CN108597331A - 一种光的三原色合成实验器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光的三原色合成实验器，包括三原色转盘和驱动装置；所述三原色转盘由一个基础圆盘和三个原色圆盘组合而成；每个原色圆盘剪切一个开口，三个原色圆盘通过开口交叉重叠在一起，使外观圆面呈现出三个不同颜色的扇形组合；所述驱动装置用来驱动三原色转盘旋转，驱动装置包括套筒、握把、转轴；本发明可以演示三原色合成，也可以演示二原色合成，可以演示等份比例原色合成，也可以演示任何比例原色合成；只需简单握紧和松开握把，三原色转盘就可高速旋转，实现对三原色或二原色合成，不但操作简单，而且实验效果明显，省力省时，快速高效。

Description

一种光的三原色合成实验器
技术领域
本发明属于物理实验用品技术领域，具体为一种光的三原色合成实验器。
背景技术
物理教学过程中，经常会演示光的三原色合成实验，目前，实验使用的三原色原理演示仪一般是采用三只聚光灯，用投影方式将三种颜色的光束投在外置的屏幕上来显示三原色的合成的效果。这套装置成本较高，安装使用比较麻烦，而且只能在有电源的地方使用。另外，这套装置不能演示不同比例原色光合成，聚光灯发出的光线的强度无法调节，发出的光线是周围散光、前面聚光，导致三种色光形成的光斑深浅不均匀，三色光合在一起很难形成深浅一致的白光，导致实验经常失败，无法直观的给学生讲解物理原理，严重影响了教学效率和质量。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供一种光的三原色合成实验器。
本发明所采用的技术方案是：一种光的三原色合成实验器，其特征是：该实验器包括三原色转盘和驱动装置；
所述三原色转盘由一个基础圆盘和三个原色圆盘组合而成；所述基础圆盘的其中一个表面圆心处设有中轴，该中轴用于与驱动装置相连接，基础圆盘的另一个表面周边上设有圆周等分线，等分线内设有三个原色圆盘；所述三个原色圆盘分别是红色圆盘、绿色圆盘、蓝色圆盘，三个原色圆盘除颜色不同外，其形状、大小完全相同，三个原色圆盘的半径稍小于基础圆盘的半径，使三个原色圆盘与基础圆盘同心叠合时而不遮挡圆周等分线，三个原色圆盘圆心处设有圆孔，在圆孔和周边之间剪切一个开口，三个原色圆盘通过开口交叉完全重叠在一起，使外观圆面呈现出三个不同颜色的扇形组合，重叠在一起三个原色圆盘的圆孔处穿插一带帽螺丝，螺丝旋进基础圆盘圆心上，旋紧螺丝可将三个原色圆盘紧固在基础圆盘上，旋松螺丝可以转动三个原色圆盘，根据基础圆盘上的圆周等分线可调整三个原色圆盘露出的比例；
所述驱动装置用来驱动三原色转盘旋转，驱动装置包括套筒、握把、转轴；所述套筒为中空柱形，套筒外侧面上设有销钉；所述握把为两个，分别设置在套筒两侧，单个握把形状为“￢” 形，握把前端设有销孔，握把通过其前端的销孔和套筒上的销钉与套筒转动连接，两个握把在套筒上对称设置，在销钉上设有“＜” 形扭力弹簧，“＜” 形扭力弹簧两端分别作用在两个握把上，握把后端竖向部分设有齿条，两个握把上的齿条面相对；所述转轴穿插在套筒内并伸出套筒外，转轴与套筒为转动连接，转轴后端设有单向轴承，单向轴承的外座圈上设有齿轮，该齿轮与两个握把上的齿条相啮合，转轴前端设有连接件，该连接件可把转轴与三原色转盘的中轴连接起来。
进一步，所述三个原色圆盘的开口为直线形或曲线形。
进一步，为了精确调整三原色的比例，所述圆周等分线上标有分度值。
