CN108897203B - 一种阵列指针演示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种阵列指针演示装置，属于科教演示技术领域，包括固定台体、指针单元及其控制器。指针单元包括驱动单元及内侧指针和外侧指针，内侧指针的端部连接有穿过固定台体的内侧指针固定杆，内侧指针固定杆的中心沿轴向设有通孔，外侧指针的端部连接有穿过通孔的外侧指针固定杆，驱动单元包括固定在固定台体上的电机固定基座以及固定在电机固定基座上的内侧电机和外侧电机，内侧指针固定杆安装在内侧电机的电机轴上，外侧指针固定杆穿过内侧电机的电机轴与外侧电机的电机轴相连，控制器控制通过内侧电机与外侧电机控制内侧指针与外侧指针旋转，本发明结构简单、体型小巧、磨损小、控制方便。

Description

一种阵列指针演示装置
技术领域
本发明属于科教演示技术领域，具体涉及一种阵列指针演示装置。
背景技术
从古老的日冕到先进的原子钟，计时工具一直随着科技进步在发展。其中机械时钟在时钟的发展历程中占有举足轻重的作用。但是随着科学技术的发展，机械时钟逐渐被淘汰，很多年轻观众没有见过这种机械时钟。本发明通过电控技术重新赋予这种指针结构新的表现形式。
本发明通过多个指针单元组成指针矩阵，通过程序控制每个单元指针的速度和位置，即可以通过该装置显示当前时间，也可以组成很多种优美的图案，完成各种动态效果。具有很高的观赏价值和艺术价值。市场现有的指针矩阵存在以下问题结构复杂、磨损大、造价高、体型大、组合单元少、可组合图案少及操作控制困难等弊端。
因此设计一种结构简单、体型小巧、磨损小、控制方便的阵列指针演示装置对科教具有重要作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种阵列指针演示装置，其结构简单、体型小巧、磨损小、控制方便。
本发明提供了如下的技术方案：
一种阵列指针演示装置，包括固定台体、设置在固定台体上的若干指针单元以及设置在固定台体内的控制器，指针单元包括固定在固定台体内侧的驱动单元以及与所述驱动单元相连的指针元件。
优选的，指针元件包括设置在固定台体外侧的内侧指针和外侧指针，且指针单元可以根据设计造型的需要，可以按照线性整列、圆周整列或其他的位置关系进行排列，内侧指针的端部连接有穿过固定台体的内侧指针固定杆，内侧指针固定杆的中心设有沿轴向设置的通孔，外侧指针的端部连接有穿过通孔的外侧指针固定杆，驱动单元包括固定在固定台体上的电机固定基座以及固定在电机固定基座上的内侧电机和外侧电机，内侧指针固定杆固定连接在内侧电机的电机轴上，外侧指针固定杆穿过内侧电机的电机轴与外侧电机的电机轴相连，控制器控制通过内侧电机与外侧电机控制内侧指针与外侧指针旋转。
优选的，电机固定基座的中部还设有一凹槽，内侧电机的电机轴上固定有内侧电机传感器检测片，外侧指针固定杆上固定有外侧电机传感器检测片，电机固定基座上固定有两个连接板，任意连接板上均连接有一传感器，外侧电机传感器检测片与内侧电机传感器检测片分别穿过凹槽与一个传感器相配合，控制器与传感器之间为电连接，增加的传感器可以起到促使电机(若干指针单元的内侧电机与外侧电机)回原点作用，且配合固定的传感器检测片(内侧电机传感器检测片和外侧电机传感器检测片)，电机转动，传感器检测片进入传感器检测区，传感器输出信号到控制器，电机停止，到达原点，且控制器和每一个指针单元的传感器连接，控制器可以控制指针单元的电机回到传感器位置(传感器指示的原点初始位置)，且通过上位机软件以传感器位置为参考点调整每个指针到统一起始位置，保存传感器位置到起始位置电机的运动角度，这样可以通过上位机软件控制指针矩阵自动运动到统一起始位置，降低指针矩阵的造型编辑的难度。
优选的，传感器为光电开关，外侧电机传感器检测片与内侧电机传感器检测片均为与传感器相配合的光电控制挡片。
优选的，内侧电机与外侧电机均为中空轴电机。
优选的，固定台体上设有包设在内侧指针和外侧指针外侧的连杆外罩。
优选的，电机固定基座上还设有两个分别抵接在内侧电机和外侧电机上的电机压板。
优选的，外侧指针固定杆的端部还设有固定套，使得使得外侧指针固定杆与外侧电机的电机轴之间的固定稳定性更好。
优选的，内侧电机和外侧电机与电机固定基座之间通过耐温胶固定。
本发明的有益效果是：
1、由于该装置采用的是使外侧指针固定杆从内侧指针固定杆和内侧电机中心穿过的连接驱动方式，因此替代了传统的采用刚性构件用同步带链接组成的结构，且传统的各个运动构件均以同一中心轴运行，轴与轴之间通过轴承或者硬磨方式连接，因此使得结构体积大、结构复杂，故本发明的实现过程中，没有轴与轴之间的刚性连接，磨损小，寿命延长，且通过选用小功率的电机即可满足驱动性能，因此能耗较低。
2、该装置结构精简，可以做到小型化、模块化，同样面积下可以放置更多单元，组成的图案更过，提高观赏性。
3、该装置设计有控制器和驱动单元，装置可以在程序的控制下全自动的生成多种造型，方便演示。
4、该装置的指针单元的指针表面由于可以设计成不同的颜色，也可以被设计成可以发光的者可以反射光线的，以增加造型的效果和色彩层次，因此内侧指针与外侧指针旋转时，可以具有很强的艺术性和视觉冲击性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的主视图；
图2是图1中A-A方向上的剖视图；
