CN114419961A - 一种斐波那契旋转树的科普互动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种斐波那契旋转树的科普互动装置，属于科普设备技术领域，其特征在于包括展示互动本体及用于驱动展示互动本体形成斐波那契黄金比例结构的连接结构，展示互动本体由预设数量的塔板叠放而成，塔板的轴心穿设转轴，塔板包括一级塔板和若干个二级塔板，二级塔板设置有用于驱动上层二级塔板转动的第二凸轴、开设有插接转轴的通孔和与第二凸轴滑动连接的弧形滑槽，本发明的有益效果是：利用特定角度的弧形滑槽和造型板块的塔板，相互牵拉的弧形滑槽，依靠惯性实现了正反转展现了符合斐波那契黄金比例的螺旋结构的松果效果，瞬间形成斐波那契旋转结构形式的松果，产生视觉的冲击。
Description
技术领域：
本发明属于科普设备技术领域，更具体地涉及一种斐波那契旋转树的科普互动装置。
背景技术：
斐波那契数列的是法国数学家埃杜瓦尔·卢卡斯发现的，从那时起，科学家开始注意到自然界中这样的例子，譬如，向日葵花盘和松果的螺线、植物茎干上的幼芽分布、种子发育成形和动物犄角的生长定式，人类从胚胎、婴儿、孩童到成年的发育规律，也遵循着黄金分割率，即斐波那契黄金比例；
在植物中，像牡丹、月季、荷花、菊花等观赏性花卉含苞欲放时，起花蕾呈直的椭圆形，且长短轴的比例大接近于斐波那契黄金比例，
而上述理论仅仅是理论上的测定，属于静态属性，对于结构的形成没有很直观动态的认识。
发明内容：
为解决上述问题，克服现有技术的不足，本发明提供了一种斐波那契旋转树的科普互动装置，能够有效的解决：斐波那契黄金比例理论仅仅是理论上的测定，属于静态属性，对于结构的形成没有很直观的动态认识问题。
本发明解决上述技术问题的具体技术方案为：斐波那契旋转树的科普互动装置，其特征在于包括展示互动本体及用于驱动展示互动本体形成斐波那契黄金比例结构的连接结构，
展示互动本体由预设数量的塔板叠放而成，塔板的轴心穿设转轴，
所述连接结构包括主轴，主轴的下端设置有与动力结构配合的主动轮；主轴的上部固定设置有驱动板，驱动板的上端面设置有驱动塔板转动的第一凸轴；驱动板的上端面沿竖直方向固定设置有转轴；
所述塔板包括一级塔板和若干个二级塔板，
所述一级塔板设置有用于驱动二级塔板转动的第二凸轴、开设有用于插接第一凸轴的凸轴插接孔和插接转轴的通孔；
所述二级塔板设置有用于驱动上层二级塔板转动的第二凸轴、开设有插接转轴的通孔和与第二凸轴滑动连接的弧形滑槽。
进一步地，所述弧形滑槽的槽口一端与第二凸轴分别位于通孔的同一轴线的两侧。
进一步地，所述弧形滑槽的弧形的角度为35-85度。
进一步地，所述二级塔板的个数大于360除以弧形的角度。
进一步地，所述二级塔板包括造型板块和连接板块，所述连接板块设有第二凸轴、通孔和弧形滑槽，所述造型板块包括弧形部和条形部，不同二级塔板的条形部长度不同。
进一步地，不同二级塔板的条形部按照长度先增加再减小的结构形式设置。
进一步地，所述的转轴的顶部通过螺纹还设置有调节螺母。
进一步地，所述动力结构设置成正反转结构形式。
进一步地，所述主轴通过主轴固定座固定在展示台上，主轴的外端面设置有与主轴固定座卡合转动连接的凸台结构。
进一步地，所述展示互动本体的外侧还设置有防护罩。
本发明的有益效果是：
观众可旋转斐波那契旋转树的科普互动装置进行互动，快速旋转的过程中，按照斐波那契黄金比例旋转的塔板最终呈现出螺旋状态，像一棵树一般；
利用驱动展示互动本体形成斐波那契黄金比例结构的连接结构的相互牵拉的弧形滑槽，依靠惯性实现了正反转时，斐波那契黄金比例旋转结构与原始状态的切换；
