CN107367308B - 量筒量杯俯读器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种量筒量杯俯读器，中空橡胶吸盘的中空区域通过右槽壁内和左槽壁内的进气管，与槽底座贯通，并贯穿槽底座，从而与槽底座后面抽真空装置连通，抽真空装置的橡胶磁薄膜夹在罩壳与槽底座之间；位于右槽壁与左槽壁之间的刻度镜像装置中的内嵌镜面的镜框与支架网格的水平面呈45°夹角，镜框顶部中心粘接L形悬挑垂针的水平段；支架网格平面中心的关节轴承外圈的侧面与支架网格焊接固定，其正下方与带杆的金属重力球固定连接，其内圈焊接在槽底座的L形悬臂上。抽真空时，本装置吸附在量筒或量杯侧面，当俯视L形悬挑垂针，只见与镜像重合的该垂针水平段时，即实现垂直视向，可以俯视读出刻度的镜影像值，代替侧视读数。
Description
技术领域
本发明涉及一种量筒量杯，特别涉及一种实验用的量筒和量杯微型俯视读数装置，属于量筒与量杯读数技术领域。
背景技术
目前实验中量筒和量杯，大多需要水平侧视读数。读数过程中涉及转头、附身、拧腰等一系列动作，既麻烦又难以读数准确，尤其对初学读数者而言，侧视读数往往出现偏差。为此，专利公告号CN103674155A公开了一种数码量杯，根据测量杯底液压，结合输入的液体密度，自动显示液体容积；专利公告号CN102944280B公开了一种手控激光器升降，依靠平行激光束对量筒读数的方法。鉴于测量液体容积之前，须已知液体密度的要求过于严格，而手控激光器升降后才读数，也存在读数较慢问题，以及某些溶液不能被激光照射的问题。故目前的物理与化学实验中，上述液体体积读数技术尚未获得广泛使用。
所以，物理与化学实验用品市场需要一种低成本、智能、微型、快速的量筒与量杯读数装置。
发明内容
本发明是针对长期以来用常规量杯和量筒测定液体容积时，存在的侧视读数不便问题，提出了一种能吸附在量杯和量筒侧壁上，把侧视读数转变为俯视读数的量筒量杯俯读器。
本发明的技术方案为：一种量筒量杯俯读器，具有一组用于吸附在量筒或量杯侧壁上的中空橡胶吸盘、一个连接中空橡胶吸盘的抽真空装置以及一个量筒或量杯的刻度镜像装置，所述中空橡胶吸盘共四个，其中空区域分别通过位于右槽壁内和左槽壁内的水平进气管，贯通至槽底座，并贯穿槽底座（13）,从而连通到槽底座后面的抽真空装置，所述抽真空装置包括罩壳、橡胶磁薄膜、进气单向阀、排气单向阀、纽扣电池、金属簧片、弹簧、铁芯线圈和二极管，所述橡胶磁薄膜夹在罩壳与槽底座之间，三者之间用螺钉连接固定，且其中心线重合，所述罩壳贯通孔外侧安装一个带锁定的常开按钮，常开按钮与罩壳内并联二极管的铁芯线圈、纽扣电池和搭接的金属簧片串联成电路，金属簧片与铁芯线圈之间设有弹簧；所述排气单向阀设置在槽底座中心线处的排气口；所述进气单向阀设置在槽底座上的进气管的贯通孔处；所述刻度镜像装置包括镜框、L形悬挑垂针、内嵌镜面、透光孔、支架网格、关节轴承、L形悬臂，所述内嵌镜面的镜框与支架网格的水平面呈45°夹角，镜框顶部中心粘接L形悬挑垂针的水平段，L形悬挑垂针的垂直段中心线贯穿镜面中心，所述支架网格平面中心设有关节轴承，所述关节轴承外圈作为镜框支架网格中心，外圈的侧面与支架网格焊接固定，其正下方与带杆的金属重力球固定连接，所述悬臂的水平段焊接固定在槽底座上，其垂直段焊接固定在关节轴承内圈上，使关节轴承的内圈由悬臂固定不动，而金属重力球受重力作用，将带动关节轴承外圈绕其内圈旋转，最终金属重力球会运动降至最低点静止，使得静止时支架网格与地面平行。
所述橡胶磁薄膜由弹性的软磁橡胶磁构成，用于将电路与槽底座隔开。
所述右槽壁和左槽壁的中央均有一个贯通的透光孔，右槽壁底部和左槽壁底部均设置底脚，底脚的底面与槽底座底面位于同一水平面。
