字信号源、功放机、以及高音扬声器，还包括一底座，底座上固定支架1以及与支架固连的高音扬声器，底座上固定的防护罩，防护罩内置与支架2固连的烧杯；高音扬声器发出频率的声响，可通过数字信号源、功放机调节，其频率声响等于烧杯的固有频率，烧杯产生共振(震碎)。该发明填补了中学实验室到目前没有直观的演示共振现象的仪器空白，直观而富有趣味性，有效地为中学生演示共振现象，使其印象深刻，达到教学目的和效果，并且操作简单、使用方便。

但是，该专利技术只适用于烧杯，不适用于其他玻璃杯；并且，其使用高音喇叭对烧杯侧面发声，没有将声波导入杯体内，声波能量容易耗散，要很大功率才能震碎烧杯；而且在教学演示过程中噪音较大。

发明内容

本发明提供一种新的玻璃杯共振破碎演示仪，所要解决的技术问题是如何适用于多种玻璃杯、将声波导入玻璃杯的杯体内、声波能量集中、容易震碎玻璃杯、在教学演示过程中噪音较小、有效保护教学人员安全、仅设置一个扬声器、固定玻璃杯、固定扬声器、固定集声筒等。

本发明的技术方案如下：一种玻璃杯共振破碎演示仪，其包括箱体、玻璃杯固定器、集声筒与声波装置；所述箱体为长方体，其具有四个侧面，其中一侧面为透明面，用作演示面，其余各侧面为防护面；所述防护面设置硬板层，至少一所述防护面还包括固定设置于所述硬板层上的吸音层，所述吸音层设置于所述硬板层与所述箱体内部之间；所述玻璃杯固定器固定设置于所述箱体的底面上，且位于所述箱体内部，用于固定玻璃杯；所述声波装置包括顺序连接的声音发生器、功率放大器以及扬声器；所述箱体内部还设置用于固定所述扬声器的扬声器固定位、以及用于固定所述集声筒的集声筒固定位，并且，所述扬声器的声音出口连通所述集声筒，所述集声筒的声音出口设置于所述玻璃杯固定器上方，且朝向所述玻璃杯的杯口。

优选的，所述长方体的顶面与底面亦为所述防护面。

优选的，所述吸音层为海绵层。

优选的，所述吸音层的厚度为2至8毫米。

优选的，所述硬板层为金属板或者木板。

优选的，所述硬板层的厚度为2至8毫米。

优选的，所述玻璃杯固定器设置一对夹持部，用于夹持固定所述玻璃杯。

优选的，所述玻璃杯固定器设置固定座，其上设置用于弹性套在所述玻璃杯外壁的弹性环，所述弹性环的若干固定端分别固定于所述固定座。

优选的，所述集声筒具有前大后小结构，其声音入口大于声音出口。

优选的，所述集声筒为喇叭形。

优选的，所述声音发生器包括电脑及其声卡。

实施本发明，具有如下有益效果：适用于多种玻璃杯，能够将声波导入玻璃杯的杯体内，实现了声波能量集中，从而容易震碎玻璃杯；并且在教学演示过程中噪音较小，避免了玻璃杯破碎时碎片飞出伤人，能够有效保护教学人员安全；而且，声波装置仅设置一个扬声器，可达到多个扬声器震碎玻璃杯的效果，还能够有效固定玻璃杯、固定扬声器、固定集声筒等。

附图说明

图1为本发明的一个实施例的外形示意图；

图2为图1所示实施例的内部结构演示示意图；

图3为本发明的一个实施例的声波装置示意图；

图4为本发明的一个实施例的集声筒结构示意图。

具体实施方式

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明的一个实施例是，一种玻璃杯共振破碎演示仪，其包括箱体、玻璃杯固定器、集声筒与声波装置；采用集声筒的设计，可以将声波震动直接送入杯体，能量更为集中，效果更好；所述箱体为长方体，其具有四个侧面，其中一侧面为透明面，用作演示面，其余各侧面为防护面；所述防护面设置硬板层，至少一所述防护面还包括固定设置于所述硬板层上的吸音层，所述吸音层设置于所述硬板层与所述箱体内部之间，这样，在教学演示过程中噪音较小，避免了玻璃杯破碎时碎片飞出伤人，能够有效保护教学人员安全；所述玻璃杯固定器固定设置于所述箱体的底面上，且位于所述箱体内部，用于固定玻璃杯，这样，适用于多种玻璃杯，并且玻璃杯通过玻璃杯固定器固定设置于所述箱体的底面上，方便更换玻璃杯；所述声波装置包括顺序连接的声音发生器、功率放大器以及扬声器；优选的，所述声波装置仅设置一个扬声器，这样的结构设计，声波装置仅设置一个扬声器，可达到多个扬声器震碎玻璃杯的效果；所述箱体内部还设置用于固定所述扬声器的扬声器固定位、以及用于固定所述集声筒的集声筒固定位，这样，能够有效固定玻璃杯、固定扬声器、固定集声筒；并且，所述扬声器的声音出口连通所述集声筒，所述集声筒的声音出口设置于所述玻璃杯固定器上方，且朝向所述玻璃杯的杯口。这样，能够将声波导入玻璃杯的杯体内，实现了声波能量集中，从而容易震碎玻璃杯。

