CN114822189A - 一种通过计算机更换调节镜片和焦距的光学透镜演示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学透镜演示设备领域，尤其涉及一种通过计算机更换调节镜片和焦距的光学透镜演示装置。要解决的技术问题为：蜡烛作为光源，随着蜡烛的燃烧会降低其高度，造成蜡烛、光学透镜和成像板不在同一水平线上，将蜡烛、光学透镜和成像板调至同一水平线的过程中，操作较为繁琐。本发明的技术方案是：一种通过计算机更换调节镜片和焦距的光学透镜演示装置，包括有底板，底板的上侧面安装有光学成像演示机构，光学成像演示机构上设有光学成像变换机构。本发明通过光学成像演示机构和光学成像变换机构配合，实现对凸透镜、凹透镜或平面镜的更换，便于进行不同透镜的成像演示，且不需对光源的位置进行调节。

Description

一种通过计算机更换调节镜片和焦距的光学透镜演示装置

技术领域

本发明涉及光学透镜演示设备领域，尤其涉及一种通过计算机更换调节镜片和焦距的光学透镜演示装置。

背景技术

现有在进行光学透镜演示时，多为老师通过手持光源与光学透镜之间的距离进行调节，并通过不断的移动光源与光学透镜之间的距离，使其成像呈发生的情况进行演示，同时需要对成像板进行移动，以保证光源通过光学透镜后将图像呈现在成像板上，而现在多使用蜡烛作为光源，而随着蜡烛的燃烧会降低其高度，为此会造成蜡烛、光学透镜和成像板不在同一水平线上，将蜡烛、光学透镜和成像板调至同一水平线的过程中，操作较为繁琐，且外部环境光线较亮的前提下，光经透镜后成像效果较差，如此会给图像演示造成妨碍，且在凸透镜、凹透镜或平面镜进行光学成像演示时，需要对其进行更换调平并固定，此过程较为繁琐。

针对现有技术的不足，我们研发一种通过计算机更换调节镜片和焦距的光学透镜演示装置。

发明内容

为了克服使用蜡烛作为光源，随着蜡烛的燃烧会降低其高度，造成蜡烛、光学透镜和成像板不在同一水平线上，将蜡烛、光学透镜和成像板调至同一水平线的过程中，操作较为繁琐，且外部环境光线较亮的前提下，成像效果较差的缺点，提供一种通过计算机更换调节镜片和焦距的光学透镜演示装置。

本发明的技术方案是：一种通过计算机更换调节镜片和焦距的光学透镜演示装置，包括有底板，底板的上侧面安装有光学成像演示机构，光学成像演示机构用于对光源成像进行演示，光学成像演示机构上设有光学成像变换机构，光学成像变换机构用于对成像方式进行更换，光学成像演示机构和光学成像变换机构之间设有光折射成像检测机构，光折射成像检测机构用于对光源的折射规律进行检测，光学成像演示机构和光学成像变换机构配合，用于对不同透镜进行光学成像演示，光学成像变换机构和光折射成像检测机构配合，用于对光源照射方向与透镜呈像规律的演示。

进一步的，光学成像演示机构包括有第一壳体，第一壳体设有两个，两个第一壳体分别安装在底板上侧面的左右两部，两个第一壳体的内侧面均安装有n形壳，两个n形壳分别与底板上侧面固接，两个n形壳的内侧面之间安装有第二壳体，第二壳体与底板上侧面固接，底板上侧面右部通过安装座设置有减速电机，减速电机用于提供动力，底板上侧面右部安装有控制模块，控制模块位于减速电机的左侧，减速电机与控制模块电连接，控制模块与计算机通过物联网连接，控制模块和减速电机均位于右侧的n形壳内，减速电机的输出轴安装有第一转轴，第一转轴的右端穿过右侧的第一壳体左侧面并与其转动连接，第一转轴的右端安装有缺齿轮，第二壳体和右侧的第一壳体之间转动式安装有第二转轴，第二转轴位于n形壳内且位于第一转轴的后侧，第二转轴的右端和第一转轴的右部通过带轮和皮带传动连接，第二转轴的左端安装有第一小齿轮，第一小齿轮位于第二壳体内，第二壳体和左侧的第一壳体之间转动式安装有第三转轴，第三转轴位于第二转轴的前侧，第三转轴的左端也安装有缺齿轮，左侧的缺齿轮位于左侧的第一壳体内，右侧的缺齿轮位于右侧的第一壳体内，第三转轴的右端安装有第一大齿轮，第一大齿轮位于第二壳体内，第一大齿轮与第一小齿轮相啮合，两个第一壳体分别与第二壳体之间设有移动组件，移动组件用于光源距离透镜之间的距离移动，同时用于成像与透镜之间的距离移动。