更为神奇地是利用特定角度的弧形滑槽和造型板块的塔板，相互牵拉的弧形滑槽，依靠惯性实现了正反转展现了符合斐波那契黄金比例的螺旋结构的松果效果，瞬间形成斐波那契旋转结构形式的松果，产生视觉的冲击，使参观者真实地、直观地、动态地和连续地感受到斐波那契黄金比例旋转结构的神奇。
附图说明：
附图1是本发明主视图结构示意图；
附图2是本发明俯视图结构示意图；
附图3是本发明主轴结构示意图；
附图4是本发明一级塔板结构示意图；
附图5是本发明二级塔板结构示意图；
附图6是本发明实施例结构示意图；附图中：
1.展示互动本体、2.防护罩、3.主轴、4.主轴固定座、5.塔板、6.调节螺母、7.凸台结构、8.第一凸轴、9.转轴、10.凸轴插接孔、11.第二凸轴、12.通孔、13.连接板块、14.条形部、15.弧形部、16.弧形滑槽。
具体实施方式：
在本发明的描述中具体细节仅仅是为了能够充分理解本发明的实施例，但是作为本领域的技术人员应该知道本发明的实施并不限于这些细节。另外，公知的结构和功能没有被详细的描述或者展示，以避免模糊了本发明实施例的要点。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的具体实施方式：
斐波那契旋转树的科普互动装置，其特征在于包括展示互动本体1及用于驱动展示互动本体1形成斐波那契黄金比例结构的连接结构，
展示互动本体1由预设数量的塔板5叠放而成，塔板5的轴心穿设转轴9，
所述连接结构包括主轴3，主轴3的下端设置有与动力结构配合的主动轮；主轴3的上部固定设置有驱动板，驱动板的上端面设置有驱动塔板5转动的第一凸轴8；驱动板的上端面沿竖直方向固定设置有转轴9；
所述塔板5包括一级塔板和若干个二级塔板，
所述一级塔板设置有用于驱动二级塔板转动的第二凸轴11、开设有用于插接第一凸轴8的凸轴插接孔10和插接转轴9的通孔12；
所述二级塔板设置有用于驱动上层二级塔板转动的第二凸轴11、开设有插接转轴9的通孔12和与第二凸轴11滑动连接的弧形滑槽16。
进一步地，所述弧形滑槽16的槽口一端与第二凸轴11分别位于通孔12的同一轴线的两侧。
进一步地，所述弧形滑槽16的弧形的角度为35-85度。
进一步地，所述二级塔板的个数大于360除以弧形的角度。
进一步地，所述二级塔板包括造型板块和连接板块13，所述连接板块13设有第二凸轴11、通孔12和弧形滑槽16，所述造型板块包括弧形部15和条形部14，不同二级塔板的条形部14长度不同。
进一步地，不同二级塔板的条形部14按照长度先增加再减小的结构形式设置。
进一步地，所述的转轴9的顶部通过螺纹还设置有调节螺母6。
进一步地，所述动力结构设置成正反转结构形式。
进一步地，所述主轴3通过主轴固定座4固定在展示台上，主轴3的外端面设置有与主轴固定座4卡合转动连接的凸台结构7。
进一步地，所述展示互动本体1的外侧还设置有防护罩2。
使用时，具体操作如下：
1.当动力结构给主动轮一个初始线速度时，第二凸轴11牵拉上一层的二级塔板的弧形滑槽16运动，由于弧形滑槽16的槽口一端与第二凸轴11分别位于通孔12的同一轴线的两侧，整个驱动展示互动本体1保持一个片状的板型结构，达到恒定初始线速度运行的圆周运动，
2.当动力结构停止时，作用一级塔板停止转动，由于惯性，第二凸轴11在上一层的二级塔板的弧形滑槽16滑动，最后，运动至弧形滑槽16的另一端，第二凸轴11牵拉上一层的二级塔板停止运动，同理，作用上一层的二级塔板，由于每个二级塔板相对于下层的二级塔板相对运动角度一致，能够均匀形成类似于松果的旋转结构，瞬间形成斐波那契旋转结构形式的松果，产生视觉的冲击，使参观者真实地、直观地、动态地和连续地感受到斐波那契黄金比例旋转结构的神奇。
3.塔板采用尼龙材质，以初始线速度0.5m/s为例，塔板之间的摩擦系数为0.15-0.25，利用调节螺母6调节塔板之间的压力，进而控制塔板之间的摩擦力，保证两张相邻的塔板的夹角是43度，此时，弧形滑槽16的弧形的角度为43度，塔板的数量大于360/43，