优选的，一种玻璃杯共振破碎演示仪，其包括箱体、玻璃杯固定器、集声筒与声波装置；如图2所示，玻璃杯共振破碎演示仪包括箱体100、玻璃杯固定器110、声波装置中的扬声器210、集声筒220、高脚杯230。如图2和图4所示，优选的，所述集声筒具有前大后小结构，其声音入口大于声音出口。优选的，如图4所示，所述集声筒为喇叭形。这样，采用集声筒的设计，能够将声波导入玻璃杯的杯体内，实现了声波能量集中，从而容易震碎玻璃杯；并且声波装置仅设置一个扬声器，可达到多个扬声器震碎玻璃杯的效果，经济实用。

所述箱体为长方体，其具有四个侧面，其中一侧面为透明面，用作演示面，其余各侧面为防护面；如图1所示，所述箱体为长方体，其具有一个顶面、一个底面以及四个侧面，包括顶面AEFB、底面DGHC、第一侧面ABCD、第二侧面BFHC、第三侧面FEGH以及第四侧面EADG。其中，第一侧面ABCD、第二侧面BFHC、第三侧面FEGH以及第四侧面EADG为防护面。优选的，所述长方体的顶面与底面亦为所述防护面；即顶面AEFB、底面DGHC亦为所述防护面或者也具有所述防护面的结构。优选的，箱体五个面都是铁的，包括顶面AEFB、底面DGHC、第二侧面BFHC、第三侧面FEGH以及第四侧面EADG箱体都是铁的，只有正面是强化亚克力有机玻璃，即第一侧面ABCD是强化亚克力有机玻璃。这样，箱体除面向观众的一面是有机玻璃外，其余五个面都是带有吸音材料的板材，减少声能外溢，避免在演示时过大的噪音。

为了有效保护教学人员安全，所述防护面设置硬板层，为了降低在教学演示过程中的噪音，至少一所述防护面还包括固定设置于所述硬板层上的吸音层，所述吸音层设置于所述硬板层与所述箱体内部之间；例如，所述箱体的外层是硬板层，内层是吸音层，各吸音层围合形成箱体内部；优选的，所述吸音层为海绵层。优选的，所述吸音层的厚度为2至8毫米。优选的，所述硬板层为金属板或者木板。优选的，所述硬板层的厚度为2至8毫米。这样，在教学演示过程中噪音较小，避免了玻璃杯破碎时碎片飞出伤人，能够有效保护教学人员安全。优选的，除了透明面之外，所述箱体其余各面均为防护面；优选的，顶面AEFB、底面DGHC、第二侧面BFHC、第三侧面FEGH以及第四侧面EADG设置硬板层、以及固定设置于所述硬板层上的吸音层，第一侧面ABCD不设置吸音层。

所述玻璃杯固定器固定设置于所述箱体的底面上，且位于所述箱体内部，用于固定玻璃杯；这样，适用于各种形状与结构的玻璃杯，优选的，所述玻璃杯共振破碎演示仪还包括所述玻璃杯；优选的，所述玻璃杯为烧杯或者高脚杯。如图2所示，所述玻璃杯为高脚杯。

所述声波装置包括顺序连接的声音发生器、功率放大器以及扬声器；优选的，所述扬声器为一个喇叭。优选的，所述箱体内部还设置用于固定所述扬声器的扬声器固定位；为了便于拆装所述扬声器，优选的，扬声器固定位包括一个扬声器固定杆、一个扬声器弹性套环以及一个扬声器松紧螺丝，扬声器固定杆固定设置于所述箱体内部，优选的，扬声器固定杆固定设置于所述箱体的顶面且位于所述箱体内部；扬声器弹性套环的第一端固定设置于所述扬声器固定杆上，扬声器弹性套环的第二端通过所述扬声器松紧螺丝安装于扬声器弹性套环的第一端，扬声器弹性套环套在所述扬声器外部，用于在扬声器松紧螺丝拧紧时，扬声器弹性套环的第二端与第一端的距离缩短，使得扬声器弹性套环内径缩小，从而套紧并固定所述扬声器；在扬声器松紧螺丝拧松时，扬声器弹性套环的第二端与第一端的距离边长，使得扬声器弹性套环内径增大，从而松开所述扬声器。为便于安装与搬运，优选的，所述声波装置设置于所述箱体内部；为便于安装，优选的，部分声波装置设置于所述箱体内部，其余声波装置设置于所述箱体外部；优选的，扬声器设置于所述箱体内部，声音发生器与功率放大器设置于所述箱体外部；优选的，扬声器与功率放大器设置于所述箱体内部，声音发生器设置于所述箱体外部；为便于利用现有设备，节约资源，节省教学经费，优选的，所述声音发生器包括电脑及其声卡。优选的，如图3所示，所述声波装置包括顺序连接的电脑(PC)、声卡、功率放大器以及扬声器210；优选的，为了便于安装和运输，声卡集成设置在电脑中。