进一步的，移动组件包括有第一直齿轮，第一直齿轮设有两个，两个第一直齿轮分别通过转杆转动式连接在两个第一壳体内上部，两个第一直齿轮分别与相邻的缺齿轮相啮合，两个第一直齿轮的转杆上均安装有第二直齿轮，两个第一壳体分别与第二壳体的内侧面转动式安装有往复丝杠，两个往复丝杠的外端均安装有传动齿轮，传动齿轮为单向齿轮，两个传动齿轮分别与相邻的第二直齿轮相啮合，两个第一壳体分别与第二壳体的内侧面安装有导杆，两个导杆分别位于相邻往复丝杠的上侧，两个往复丝杠上均螺纹连接有螺纹块，两个螺纹块分别与相邻的导杆滑动配合，两个螺纹块的上部均安装有第一弹簧板，右侧的第一弹簧板上安装有成像板，左侧的第一弹簧板上安装有激光笔，激光笔与控制模块电连接，激光笔用于光源照射。

进一步的，两个螺纹块的下部均安装有指针，两个n形壳的左侧面前部均安装有刻度板，两个指针分别与相邻的刻度板配合，两个n形壳的上侧面均设置有两个字符，两个字符分别是f和2f。

进一步的，光学成像变换机构包括有第四转轴，第四转轴转动式安装在左侧的第一壳体和第二壳体内侧面后部，第四转轴的左部与左侧的单向齿轮侧壁通过带轮和皮带传动连接，第四转轴的左部安装有锥齿轮，左侧的n形壳内顶部后侧通过连接块转动式安装有单向齿轮，单向齿轮的后侧设置有锥齿轮，相邻的两个锥齿轮相啮合，左侧的螺纹块下侧面通过安装块固接有齿板，两个齿板分别与相邻的单向齿轮相啮合，第四转轴的右端安装有第二小齿轮，第二小齿轮位于第二壳体内，第二壳体内左壁后部转动式安装有第二大齿轮，第二大齿轮位于第二小齿轮的上侧，第二大齿轮与第二小齿轮相啮合，第二壳体的内前壁固接有安装板，安装板的后部设置有变换组件，变换组件用于对不同透镜更换。

进一步的，变换组件包括有转动架，转动架转动式安装在安装板的后部，转动架的左侧面安装有第三大齿轮，第三大齿轮位于第二大齿轮的前上侧，第三大齿轮与第二大齿轮相啮合，转动架的外侧面等距螺纹连接有三个螺杆，三个螺杆的外端均开设有六边槽，三个螺杆的内端均转动式安装有光学透镜，螺杆的六边槽便于对光学透镜调节，三个光学透镜分别与转动架滑动连接，转动架上等距设置有三个第二弹簧板，三个第二弹簧板分别位于三个光学透镜的内侧并与其接触配合。

进一步的，三个光学透镜分别为凸透镜、凹透镜和平面镜。

进一步的，光折射成像检测机构包括有安装壳，安装壳连接在第二壳体的上侧面后部，安装壳的上部转动式安装有摆动架，摆动架的前端设有向下凸起的凸块，摆动架的后部转动式安装有第五直齿轮，第五直齿轮位于安装壳内，安装壳内下部通过转杆分别转动式安装有两个第六直齿轮，右侧的第六直齿轮上转杆右部与第二转轴的左部通过带轮和皮带传动连接，左侧的第六直齿轮上转杆左部安装有凸轮，底板的上侧面左右两部分别安装有支架，两个支架分别位于两个第一壳体的后侧，左侧的支架与安装壳之间滑动设有导板，导板分别与左侧的支架和安装壳之间固接有弹簧，导板的前侧面滑动设有移动板，移动板的前部与激光笔滑动配合，左侧的第一弹簧板后部安装有显示板，显示板用于激光笔呈现平面镜对光的折射成像，转动架的外侧面后部安装有挤压板，挤压板与摆动架配合。