四根进气管的出气口位于贴近橡胶磁薄膜一端的槽底座通孔处，四根进气管的进气口分别位于而右槽壁上和左槽壁上的空橡胶吸盘的凹曲面的中空处，且中空橡胶吸盘边沿均设有向外凸起的掰沿。
所述槽底座的排气口外设有一个向下排气的导气罩，导气罩下方位于槽底座焊接的悬臂水平段上方。
所述金属簧片由非铁磁性金属导体构成，断电时，所述金属簧片受弹簧的弹性力压迫，从而搭接形成常闭触点。
所述铁芯线圈通电后产生电流i 1和电磁场，橡胶磁薄膜在该电磁场中被瞬间磁化，并受磁场力吸引，磁场引力将橡胶磁薄膜向铁芯线圈处拉伸靠近，使橡胶磁薄膜与槽底座之间形成真空腔，各进气管的单向阀打开，排气单向阀关闭，各进气管内的气体被吸入真空腔；随着橡胶磁薄膜位移增大，金属簧片搭接成的常闭触点被橡胶磁薄膜撞击施压，弹簧被压缩，以致金属簧片分离，该常闭触点断开，电路切断瞬间二极管续流灭弧，续流电流i 2迅速减小，电磁场迅速消失；失去磁力吸引的橡胶磁薄膜在弹性力作用下弹性复位，真空腔消失，原先吸入真空腔的气体受压，使得排气单向阀打开，进气管单向阀关闭，排气口泄出的气体，受导气罩的引导，向下排出；分离的金属簧片在弹簧的压力下搭接复位，再次形成常闭触点，电路再次接通，电磁场再次产生，从而实现进气、排气循环的抽真空运行。
使用时，所述量筒量杯俯读器由量筒或量杯侧壁遮盖住四个中空橡胶吸盘的中空区域，所述抽真空装置通电后进行循环吸气和排气抽真空，使中空橡胶吸盘自行吸附在量筒或量杯侧壁上；使用后，掀动中空橡胶吸盘任何一个掰沿，使所述量筒量杯俯读器与大气相通，真空瞬间消失，与量筒或量杯侧壁分离。
读取量筒或量杯侧壁的刻度时，所述量筒或量杯侧壁的刻度置于右槽壁与左槽壁之间，并调整俯视镜面的视角，使L形悬挑垂针的水平段可见，而垂直段不可见，当水平段与其镜像合二为一时，操作者的视向即是垂直俯视，操作者对镜面内的镜像刻度读数，与对量筒或量杯侧壁刻度的水平侧视读数相同。
本发明的有益效果是：
本装置使用时，利用量筒或量杯侧壁把四个中空橡胶吸盘的中空区域遮盖住，通电后抽真空装置的循环吸气和排气，使得本装置内的气体只出不进，气体越来越稀薄，即实现抽真空，故中空橡胶吸盘被大气压越压越紧，本装置就自行吸附在侧壁上，这使得操作者在通电以后就能离开本装置，操作本装置不耽误操作者的其它工作。只需掀动任何一个掰沿，本装置就与大气相通，真空瞬间消失，本装置就能与侧壁分离。
把需读取的刻度置于右槽壁与左槽壁之间，操作者调整俯视镜面的视角，直至L形悬挑垂针的水平段可见，而垂直段不可见，且该水平段与其镜像合二为一时，操作者的视向即是垂直俯视，届时不论容器壁是垂直的，或是略带倾斜的，操作者对镜面内的镜像刻度读数，与对量筒或量杯侧壁刻度的水平侧视读数相同。
读数时，照明光可以从透光孔穿过本装置侧面，到达镜面和侧壁刻度，不会因操作者的俯视而遮挡照明光。
届时，俯视L形悬挑垂针，当只见与镜像重合的该垂针水平段时，即实现垂直视向，读出镜面内的刻度影镜像值，就实现了用俯视读数代替侧视读数。
附图说明
图1是本发明的量筒量杯俯读器的结构俯视图；
图2是本发明的量筒量杯俯读器电路初始状态的A-A剖视图；
图3是本发明的量筒量杯俯读器抽真空阶段的A-A剖视图；
图4是本发明的量筒量杯俯读器排气阶段的A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1，2所示，一种量筒量杯俯读器，包括罩壳1、橡胶磁薄膜2、L形悬挑垂针3、右槽壁4-1、左槽壁4-2、镜框5、内嵌镜面6、中空橡胶吸盘7、支架网格10、关节轴承11、槽底座13、螺钉14、常开按钮15、排气管导气罩16、进气管17、透光孔18、底脚19、金属重力球20、悬臂21、进气单向阀22、排气单向阀23、纽扣电池24、金属簧片25、弹簧26、铁芯线圈27、二极管28。