优选的，所述箱体内部还设置用于固定所述扬声器的扬声器固定位、以及用于固定所述集声筒的集声筒固定位，为了便于拆装所述集声筒，优选的，集声筒固定位包括一个集声筒固定杆、一个集声筒弹性套环以及一个集声筒松紧螺丝，集声筒固定杆固定设置于所述箱体内部，优选的，集声筒固定杆固定设置于所述箱体的顶面且位于所述箱体内部；集声筒弹性套环的第一端固定设置于所述集声筒固定杆上，集声筒弹性套环的第二端通过所述集声筒松紧螺丝安装于集声筒弹性套环的第一端，集声筒弹性套环套在所述集声筒外部，用于在集声筒松紧螺丝拧紧时，集声筒弹性套环的第二端与第一端的距离缩短，使得集声筒弹性套环内径缩小，从而套紧并固定所述集声筒；在集声筒松紧螺丝拧松时，集声筒弹性套环的第二端与第一端的距离边长，使得集声筒弹性套环内径增大，从而松开所述集声筒。

并且，所述扬声器的声音出口连通所述集声筒，所述集声筒的声音出口设置于所述玻璃杯固定器上方，且朝向所述玻璃杯的杯口。为了增强声波作用，优选的，如图2所示，所述集声筒220的声音出口设置于所述玻璃杯230的内部，即其从所述玻璃杯的杯口伸入所述玻璃杯的容置腔中。这样，能够更好地将声波导入玻璃杯的杯体内，实现了声波能量集中，从而容易震碎玻璃杯。

为了便于取放玻璃杯，以及适配使用于各种不同形状与规格的玻璃杯，优选的，所述玻璃杯固定器设置一对夹持部，用于夹持固定所述玻璃杯。为了更好地固定所述玻璃杯，优选的，所述夹持部设置一橡胶垫，夹持固定所述玻璃杯时，橡胶垫与所述玻璃杯紧密接触设置。优选的，所述夹持部设置多个橡胶垫，优选的，各所述橡胶垫均匀设置。

为了便于取放玻璃杯，以及适配使用于各种不同形状与规格的玻璃杯，优选的，所述玻璃杯固定器设置固定座，其上设置用于弹性套在所述玻璃杯外壁的弹性环，所述弹性环的若干固定端分别固定于所述固定座。优选的，所述固定座螺接或者卡扣固定安装于所述底面；为了便于安装和固定所述弹性环，优选的，所述弹性环为一首尾相连的弹簧，所述固定座上设置若干凸起，这样，该弹簧首尾相连形成一个环形，部分结构作为固定端，容易安装于所述固定座的凸起处；为了增强安装和固定所述弹性环的稳固性，优选的，所述凸起为弯钩形状。

最后所应当说明的是，以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (2)

1.一种玻璃杯共振破碎演示仪，其特征在于，包括箱体、玻璃杯固定器、集声筒与声波装置；所述箱体为长方体，其具有四个侧面，其中一侧面为透明面，用作演示面，其余各侧面为防护面；所述防护面设置硬板层，至少一所述防护面还包括固定设置于所述硬板层上的吸音层，所述吸音层设置于所述硬板层与所述箱体内部之间；所述玻璃杯固定器固定设置于所述箱体的底面上，且位于所述箱体内部，用于固定玻璃杯；所述声波装置包括顺序连接的声音发生器、功率放大器以及扬声器；所述箱体内部还设置用于固定所述扬声器的扬声器固定位、以及用于固定所述集声筒的集声筒固定位，并且，所述扬声器的声音出口连通所述集声筒，所述集声筒的声音出口设置于所述玻璃杯固定器上方，且朝向所述玻璃杯的杯口；所述长方体的顶面与底面亦为所述防护面；所述吸音层为海绵层；所述吸音层的厚度为2至8毫米；所述硬板层的厚度为2至8毫米；所述玻璃杯固定器设置一对夹持部，用于夹持固定所述玻璃杯；所述玻璃杯固定器设置固定座，其上设置用于弹性套在所述玻璃杯外壁的弹性环，所述弹性环的若干固定端分别固定于所述固定座；所述集声筒具有前大后小结构，其声音入口大于声音出口；所述集声筒为喇叭形；所述集声筒的声音出口从所述玻璃杯的杯口伸入所述玻璃杯的容置腔中。

2.根据权利要求1所述玻璃杯共振破碎演示仪，其特征在于，所述声音发生器包括电脑及其声卡。