图3是指针单元的剖视图；
图4是一种大型指针矩阵动作造形；
图中的标记：10为固定台体，20为指针单元，30为控制器，21为内侧指针，22为外侧指针，23为内侧指针固定杆，24为外侧指针固定杆，25为连杆外罩，26为固定套，1为电机固定基座，2为内侧电机，3为外侧电机，4为内侧电机传感器检测片，5为外侧电机传感器检测片，6为连接板，7为传感器，8为电机压板。
具体实施方式
结合图1至图3所示的一种阵列指针演示装置，在本实施例中，包括固定台体10、设置在固定台体10上的指针单元20以及设置在固定台体10内的控制器30，指针单元20包括固定在固定台体10内侧的驱动单元以及设置在固定台体10外侧的内侧指针21和外侧指针22，且指针单元20可以根据设计造型的需要，可以按照线性整列、圆周整列或其他的位置关系进行排列，内侧指针21的端部连接有穿过固定台体10的内侧指针固定杆23，内侧指针固定杆23的中心设有沿轴向设置的通孔，外侧指针22的端部连接有穿过通孔的外侧指针固定杆24，驱动单元包括固定在固定台体上的电机固定基座1以及固定在电机固定基座1上的内侧电机2和外侧电机3，内侧指针固定杆23固定连接在内侧电机1的电机轴上，外侧指针固定杆24穿过内侧电机2的电机轴与外侧电机3的电机轴相连，控制器30控制通过内侧电机2与外侧电机3控制内侧指针21与外侧指针22旋转。
结合图1至图3所示的一种阵列指针演示装置，在本实施例中，电机固定基座1的中部还设有一凹槽，内侧电机2的电机轴上固定有内侧电机传感器检测片4，外侧指针固定杆24上固定有外侧电机传感器检测片5，电机固定基座1上固定有两个连接板6，任意连接板6上均连接有一传感器7，外侧电机传感器检测片5与内侧电机传感器检测片4分别穿过凹槽与一个传感器7相配合，控制器30与传感器7之间为电连接，增加的传感器7可以起到促使电机(若干指针单元的内侧电机与外侧电机)回原点作用，且配合固定的传感器检测片(内侧电机传感器检测片4和外侧电机传感器检测片5)，电机转动，传感器检测片进入传感器检测区，传感器输出信号到控制器，电机停止，到达原点，且控制器和每一个指针单元的传感器连接，控制器可以控制指针单元的电机回到传感器位置(传感器指示的原点初始位置)，且通过上位机软件以传感器位置为参考点调整每个指针到统一起始位置，保存传感器位置到起始位置电机的运动角度，这样可以通过上位机软件控制指针矩阵自动运动到统一起始位置，降低指针矩阵的造型编辑的难度。
结合图1至图3所示的一种阵列指针演示装置，在本实施例中，内侧电机2与外侧电机3均为中空轴伺服电机，固定台体10上设有包设在内侧指针21和外侧指针22外侧的连杆外罩25，电机固定基座1上还设有两个分别抵接在内侧电机2和外侧电机3上的电机压板8，外侧指针固定杆24的端部还设有固定套26，使得使得外侧指针固定杆24与外侧电机6的电机轴之间的固定稳定性更好，内侧电机2和外侧电机3与电机固定基座1之间通过耐温胶固定。
如图4所示的一种大型指针矩阵动作造形，在本实施例中，是按照矩阵排列的指针单元上，显示的时间动作造型。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种阵列指针演示装置，其特征在于，包括固定台体、设置在所述固定台体上的若干指针单元以及设置在所述固定台体内的控制器，所述指针单元包括固定在所述固定台体内侧的驱动单元以及与所述驱动单元相连的指针元件,所述指针元件包括设置在所述固定台体外侧的内侧指针和外侧指针，所述内侧指针的端部连接有穿过所述固定台体的内侧指针固定杆，所述内侧指针固定杆的中心沿轴向设有通孔，所述外侧指针的端部连接有穿过所述通孔的外侧指针固定杆，所述驱动单元包括固定在所述固定台体上的电机固定基座以及固定在所述电机固定基座上的内侧电机和外侧电机，所述内侧指针固定杆安装在所述内侧电机的电机轴上，所述外侧指针固定杆穿过所述内侧电机的电机轴与所述外侧电机的电机轴相连，所述控制器控制通过所述内侧电机与所述外侧电机控制所述内侧指针与外侧指针旋转。
2.根据权利要求1所述的一种阵列指针演示装置，其特征在于，所述电机固定基座的中部设有一凹槽，所述内侧电机的电机轴上固定有内侧电机传感器检测片，所述外侧指针固定杆上固定有外侧电机传感器检测片，所述电机固定基座上固定有两个连接板，任意所述连接板上均连接有一传感器，所述外侧电机传感器检测片与所述内侧电机传感器检测片分别穿过所述凹槽与一个所述传感器相配合，所述控制器与所述传感器之间为电连接。
3.根据权利要求2所述的一种阵列指针演示装置，其特征在于，所述传感器为光电开关，所述外侧电机传感器检测片与所述内侧电机传感器检测片均为与所述传感器相配合的光电控制挡片。
4.根据权利要求1所述的一种阵列指针演示装置，其特征在于，所述内侧电机与所述外侧电机均为中空轴电机。
5.根据权利要求1所述的一种阵列指针演示装置，其特征在于，所述固定台体上设有包设在所述内侧指针和所述外侧指针外侧的连杆外罩。
6.根据权利要求1所述的一种阵列指针演示装置，其特征在于，所述电机固定基座上还设有两个分别抵接在所述内侧电机和所述外侧电机上的电机压板。
7.根据权利要求1所述的一种阵列指针演示装置，其特征在于，所述外侧指针固定杆的端部设有固定套。
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