橡胶磁薄膜2由弹性的软磁橡胶磁构成，橡胶磁薄膜2夹在罩壳1与槽底座13之间，三者之间用螺钉14连接固定，且其中心线重合，罩壳1外侧安装一个带锁定的常开按钮15。右槽壁4-1和左槽壁4-2之间设置了内嵌镜面6的镜框5，镜框5支架网格10平面中心设有与外圈侧面与支架网格10焊接固定的关节轴承11，镜框5顶部中心粘接L形悬挑垂针3的水平段，L形悬挑垂针3的垂直段中心线贯穿镜面6中心。槽底座13中央设置有一个排气管导气罩16。中空橡胶吸盘7由橡胶制成，且端面呈凹曲面，每个中空橡胶吸盘7的边沿均有向外凸起的掰沿8。使用时，用量筒或量杯侧壁9遮盖住四个中空橡胶吸盘的中空区域，且侧壁9的刻度置于右槽壁4-1和左槽壁4-2之间。
图2所示的初始状态，橡胶磁薄膜2夹在罩壳1与槽底座13之间，三者之间用螺钉14连接固定，且其中心线重合。罩壳1贯通孔外侧安装一个带锁定的常开按钮15，它与罩壳1内并联二极管28的铁芯线圈27、纽扣电池24和搭接的金属簧片25串联成电路，其中金属簧片25由金属铜之类的非铁磁性金属导体构成。图示断电状态下，弹簧26的弹性力压迫，使金属簧片25搭接形成常闭触点。
覆盖在罩壳1法兰上的橡胶磁薄膜2把电路与槽底座13隔开；悬臂21的水平段焊接固定在槽底座13上，其垂直段焊接固定在关节轴承11内圈上，关节轴承11外圈作为镜框支架网格10中心，其侧面与支架网格10焊接固定，其正下方与带杆的金属重力球20焊接，支架网格10平面与镜框5的夹角是45°；关节轴承11内圈被悬臂21固定不动，而金属重力球20受重力作用，将带动关节轴承11外圈绕其内圈旋转，最终金属重力球20会运动降至最低点静止，使得静止时支架网格10与地面平行。即刻度镜像装置实现了一个杠杆机构，杠杆的支点即关节轴承11内圈，杠杆的动力即重力球20所受的重力，关节轴承11内圈与外圈之间的摩擦力使重力球20降至最低点后迅速静止。
右槽壁4-1和左槽壁4-2相互平行，这二槽壁的中央均有一个贯通的透光孔18，每个透光孔18的上边和下边各有一根在槽壁内水平贯穿的进气管17，每根进气管17的出气口位于在贴近橡胶磁薄膜2一端的槽底座13通孔处，且出气口设有进气单向阀22，每根进气管17的进气口位于右槽壁4-1上和左槽壁4-2上的中空橡胶吸盘7的凹曲面的中空处，且中空橡胶吸盘7边沿均有向外凸起的掰沿8。
右槽壁4-1底部和左槽壁4-2底部均设置底脚19，底脚19的底面与槽底座13底面位于同一水平面。
槽底座13中心线处的排气口内，设置了排气单向阀23，排气口外的槽底座13上有一个向下排气的导气罩16，导气罩16下方是与槽底座13焊接的悬臂21水平段。
镜框5顶部中心粘接L形悬挑垂针3的水平段，L形悬挑垂针3的垂直段中心线贯穿镜面6中心。
图3所示的抽真空阶段，与图2状态相比，其常开按钮15闭合，铁芯线圈27通电后产生电流i 1和电磁场，橡胶磁薄膜2在该电磁场中被瞬间磁化，并受磁场力吸引，磁场引力将橡胶磁薄膜2向铁芯线圈27处拉伸靠近，由于量筒或量杯侧壁9把中空橡胶吸盘7上的进气管17的进气口堵住，故橡胶磁薄膜2的拉伸运动导致其与槽底座之间形成真空腔12，各进气管17的单向阀22打开，排气单向阀23关闭，进气管17内的气体被吸入真空腔12，使得本装置内的气体稀薄，即实现抽真空，故中空橡胶吸盘7被大气压越压越紧，本装置就吸附在侧壁9上。只需掀动任何一个掰沿8，本装置就与大气相通，真空瞬间消失，本装置就能与侧壁分离。
