CN107424494A - 一种用于科普展览的光学岛设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及科普装置领域，特别涉及一种用于科普展览的光学岛设备包括工作柜、光源发光装置、棱镜承载装置、移动装置和控制装置，所述工作柜包括柜面和底座，所述光源发光装置固定安装在柜面的顶部，所述光源发光装置内设有多组用于发射光线的发光部件，所述棱镜承载装置包括若干承载治具，若干承载治具等间距的设置在柜面顶部并且朝向发光部件的位置设置，每个承载治具下均设有一个用于驱动承载治具旋转的驱动部件，所述移动装置包括设置在柜面底部并且位于光源发光装置下方的驱动机构和位于驱动部件下方的滑块滑道机构。本发明能够让人们清晰的了解光线是怎么产生折射的，并且能够让人们了解光线折射的原理。
Description
技术领域
本发明涉及科普装置领域，特别涉及一种用于科普展览的光学岛设备。
背景技术
当一束光线在一种介质斜射入另一种介质或在同一种不均匀介质中传播时，方向发生偏折后形成的光线，光的折射现象中，确定折射光线方向的定律。当光由第一媒质(折射率n1)射入第二媒质(折射率n2)时，在平滑界面上，部分光由第一媒质进入第二媒质后即发生折射。实验指出：折射光线位于入射光线和界面法线所决定的平面内；折射线和入射线分别在法线的两侧；入射角i的正弦和折射角i′的正弦的比值，对折射率一定的两种媒质来说是一个常数。浅显的说，就是光由光速大的介质中进入光速小的介质中时，折射角小于入射角；从光速小的介质进入光速大的介质中时，折射角大于入射角。
现有用于演示光学岛的科普装置，普遍采用单个光源并且该光源可以在驱动机构的带动下进行旋转，该单个光源从空气中射向棱镜上，产生光的折射，达到科普展示的效果，但这种单个光源和单体光源的旋转，就局限了人们对光的折射的认识，影响了整个科普装置所要表达的科学知识。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于科普展览的光学岛设备。
为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：
一种用于科普展览的光学岛设备，包括工作柜、光源发光装置、棱镜承载装置、移动装置和控制装置，所述工作柜包括柜面和底座，所述光源发光装置固定安装在柜面的顶部，所述光源发光装置内设有多组用于发射光线的发光部件，所述棱镜承载装置包括若干承载治具，若干承载治具等间距的设置在柜面顶部并且朝向发光部件的位置设置，每个承载治具下均设有一个用于驱动承载治具旋转的驱动部件，所述移动装置包括设置在柜面底部并且位于光源发光装置下方的驱动机构和位于驱动部件下方的滑块滑道机构，所述控制装置设置在工作柜的侧部，所述发光部件、驱动部件和驱动机构均与控制装置电性连接。
进一步的，所述工作柜内设有定位板，所述定位板位于柜面的正下方，所述柜面的横向截面为扇形结构，所述定位板与柜面的结构相同，所述滑块滑道机构沿柜面的弧长方向设置，所述驱动机构设置在柜面的另一端。
进一步的，所述光源发光装置包括罩设在多组发光部件外的罩体、安装多组发光部件的承载体和驱动承载体旋转的第一电机，该罩体上对应于发光部件设有一个供其光线穿出的通孔，所述罩体的顶部设有供承载体穿过的通槽，所述罩体的顶部设有盖板，该盖板插接在通槽内并且可拆卸的安装在罩体的顶部，所述罩体的底部设有一圆形滑道，所述承载体可转动的插接在该圆形滑道内，所述第一电机竖直安装在盖板的底部并且第一电机的主轴与承载体固定连接。
进一步的，所述滑块滑道机构包括安装在柜面底部的容纳箱和固定安装在定位板上滑轨，该容纳箱将多组驱动部件包裹在内，所述容纳箱的底部设有两块与滑轨滑动配合的滑块，所述滑轨的两端分别设有对滑块限位的限位板。