进一步的，还包括有摄像云台，摄像云台设有两个，两个摄像云台分别安装在两个支架的上部，底板的上侧面安装有防护壳，防护壳的前部上侧转动式安装有遮板，防护壳的左部转动式安装有挡板，挡板与遮板通过卡扣固定，防护壳的上侧面后部安装有显示器，显示器用于显示光学成像显示，显示器分别与两个摄像云台线路连接。

本发明的有益效果是：本发明通过光学成像演示机构和光学成像变换机构配合，实现对凸透镜、凹透镜或平面镜的更换，便于进行不同透镜的成像演示，且避免移动的距离不精准，给成像造成妨碍，利用两个螺纹块相靠拢，使激光笔和成像板与透镜的距离精准移动，便于观看不同距离时成像时发生的变化，更加直观，利用转动架转动120°完成对透镜的更换，便于观看不同透镜的成像原理，且不需对光源的位置进行调节；通过光折射成像检测机构完成激光笔呈现平面镜对光的折射成像，利用激光笔、平面镜和显示板配合，完成对激光笔呈现平面镜对光的折射成像；利用摄像云台和显示器配合，便于更多的学生观看。

附图说明

图1为本发明的一种立体结构示意图。

图2为本发明的剖视立体结构示意图。

图3为本发明光学成像演示机构的部分立体结构示意图。

图4为本发明光学成像变换机构的分立体结构示意图。

图5为本发明光折射成像检测机构的剖视立体结构示意图。

图6为本发明的另一种立体结构示意图。

附图标记中：1-底板，2-光学成像演示机构，201-第一壳体，202-n形壳，203-第二壳体，204-减速电机，205-控制模块，206-第一转轴，207-缺齿轮，208-第二转轴，209-第一小齿轮，210-第三转轴，211-第一大齿轮，212-第一直齿轮，213-第二直齿轮，214-往复丝杠，215-传动齿轮，216-导杆，217-螺纹块，218-第一弹簧板，219-成像板，220-激光笔，3-光学成像变换机构，301-第四转轴，302-锥齿轮，303-单向齿轮，304-齿板，305-第二小齿轮，306-第二大齿轮，307-安装板，308-转动架，309-第三大齿轮，310-螺杆，311-光学透镜，312-第二弹簧板，4-光折射成像检测机构，401-安装壳，402-摆动架，403-第五直齿轮，404-第六直齿轮，405-凸轮，406-支架，407-导板，408-移动板，409-显示板，410-挤压板，5-摄像云台，6-防护壳，7-遮板，8-挡板，9-显示器。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

一种通过计算机更换调节镜片和焦距的光学透镜演示装置，如图1-图6所示，包括有底板1，底板1的上侧面安装有光学成像演示机构2，光学成像演示机构2用于对光源成像进行演示，通过不同的透镜进行演示，便于学生对不同透镜光源成像进行了解，光学成像演示机构2上设有光学成像变换机构3，光学成像变换机构3用于对成像方式进行更换，通过不同透镜的更换，使学生对不同透镜所形成的光源成像了解，光学成像演示机构2和光学成像变换机构3之间设有光折射成像检测机构4，光折射成像检测机构4用于对光源的折射规律进行检测，尤其针对平面镜的折射进行演示，光学成像演示机构2和光学成像变换机构3配合，用于对不同透镜进行光学成像演示，光学成像变换机构3和光折射成像检测机构4配合，用于对光源照射方向与透镜呈像规律的演示。

使用时，使用者通过计算机向光学成像演示机构2发送信号，光学成像演示机构2随之开始工作，光学成像演示机构2工作开始进行光学成像演示，光学成像演示完成复位过程中，会使光学成像变换机构3工作，光学成像变换机构3工作完成后，同时完成对透镜进行更换，光学成像演示机构2继续工作开始下一次的光学成像演示，当光学成像变换机构3使光折射成像检测机构4工作时，光折射成像检测机构4使光学成像演示机构2工作，为光源照射的方向进行晃动检测，当演示完成后，使用者通过计算机向光学成像演示机构2发送信号，光学成像演示机构2随之关闭，本设备不需对光源的位置进行调节。