如图4所示电路断电排气阶段，在图3中橡胶磁薄膜2在电磁场中受力拉伸量增加的基础上，金属簧片25搭接成的常闭触点被橡胶磁薄膜2撞击施压，弹簧26被压缩，以致金属簧片25分离，该常闭触点断开，电路切断瞬间二极管28续流灭弧，续流电流i 2迅速减小，电磁场也迅速消失。失去磁力吸引的橡胶磁薄膜2在弹性力作用下弹性复位，分离的金属簧片25也在弹簧26的压力下趋于重新搭接闭合，而原先吸入真空腔的气体受压，使得进气管17单向阀22关闭，排气单向阀23打开，经导气罩16的引导，气体向下排出，故排气导致的风力仅作用到固定悬杆21，而不会导致关节轴承11内圈与外圈的相对运动，即排气阶段镜面5不会晃动，对镜面5的读数不受影响。
使用时，操作者先把本装置放在量筒或量杯侧壁9，用量筒或量杯侧壁9把本装置的各个中空橡胶吸盘7进气口遮住，并使得量筒或量杯侧壁9的刻度置于右槽壁4-1和左槽壁4-2之间，然后把常开按钮15闭合。届时，铁芯线圈27通电后产生的电磁场，使得橡胶磁薄膜2被拉伸而形成吸气的真空腔12，然后电路被橡胶磁薄膜2撞击断开，电磁场消失，橡胶磁薄膜2和金属簧片25均将复位，真空腔12排气消失，电路也再次接通，电磁场也再次产生，如此循环，从而实现进气、排气、进气、排气、……，即实现了微型气泵的抽真空运行。由于这将导致本装置内的气体只出不进，气体越来越稀薄，即实现抽真空，故中空橡胶吸盘7被大气压越压越紧，本装置就自行吸附在量筒或量杯的侧壁9上，这使得操作者在通电以后就能离开本装置，操作本装置不耽误操作者的其它工作。
读数时，操作者调整俯视镜面的视角，直至L形悬挑垂针3的水平段可见，而垂直段不可见，且该水平段与其镜像合二为一时，操作者的视向即是垂直俯视，届时不论容器壁是垂直的，或是略带倾斜的，操作者对镜面内的镜像刻度读数，与对量筒或量杯侧壁刻度的水平侧视读数相同。
读数时，照明光可以从透光孔穿过本装置侧面，到达镜面和侧壁刻度，不会因操作者的俯视而遮挡照明光。
若要从量筒或量杯的侧壁9取下本装置，只需掀动任何一个掰沿8，则相应进气管就与大气相通，真空瞬间消失，本装置立即与侧壁9分离。
Claims (9)
1.一种量筒量杯俯读器，具有一组用于吸附在量筒或量杯侧壁(9)上的中空橡胶吸盘(7)、一个连接中空橡胶吸盘(7)的抽真空装置以及一个量筒或量杯的刻度镜像装置，其特征在于：所述中空橡胶吸盘(7)共四个，中空橡胶吸盘(7)中的空区域分别通过位于右槽壁(4-1)内和左槽壁(4-2)内的水平进气管(17)贯通至槽底座(13)，并贯穿槽底座(13),从而连通到槽底座(13)后面的抽真空装置，所述抽真空装置包括罩壳(1)、橡胶磁薄膜(2)、进气单向阀(22)、排气单向阀(23)、纽扣电池(24)、金属簧片(25)、弹簧(26)、铁芯线圈(27)和二极管(28)，所述橡胶磁薄膜(2)夹在罩壳(1)与槽底座(13)之间，三者之间用螺钉(14)连接固定，且其中心线重合，所述罩壳(1)贯通孔外侧安装一个带锁定的常开按钮(15)，常开按钮(15)与罩壳(1)内并联二极管(28)的铁芯线圈(27)、纽扣电池(24)和搭接的金属簧片(25)串联成电路，金属簧片(25)与铁芯线圈(27)之间设有弹簧(26)；所述排气单向阀(23)设置在槽底座(13)中心线处的排气口；所述进气单向阀(22)设置在槽底座(13)上设置进气管(17)的贯通孔处；所述刻度镜像装置位于右槽壁(4-1)与左槽壁(4-2)之间，其包括镜框(5)、L形悬挑垂针(3)、内嵌镜面(6)、透光孔(18)、支架网格(10)、关节轴承(11)、L形悬臂(21)，所述内嵌镜面(6)的镜框(5)与支架网格(10)的水平面呈45°夹角，镜框(5)顶部中心粘接L形悬挑垂针(3)的水平段，L形悬挑垂针(3)的垂直段中心线贯穿镜面(6)中心，所述支架网格(10)平面中心设有关节轴承(11)，所述关节轴承(11)外圈作为镜框的支架网格(10)中心，外圈的侧面与支架网格(10)焊接固定，外圈正下方与带杆的金属重力球(20)固定连接，所述悬臂(21)的水平段焊接固定在槽底座(13)上，其垂直段焊接固定在关节轴承(11)内圈上，使关节轴承(11)的内圈由悬臂(21)固定不动，而金属重力球(20)受重力作用，将带动关节轴承(11)外圈绕其内圈旋转，最终金属重力球(20)会运动降至最低点静止，使得静止时支架网格(10)与地面平行。