进一步，为了方便转动原色圆盘，所述三个原色圆盘的周边侧棱上设有防滑纹。
进一步，为了增大手与握把之间的摩擦，所述握把外表面设置防滑橡胶层。
进一步，为了防止齿条与齿轮相脱离，所述两个齿条上设置相互卡合的扣件；为了防止两个握把进一步张开，所述齿条上设置阻止扣件滑动的凸起。
进一步，为了减小转轴与套筒之间摩擦，所述转轴与套筒之间设置轴承，轴承外圈与套筒固定连接，轴承内圈与转轴固定连接。
进一步，所述单向轴承包括外座圈和内座圈，所述外座圈的外周面上设置有齿轮，外座圈的内周面上设置有棘齿槽，所述内座圈活动套装在外座圈内腔中，内座圈的外周面上开设有棘爪槽，棘爪槽中活动设置有与棘齿槽相配合的棘爪，棘爪的底部开设有弹簧孔，弹簧孔中设置有弹簧，弹簧抵在棘爪上，内座圈的内腔为转轴安装孔，安装孔的孔壁上开设有键槽。
进一步，所述连接件为螺母或卡箍。
本发明的工作过程是：旋松螺丝转动三个原色圆盘，根据基础圆盘上的圆周等分线调整三原色的比例，可以是三原色，也可以是二原色，可以是等份比例，也可以是其它任何比例，确定原色比例后旋紧螺丝，将三个原色圆盘紧固在基础圆盘上，然后将三原色转盘的中轴与连接件连接起来。用手把持握把，当手握紧握把时，两个握把逐渐闭合，“＜” 形扭力弹簧发生弹性形变，两个齿条做相对运动，由于齿条与齿轮相啮合，齿条带动齿轮正向转动，齿轮带动外座圈正向转动，棘爪在弹簧的作用下卡入外座圈上相应的棘齿槽中，外座圈带动内座圈一起转动，内座圈带动转轴转动，转轴带动三原色转盘转动；当手松开握把时，发生弹性形变的“＜” 形扭力弹簧恢复，两个握把逐渐张开，握把带动两个齿条做相向运动，由于齿条与齿轮相啮合，齿条带动齿轮反向转动，齿轮带动外座圈反向转动，棘爪的外端在棘齿槽的压迫下，棘爪与棘齿槽不啮合，外座圈空转不驱动内座圈，内座圈不会随着外座圈反向旋转，相反内座圈会在惯性作用下继续正向旋转；当连续握紧松开握把时，转轴转速会越来越快，三色光的合成现象明显，能达到实验的预设效果。
本发明有益效果是：①三原色转盘可以演示三原色合成，也可以演示二原色合成，可以演示等份比例原色合成，也可以演示任何比例原色合成；②只需简单握紧和松开握把，三原色转盘就可高速旋转，实现对三原色或二原色合成，不但操作简单，而且实验效果明显，省力省时，快速高效；③本发明采用单向旋转技术，握紧和松开握把时三原色转盘都是朝同一个方向旋转，充分利用贯性，转速更快，实验效果更好；④结构简单，使用方便，容易推广。
附图说明
如图1是本发明的结构示意图。
如图2是本发明的单个原色圆盘结构示意图。
如图3是本发明的三原色转盘结构示意图。
如图4是本发明的单个原色圆盘曲线形开口结构示意图。
如图5是三个如图4形式的原色圆盘交叉重叠后结构示意图。
如图6是本发明的“＜” 形扭力弹簧结构示意图。
如图7是本发明的单向轴承结构示意图。
如图8是本发明的齿轮与齿条结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
一种光的三原色合成实验器，其特征是：该实验器包括三原色转盘和驱动装置；