如图2-图3所示，光学成像演示机构2包括有第一壳体201，第一壳体201设有两个，两个第一壳体201分别安装在底板1上侧面的左右两部，两个第一壳体201的内侧面均安装有n形壳202，两个n形壳202分别与底板1上侧面固接，两个n形壳202的内侧面之间安装有第二壳体203，第二壳体203与底板1上侧面固接，底板1上侧面右部通过安装座设置有减速电机204，减速电机204用于提供动力，底板1上侧面右部安装有控制模块205，控制模块205位于减速电机204的左侧，减速电机204与控制模块205电连接，控制模块205与计算机通过物联网连接，控制模块205和减速电机204均位于右侧的n形壳202内，减速电机204的输出轴安装有第一转轴206，第一转轴206的右端穿过右侧的第一壳体201左侧面并与其转动连接，第一转轴206的右端安装有缺齿轮207，第二壳体203和右侧的第一壳体201之间转动式安装有第二转轴208，第二转轴208位于n形壳202内且位于第一转轴206的后侧，第二转轴208的右端和第一转轴206的右部通过带轮和皮带传动连接，第二转轴208的左端安装有第一小齿轮209，第一小齿轮209位于第二壳体203内，第二壳体203和左侧的第一壳体201之间转动式安装有第三转轴210，第三转轴210位于第二转轴208的前侧，第三转轴210的左端也安装有缺齿轮207，左侧的缺齿轮207位于左侧的第一壳体201内，右侧的缺齿轮207位于右侧的第一壳体201内，第三转轴210的右端安装有第一大齿轮211，第一大齿轮211位于第二壳体203内，第一大齿轮211与第一小齿轮209相啮合，两个第一壳体201分别与第二壳体203之间设有移动组件，移动组件用于光源距离透镜之间的距离移动，同时用于成像与透镜之间的距离移动。

如图3和图4所示，移动组件包括有第一直齿轮212，第一直齿轮212设有两个，两个第一直齿轮212分别通过转杆转动式连接在两个第一壳体201内上部，两个第一直齿轮212分别与相邻的缺齿轮207相啮合，两个第一直齿轮212的转杆上均安装有第二直齿轮213，两个第一壳体201分别与第二壳体203的内侧面之间转动式安装有往复丝杠214，两个往复丝杠214的外端均安装有传动齿轮215，传动齿轮215为单向齿轮，两个传动齿轮215分别与相邻的第二直齿轮213相啮合，两个第一壳体201分别与第二壳体203的内侧面安装有导杆216，两个导杆216分别位于相邻往复丝杠214的上侧，两个往复丝杠214上均螺纹连接有螺纹块217，两个螺纹块217分别与相邻的导杆216滑动配合，两个螺纹块217的上部均安装有第一弹簧板218，右侧的第一弹簧板218上安装有成像板219，左侧的第一弹簧板218上安装有激光笔220，激光笔220与控制模块205电连接，激光笔220用于光源照射，左右两侧的螺纹块217相靠拢，激光笔220工作将图像通过凸透镜照射在成像板219上，两个螺纹块217的下部均安装有指针，两个n形壳202的左侧面前部均安装有刻度板，两个指针分别与相邻的刻度板配合，两个n形壳202的上侧面均设置有两个字符，两个字符分别是f和2f。

如图3和图4所示，光学成像变换机构3包括有第四转轴301，第四转轴301转动式安装在左侧的第一壳体201和第二壳体203内侧面后部，第四转轴301的左部与左侧的单向齿轮303侧壁通过带轮和皮带传动连接，第四转轴301的左部安装有锥齿轮302，左侧的n形壳202内顶部后侧通过连接块转动式安装有单向齿轮303，单向齿轮303的后侧设置有锥齿轮302，相邻的两个锥齿轮302相啮合，左侧的螺纹块217下侧面通过安装块固接有齿板304，两个齿板304分别与相邻的单向齿轮303相啮合，第四转轴301的右端安装有第二小齿轮305，第二小齿轮305位于第二壳体203内，第二壳体203内左壁后部转动式安装有第二大齿轮306，第二大齿轮306位于第二小齿轮305的上侧，第二大齿轮306与第二小齿轮305相啮合，第二壳体203的内前壁固接有安装板307，安装板307的后部设置有变换组件，变换组件用于对不同透镜更换。