进一步的，所述驱动机构包括第三电机，所述第三电机的竖直安装在定位板的顶部，所述第三电机的主轴与柜面固定连接，所述柜面在第三电机的驱动下可沿着柜面的弧长方向运动。
进一步的，所述柜面顶部对应于每个承载治具均设有一个供其穿过的通孔，所述驱动部件包括第二电机，每个所述第二电机均竖直设置在容纳箱的底部，每个所述第二电机的主轴均与对应的一个承载治具固定连接。
进一步的，每个所述承载治具上均设有一个不同形状的棱镜。
进一步的，多组所述发光部件包括单组发光头、双组发光头、三组发光头和四组发光头，每组所述发光头的光线均能穿过罩体上对应位置的通孔并且能够照射到对应位置的承载治具上的棱镜上。
进一步的，多个所述棱镜的横向截面分别为半圆形、三角形和矩形。
有益效果：本发明的一种用于科普展览的光学岛设备，通过光源发光装置上的多个不同的发光部件进行发光，光线穿过罩体上的通孔照射到承载治具的棱镜上，就可以折射出不同角度的光线，再通过第一电机的旋转带动承载体旋转能够分别将多组不同的发光头照射到不同承载治具的棱镜上，就可以在不同结构的棱镜上，展现出不同的折射光线，当第二电机带动承载治具旋转，就能够呈现出不同角度是棱镜所产生的折射光线，当第三电机带动整个柜面运动时，就能够实现棱镜上的动态的光线折射，能够让人们清晰的了解光线是怎么产生折射的，并且能够让人们了解光线折射的原理。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的俯视图；
图3为图2中A-A线的剖视图；
图4为本发明的局部立体结构示意图；
图5为本发明的局部装配结构示意图一；
图6为本发明的局部装配结构示意图二；
图7为本发明光源发光装置的立体结构示意图；
图8为本发明光源发光装置的装配结构示意图一；
图9为本发明光源发光装置的装配结构示意图二；
附图标记说明：工作柜1，柜面1a，底座1b，定位板1c，光源发光装置2，罩体2a，盖板2a1，承载体2b，第一电机2c，发光部件2d，圆形滑道2e，棱镜承载装置3，承载治具3a，棱镜3b,移动装置4，滑块滑道机构4a，容纳箱4a1，滑轨4a2，滑块4a3,第三电机4a4,第二电机4a5。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施例做进一步详细描述：
参照图1至图9所示的一种用于科普展览的光学岛设备，包括工作柜1、光源发光装置2、棱镜承载装置3、移动装置4和控制装置，所述工作柜1包括柜面1a和底座1b，所述光源发光装置2固定安装在柜面1a的顶部，所述光源发光装置2内设有多组用于发射光线的发光部件2d，所述棱镜承载装置3包括若干承载治具3a，若干承载治具3a等间距的设置在柜面1a顶部并且朝向发光部件2d的位置设置，每个承载治具3a下均设有一个用于驱动承载治具3a旋转的驱动部件，所述移动装置4包括设置在柜面1a底部并且位于光源发光装置2下方的驱动机构和位于驱动部件下方的滑块滑道机构4a，所述控制装置设置在工作柜1的侧部，所述发光部件2d、驱动部件和驱动机构均与控制装5电性连接，在第一电机2c、第二电机4a5和第三电机4a4的分别驱动下，可以实现多种不同状态下光线折射所呈现的物理现象，能够让人们更直观了解光线折射的原理。
所述工作柜1内设有定位板1c，所述定位板1c位于柜面1a的正下方，所述柜面1a的横向截面为扇形结构，所述定位板1c与柜面1a的结构相同，所述滑块滑道机构4a沿柜面1a的弧长方向设置，所述驱动机构设置在柜面1a的另一端，整个柜体为扇形结构的设置，使的第三电机4a4驱动柜面1a沿着滑轨4a2在弧线方向上运动就能够实现发光部件2d产生的光线照射到棱镜3b上，产生不同的折射光线。