作为本发明的优选实施例，此处，塔板的数量为17个，包括1个一级塔板和16个二级塔板，其中16个二级塔板的条形部14按照长度先增加再减小的结构形式设置；调节螺母6控制塔板之间的摩擦力的意义在于，不仅可以保证所有塔板能够运动至特定角度，还必须避免塔板因速度过快导致反弹后无法保证特定角度的问题；
4.同理：通过动力结构的翻转，实现斐波那契旋转结构形式的松果瞬间转换成初始的板状结构。
综上所述：观众可通过旋转斐波那契旋转树的科普互动装置进行互动，快速旋转的过程中，按照斐波那契黄金比例旋转的塔板最终呈现出螺旋状态，像一棵树一般；
利用驱动展示互动本体形成斐波那契黄金比例结构的连接结构的相互牵拉的弧形滑槽，依靠惯性实现了正反转时，斐波那契黄金比例旋转结构与原始状态的切换；
更为神奇地是利用特定角度的弧形滑槽和造型板块的塔板，相互牵拉的弧形滑槽，依靠惯性实现了正反转展现了符合斐波那契黄金比例的螺旋结构的松果效果，瞬间形成斐波那契旋转结构形式的松果，产生视觉的冲击，使参观者真实地、直观地、动态地和连续地感受到斐波那契黄金比例旋转结构的神奇。
Claims (10)
1.一种斐波那契旋转树的科普互动装置，其特征在于包括展示互动本体(1)及用于驱动展示互动本体(1)形成斐波那契黄金比例结构的连接结构，
展示互动本体(1)由预设数量的塔板(5)叠放而成，塔板(5)的轴心穿设转轴(9)，
所述连接结构包括主轴(3)，主轴(3)的下端设置有与动力结构配合的主动轮；主轴(3)的上部固定设置有驱动板，驱动板的上端面设置有驱动塔板(5)转动的第一凸轴(8)；驱动板的上端面沿竖直方向固定设置有转轴(9)；
所述塔板(5)包括一级塔板和若干个二级塔板，
所述一级塔板设置有用于驱动二级塔板转动的第二凸轴(11)、开设有用于插接第一凸轴(8)的凸轴插接孔(10)和插接转轴(9)的通孔(12)；
所述二级塔板设置有用于驱动上层二级塔板转动的第二凸轴(11)、开设有插接转轴(9)的通孔(12)和与第二凸轴(11)滑动连接的弧形滑槽(16)。
2.根据权利要求1所述的斐波那契旋转树的科普互动装置，其特征在于所述弧形滑槽(16)的槽口一端与第二凸轴(11)分别位于通孔(12)的同一轴线的两侧。
3.根据权利要求1所述的斐波那契旋转树的科普互动装置，其特征在于所述弧形滑槽(16)的弧形的角度为35-85度。
4.根据权利要求3所述的斐波那契旋转树的科普互动装置，其特征在于所述二级塔板的个数大于360除以弧形的角度。
5.根据权利要求1所述的斐波那契旋转树的科普互动装置，其特征在于所述二级塔板包括造型板块和连接板块(13)，所述连接板块(13)设有第二凸轴(11)、通孔(12)和弧形滑槽(16)，所述造型板块包括弧形部(15)和条形部(14)，不同二级塔板的条形部(14)长度不同。
6.根据权利要求5所述的斐波那契旋转树的科普互动装置，其特征在于不同二级塔板的条形部(14)按照长度先增加再减小的结构形式设置。
7.根据权利要求1所述的斐波那契旋转树的科普互动装置，其特征在于所述的转轴(9)的顶部通过螺纹还设置有调节螺母(6)。
8.根据权利要求1所述的斐波那契旋转树的科普互动装置，其特征在于所述动力结构设置成正反转结构形式。
9.根据权利要求1所述的斐波那契旋转树的科普互动装置，其特征在于所述主轴(3)通过主轴固定座(4)固定在展示台上，主轴(3)的外端面设置有与主轴固定座(4)卡合转动连接的凸台结构(7)。
10.根据权利要求1所述的斐波那契旋转树的科普互动装置，其特征在于所述展示互动本体(1)的外侧还设置有防护罩(2)。
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