所述三原色转盘由一个基础圆盘14和三个原色圆盘13组合而成；所述基础圆盘14的其中一个表面圆心处设有中轴1，该中轴1用于与驱动装置相连接，基础圆盘14的另一个表面周边上设有圆周等分线18，等分线18内设有三个原色圆盘13；所述三个原色圆盘13分别是红色圆盘、绿色圆盘、蓝色圆盘，三个原色圆盘13除颜色不同外，其形状、大小完全相同，三个原色圆盘13的半径稍小于基础圆盘14的半径，使三个原色圆盘13与基础圆盘14同心叠合时而不遮挡圆周等分线18，三个原色圆盘13圆心处设有圆孔17，在圆孔17和周边之间剪切一个开口16，三个原色圆盘13通过开口16交叉完全重叠在一起，使外观圆面呈现出三个不同颜色的扇形组合，重叠在一起三个原色圆盘13的圆孔17处穿插一带帽螺丝12，螺丝12旋进基础圆盘14圆心上，旋紧螺丝12可将三个原色圆盘13紧固在基础圆盘14上，旋松螺丝12可以转动三个原色圆盘13，根据基础圆盘14上的圆周等分线18可调整三个原色圆盘13露出的比例；
所述驱动装置用来驱动三原色转盘旋转，驱动装置包括套筒8、握把5、转轴6；所述套筒8为中空柱形，套筒8外侧面上设有销钉10；所述握把5为两个，分别设置在套筒8两侧，单个握把5形状为“￢” 形，握把5前端设有销孔9，握把5通过其前端的销孔9和套筒8上的销钉10与套筒8转动连接，两个握把5在套筒8上对称设置，在销钉10上设有“＜” 形扭力弹簧7，“＜” 形扭力弹簧7两端分别作用在两个握把5上，握把5后端竖向部分设有齿条3，两个握把上的齿条3面相对；所述转轴6穿插在套筒8内并伸出套筒8外，转轴6与套筒8为转动连接，转轴6后端设有单向轴承4，单向轴承4的外座圈21上设有齿轮20，该齿轮20与两个握把上的齿条3相啮合，转轴6前端设有连接件11，该连接件11可把转轴6与三原色转盘的中轴1连接起来。
进一步，所述三个原色圆盘13的开口16为直线形（如图2、3）或曲线形（如图4、5）。
进一步，为了精确调整三原色的比例，所述圆周等分线18上标有分度值19。
进一步，为了方便转动原色圆盘13，所述三个原色圆盘13的周边侧棱上15设有防滑纹。
进一步，为了增大手与握把5之间的摩擦，所述握把5外表面设置防滑橡胶层2。
进一步，为了防止齿条3与齿轮20相脱离，所述两个齿条3上设置相互卡合的扣件30；为了防止两个握把5进一步张开，所述齿条3上设置阻止扣件30滑动的凸起31。
进一步，为了减小转轴6与套筒8之间摩擦，所述转轴6与套筒8之间设置轴承，轴承外圈与套筒8固定连接，轴承内圈与转轴6固定连接。
进一步，所述单向轴承4包括外座圈21和内座圈28，所述外座圈21的外周面上设置有齿轮20，外座圈21的内周面上设置有棘齿槽22，所述内座圈28活动套装在外座圈21内腔中，内座圈28的外周面上开设有棘爪槽27，棘爪槽27中活动设置有与棘齿槽22相配合的棘爪26，棘爪26的底部开设有弹簧孔24，弹簧孔24中设置有弹簧25，弹簧25抵在棘爪26上，内座圈28的内腔为转轴安装孔29，安装孔29的孔壁上开设有键槽23。
进一步，所述连接件11为螺母或卡箍。
本发明的工作过程是：旋松螺丝12转动三个原色圆盘13，根据基础圆盘14上的圆周等分线18调整三原色的比例，可以是三原色，也可以是二原色，可以是等份比例，也可以是其它任何比例，确定原色比例后旋紧螺丝12，将三个原色圆盘13紧固在基础圆盘14上，然后将三原色转盘的中轴1与连接件11连接起来。用手把持握把5，当手握紧握把5时，两个握把5逐渐闭合，“＜” 形扭力弹簧7发生弹性形变，两个齿条3做相对运动，由于齿条3与齿轮20相啮合，齿条3带动齿轮20正向转动，齿轮20带动外座圈21正向转动，棘爪26在弹簧25的作用下卡入外座圈21上相应的棘齿槽22中，外座圈21带动内座圈28一起转动，内座圈28带动转轴6转动，转轴6带动三原色转盘13转动；当手松开握把5时，发生弹性形变的“＜” 形扭力弹簧7恢复，两个握把5逐渐张开，握把5带动两个齿条3做相向运动，由于齿条3与齿轮20相啮合，齿条3带动齿轮20反向转动，齿轮20带动外座圈21反向转动，棘爪26的外端在棘齿槽22的压迫下，棘爪26与棘齿槽22不啮合，外座圈21空转不驱动内座圈28，内座圈28不会随着外座圈21反向旋转，相反内座圈28会在惯性作用下继续正向旋转；当连续握紧松开握把5时，转轴6转速会越来越快，三色光的合成现象明显，能达到实验的预设效果。