所述光源发光装置2包括罩设在多组发光部件2d外的罩体2a、安装多组发光部件2d的承载体2b和驱动承载体2b旋转的第一电机2c，该罩体2a上对应于发光部件2d设有一个供其光线穿出的通孔，所述罩体2a的顶部设有供承载体2b穿过的通槽，所述罩体2a的顶部设有盖板2a1，该盖板2a1插接在通槽内并且可拆卸的安装在罩体2a的顶部，所述罩体2a的底部设有一圆形滑道2e，所述承载体2b可转动的插接在该圆形滑道2e内，所述第一电机2c竖直安装在盖板2a1的底部并且第一电机2c的主轴与承载体2b固定连接，第一电机2c能够驱动承载体2b沿着圆形轨道做圆周运动，就可以实现承载体2b上多组不同的发光头的光线穿过通孔照射到棱镜3b上，就能够产生多种不同的折射光线的物理现象。
所述滑块滑道机构4a包括安装在柜面1a底部的容纳箱4a1和固定安装在定位板1c上滑轨4a2，该容纳箱4a1将多组驱动部件包裹在内，所述容纳箱4a1的底部设有两块与滑轨4a2滑动配合的滑块4a3，所述滑轨4a2的两端分别设有对滑块4a3限位的限位板，通过第三电机4a4驱动柜面1a进而带动容纳箱4a1上的滑块4a3在滑轨4a2上沿着柜面1a的弧线方向运动，就可以实现光线在棱镜3b上的折射现象。
所述驱动机构包括第三电机4a4，所述第三电机4a4的竖直安装在定位板1c的顶部，所述第三电机4a4的主轴与柜面1a固定连接，所述柜面1a在第三电机4a4的驱动下可沿着柜面1a的弧长方向运动，柜面1a在第三电机4a4的带动下运动，就改变了承载治具3a上原有的棱镜3b的位置，进而就改变了光线照射入棱镜3b中所折射出的光线，产生多种不同的折射现象。
所述柜面1a顶部对应于每个承载治具3a均设有一个供其穿过的通孔，所述驱动部件包括第二电机4a5，每个所述第二电机4a5均竖直设置在容纳箱4a1的底部，每个所述第二电机4a5的主轴均与对应的一个承载治具3a固定连接，每个第二电机4a5分别驱动一个承载治具3a旋转，就能够带动一个棱镜3b的旋转，当光线照射到棱镜3b上时，就会因为棱镜3b角度的变化，进而产生多种不同折射光线的现象。
每个所述承载治具3a上均设有一个不同形状的棱镜3b，使得光线在不同形状的棱镜3b内所折射出来的光线所能够呈现的物理现象。
多组所述发光部件2d包括单组发光头、双组发光头、三组发光头和四组发光头，每组所述发光头的光线均能穿过罩体2a上对应位置的通孔并且能够照射到对应位置的承载治具3a上的棱镜3b上，单组发光头、双组发光头、三组发光头和四组发光头分别发出的光线条数是不相同的，可以让人们清晰的看见的多组不同的光线是怎样在棱镜3b里产生光线折射的。
多个所述棱镜3b的横向截面分别为半圆形、三角形和矩形，呈现出的光线均为不同。
本发明的工作原理：通过光源发光装置2上的多个不同的发光部件2d进行发光，光线穿过罩体2a上的通孔照射到承载治具3a的棱镜3b上，就可以折射出不同角度的光线，再通过第一电机2c的旋转带动承载体2b旋转能够分别将多组不同的发光头照射到不同承载治具3a的棱镜3b上，就可以在不同结构的棱镜3b上，展现出不同的折射光线，当第二电机4a5带动承载治具3a旋转，就能够呈现出不同角度是棱镜3b所产生的折射光线，当第三电机4a4带动整个柜面1a运动时，就能够实现棱镜3b上的动态的光线折射。