2.根据权利要求1所述的量筒量杯俯读器，其特征在于：所述橡胶磁薄膜(2)由弹性的软磁橡胶磁构成，用于将电路与槽底座(13)隔开。
3.根据权利要求1所述的量筒量杯俯读器，其特征在于：所述右槽壁(4-1)和左槽壁(4-2)的中央均有一个贯通的透光孔(18)，右槽壁(4-1)底部和左槽壁(4-2)底部均设置底脚(19)，底脚(19)的底面与槽底座(13)底面位于同一水平面。
4.根据权利要求1所述的量筒量杯俯读器，其特征在于：四根进气管(17)的出气口位于贴近橡胶磁薄膜(2)一端的槽底座(13)贯通孔处，四根进气管(17)的进气口分别位于右槽壁(4-1)和左槽壁(4-2)上的中空橡胶吸盘(7)的凹曲面的中空区域，且中空橡胶吸盘(7)边沿均设有向外凸起的掰沿(8)。
5.根据权利要求1所述的量筒量杯俯读器，其特征在于：所述槽底座(13)的排气口外设有一个向下排气的导气罩(16)，导气罩(16)下方位于槽底座(13)焊接的悬臂(21)水平段上方。
6.根据权利要求1所述的量筒量杯俯读器，其特征在于：所述金属簧片(25)由非铁磁性金属导体构成，断电时，所述金属簧片(25)受弹簧(26)的弹性力压迫，从而搭接形成常闭触点。
7.根据权利要求1所述的量筒量杯俯读器，其特征在于：所述铁芯线圈(27)通电后产生电流i1和电磁场，橡胶磁薄膜(2)在该电磁场中被瞬间磁化，并受磁场力吸引，磁场引力将橡胶磁薄膜(2)向铁芯线圈(27)处拉伸靠近，使橡胶磁薄膜(2)与槽底座(13)之间形成真空腔(12)，各进气管(17)的进气单向阀(22)打开，排气单向阀(23)关闭，各进气管(17)内的气体被吸入真空腔(12)；随着橡胶磁薄膜(2)位移增大，金属簧片(25)搭接成的常闭触点被橡胶磁薄膜(2)撞击施压，弹簧(26)被压缩，以致金属簧片(25)分离，该常闭触点断开，电路切断瞬间二极管(28)续流灭弧，续流电流i2迅速减小，电磁场迅速消失；失去磁力吸引的橡胶磁薄膜(2)在弹性力作用下弹性复位，真空腔(12)消失，原先吸入真空腔(12)的气体受压，使得排气单向阀(23)打开，进气单向阀(22)关闭，排气口泄出的气体，受导气罩(16)的引导，向下排出；分离的金属簧片(25)在弹簧(26)的压力下搭接复位，再次形成常闭触点，电路再次接通，电磁场再次产生，从而实现进气、排气循环的抽真空运行。
8.根据权利要求1所述的量筒量杯俯读器，其特征在于：使用时，所述量筒量杯俯读器由量筒或量杯侧壁(9)遮盖住四个中空橡胶吸盘(7)的中空区域，所述抽真空装置通电后进行循环吸气和排气抽真空，使中空橡胶吸盘(7)自行吸附在量筒或量杯侧壁(9)上；使用后，掀动中空橡胶吸盘(7)任何一个掰沿(8)，使所述量筒量杯俯读器与大气相通，真空瞬间消失，与量筒或量杯侧壁(9)分离。
9.根据权利要求1所述的量筒量杯俯读器，其特征在于：读取量筒或量杯侧壁(9)的刻度时，所述量筒或量杯侧壁(9)的刻度置于右槽壁(4-1)与左槽壁(4-2)之间，并调整俯视镜面的视角，使L形悬挑垂针(3)的水平段可见，而垂直段不可见，当水平段与其镜像合二为一时，操作者的视向即是垂直俯视，操作者对镜面(6)内的镜像刻度读数，与对量筒或量杯侧壁(9)刻度的水平侧视读数相同。
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