Claims (9)

1.一种光的三原色合成实验器，其特征是：该实验器包括三原色转盘和驱动装置；
所述三原色转盘由一个基础圆盘和三个原色圆盘组合而成；所述基础圆盘的其中一个表面圆心处设有中轴，该中轴用于与驱动装置相连接，基础圆盘的另一个表面周边上设有圆周等分线，等分线内设有三个原色圆盘；所述三个原色圆盘分别是红色圆盘、绿色圆盘、蓝色圆盘，三个原色圆盘除颜色不同外，其形状、大小完全相同，三个原色圆盘的半径稍小于基础圆盘的半径，使三个原色圆盘与基础圆盘同心叠合时而不遮挡圆周等分线，三个原色圆盘圆心处设有圆孔，在圆孔和周边之间剪切一个开口，三个原色圆盘通过开口交叉完全重叠在一起，使外观圆面呈现出三个不同颜色的扇形组合，重叠在一起三个原色圆盘的圆孔处穿插一带帽螺丝，螺丝旋进基础圆盘圆心上，旋紧螺丝可将三个原色圆盘紧固在基础圆盘上，旋松螺丝可以转动三个原色圆盘，根据基础圆盘上的圆周等分线可调整三个原色圆盘露出的比例；
所述驱动装置用来驱动三原色转盘旋转，驱动装置包括套筒、握把、转轴；所述套筒为中空柱形，套筒外侧面上设有销钉；所述握把为两个，分别设置在套筒两侧，单个握把形状为“￢” 形，握把前端设有销孔，握把通过其前端的销孔和套筒上的销钉与套筒转动连接，两个握把在套筒上对称设置，在销钉上设有“＜” 形扭力弹簧，“＜” 形扭力弹簧两端分别作用在两个握把上，握把后端竖向部分设有齿条，两个握把上的齿条面相对；所述转轴穿插在套筒内并伸出套筒外，转轴与套筒为转动连接，转轴后端设有单向轴承，单向轴承的外座圈上设有齿轮，该齿轮与两个握把上的齿条相啮合，转轴前端设有连接件，该连接件可把转轴与三原色转盘的中轴连接起来。
2.根据权利要求1所述一种光的三原色合成实验器，其特征是：所述三个原色圆盘的开口为直线形或曲线形。
3.根据权利要求1所述一种光的三原色合成实验器，其特征是：所述圆周等分线上标有分度值。
4.根据权利要求1所述一种光的三原色合成实验器，其特征是：所述三个原色圆盘的周边侧棱上设有防滑纹。
5.根据权利要求1所述一种光的三原色合成实验器，其特征是：所述握把外表面设置防滑橡胶层。
6.根据权利要求1所述一种光的三原色合成实验器，其特征是：所述两个齿条上设置相互卡合的扣件，所述齿条上设置阻止扣件滑动的凸起。
7.根据权利要求1所述一种光的三原色合成实验器，其特征是：所述转轴与套筒之间设置轴承，轴承外圈与套筒固定连接，轴承内圈与转轴固定连接。
8.根据权利要求1所述一种光的三原色合成实验器，其特征是：所述单向轴承包括外座圈和内座圈，所述外座圈的外周面上设置有齿轮，外座圈的内周面上设置有棘齿槽，所述内座圈活动套装在外座圈内腔中，内座圈的外周面上开设有棘爪槽，棘爪槽中活动设置有与棘齿槽相配合的棘爪，棘爪的底部开设有弹簧孔，弹簧孔中设置有弹簧，弹簧抵在棘爪上，内座圈的内腔为转轴安装孔，安装孔的孔壁上开设有键槽。
9.根据权利要求1所述一种光的三原色合成实验器，其特征是：所述连接件为螺母或卡箍。
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