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种用于科普展览的光学岛设备，其特征在于：包括工作柜(1)、光源发光装置(2)、棱镜承载装置(3)、移动装置(4)和控制装置，所述工作柜(1)包括柜面(1a)和底座(1b)，所述光源发光装置(2)固定安装在柜面(1a)的顶部，所述光源发光装置(2)内设有多组用于发射光线的发光部件(2d)，所述棱镜承载装置(3)包括若干承载治具(3a)，若干承载治具(3a)等间距的设置在柜面(1a)顶部并且朝向发光部件(2d)的位置设置，每个承载治具(3a)下均设有一个用于驱动承载治具(3a)旋转的驱动部件，所述移动装置(4)包括设置在柜面(1a)底部并且位于光源发光装置(2)下方的驱动机构和位于驱动部件下方的滑块滑道机构(4a)，所述控制装置设置在工作柜(1)的侧部，所述发光部件(2d)、驱动部件和驱动机构均与控制装置电性连接。
2.根据权利要求1所述一种用于科普展览的光学岛设备，其特征在于：所述工作柜(1)内设有定位板(1c)，所述定位板(1c)位于柜面(1a)的正下方，所述柜面(1a)的横向截面为扇形结构，所述定位板(1c)与柜面(1a)的结构相同，所述滑块滑道机构(4a)沿柜面(1a)的弧长方向设置，所述驱动机构设置在柜面(1a)的另一端。
3.根据权利要求1所述一种用于科普展览的光学岛设备，其特征在于：所述光源发光装置(2)包括罩设在多组发光部件(2d)外的罩体(2a)、安装多组发光部件(2d)的承载体(2b)和驱动承载体(2b)旋转的第一电机(2c)，该罩体(2a)上对应于发光部件(2d)设有一个供其光线穿出的通孔，所述罩体(2a)的顶部设有供承载体(2b)穿过的通槽，所述罩体(2a)的顶部设有盖板(2a1)，该盖板(2a1)插接在通槽内并且可拆卸的安装在罩体(2a)的顶部，所述罩体(2a)的底部设有一圆形滑道(2e)，所述承载体(2b)可转动的插接在该圆形滑道(2e)内，所述第一电机(2c)竖直安装在盖板(2a1)的底部并且第一电机(2c)的主轴与承载体(2b)固定连接。
4.根据权利要求1所述一种用于科普展览的光学岛设备，其特征在于：所述滑块滑道机构(4a)包括安装在柜面(1a)底部的容纳箱(4a1)和固定安装在定位板(1c)上滑轨(4a2)，该容纳箱(4a1)将多组驱动部件包裹在内，所述容纳箱(4a1)的底部设有两块与滑轨(4a2)滑动配合的滑块(4a3)，所述滑轨(4a2)的两端分别设有对滑块(4a3)限位的限位板。
5.根据权利要求3所述一种用于科普展览的光学岛设备，其特征在于：所述驱动机构包括第三电机(4a4)，所述第三电机(4a4)的竖直安装在定位板(1c)的顶部，所述第三电机(4a4)的主轴与柜面(1a)固定连接，所述柜面(1a)在第三电机(4a4)的驱动下可沿着柜面(1a)的弧长方向运动。
6.根据权利要求2所述一种用于科普展览的光学岛设备，其特征在于：所述柜面(1a)顶部对应于每个承载治具(3a)均设有一个供其穿过的通孔，所述驱动部件包括第二电机(4a5)，每个所述第二电机(4a5)均竖直设置在容纳箱(4a1)的底部，每个所述第二电机(4a5)的主轴均与对应的一个承载治具(3a)固定连接。
7.根据权利要求5所述一种用于科普展览的光学岛设备，其特征在于：每个所述承载治具(3a)上均设有一个不同形状的棱镜(3b)。
8.根据权利要求1所述一种用于科普展览的光学岛设备，其特征在于：多组所述发光部件(2d)包括单组发光头、双组发光头、三组发光头和四组发光头，每组所述发光头的光线均能穿过罩体(2a)上对应位置的通孔并且能够照射到对应位置的承载治具(3a)上的棱镜(3b)上。
9.根据权利要求7所述一种用于科普展览的光学岛设备，其特征在于：多个所述棱镜(3b)的横向截面分别为半圆形、三角形和矩形。
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