如图4所示，变换组件包括有转动架308，转动架308转动式安装在安装板307的后部，转动架308的左侧面安装有第三大齿轮309，第三大齿轮309位于第二大齿轮306的前上侧，第三大齿轮309与第二大齿轮306相啮合，转动架308的外侧面等距螺纹连接有三个螺杆310，三个螺杆310的外端均开设有六边槽，三个螺杆310的内端均转动式安装有光学透镜311，螺杆310的六边槽便于对光学透镜311调节，三个光学透镜311分别为凸透镜、凹透镜和平面镜，三个光学透镜311分别与转动架308滑动连接，转动架308上等距设置有三个第二弹簧板312，三个第二弹簧板312分别位于三个光学透镜311的内侧并与其接触配合，齿板304向左移动使单向齿轮303转动并传动，转动架308随之转动120°，实现不同透镜的更换。

如图2-图5所示，光折射成像检测机构4包括有安装壳401，安装壳401连接在第二壳体203的上侧面后部，安装壳401的上部转动式安装有摆动架402，摆动架402的前端设有向下凸起的凸块，摆动架402的后部转动式安装有第五直齿轮403，第五直齿轮403位于安装壳401内，安装壳401内下部通过转杆分别转动式安装有两个第六直齿轮404，右侧的第六直齿轮404上转杆右部与第二转轴208的左部通过带轮和皮带传动连接，左侧的第六直齿轮404上转杆左部安装有凸轮405，底板1的上侧面左右两部分别安装有支架406，两个支架406分别位于两个第一壳体201的后侧，左侧的支架406与安装壳401之间滑动设有导板407，导板407分别与左侧的支架406和安装壳401之间固接有弹簧，导板407的前侧面滑动设有移动板408，移动板408的前部与激光笔220滑动配合，左侧的第一弹簧板218后部安装有显示板409，显示板409用于激光笔220呈现平面镜对光的折射成像，转动架308的外侧面后部安装有挤压板410，挤压板410与摆动架402配合，在转动架308转动120°的过程中，第五直齿轮403与两个第六直齿轮404相啮合，为使凸轮405顺时针转动传动，凸轮405顺时针转动通过移动板408使激光笔220晃动，激光笔220晃动使照射出的光芒通过平面镜折射在显示板409上，通过此方式对激光笔220的照射方向进行改变，演示了平面镜的折射原理。

需要进行凸透镜成像规律演示时，使用者通过计算机向控制模块205发送信号，控制模块205接收信号随之启动减速电机204和激光笔220工作，激光笔220工作投射出的图像为不规则的图形，方便对光成像规律的展示和观察，减速电机204工作使第一转轴206顺时针转动，第一转轴206顺时针转动使右侧的缺齿轮207顺时针转动，第一转轴206顺时针转动通过带轮和皮带传动，使第二转轴208顺时针转动，第二转轴208顺时针转动通过第一小齿轮209和第一大齿轮211传动，使第三转轴210逆时针转动，第三转轴210逆时针转动使左侧的缺齿轮207逆时针转动，同侧的缺齿轮207转动通过同侧的第一直齿轮212、第二直齿轮213和传动齿轮215传动，由于传动齿轮215为单向齿轮，左侧的传动齿轮215逆时针转动使左侧的往复丝杠214逆时针转动，右侧的传动齿轮215顺时针转动使右侧的往复丝杠214顺时针转动，如此使左右两侧的螺纹块217相靠拢，激光笔220工作将图像通过凸透镜照射在成像板219上，当左侧的螺纹块217向右移动至2倍焦距过程中，右侧的螺纹块217向左移动至右侧往复丝杠214的最左侧，然后左侧的螺纹块217停止运动，右侧的往复丝杠214继续转动使右侧的螺纹块217向右移动，右侧的螺纹块217在右侧缺齿轮207的带动下，呈步进式移动，分别在1倍焦距和2倍焦距处停止一段时长，在左侧右侧缺齿轮207的带动下，当左侧的螺纹块217开始从2倍焦距向右移动至1倍焦距时，右侧的螺纹块217向左移动至右侧往复丝杠214的最左侧，然后左侧的螺纹块217再次停止运动，此时右侧的往复丝杠214继续转动使右侧的螺纹块217向右移动，重复右侧螺纹块217复位的过程，在此过程中，不需对光源的位置进行调节。

同时学生对成像的状态观看，会发现当物距大于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像，此时像距小于物距，像比物小，物像异侧；当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距，成倒立、等大的实像，此时物距等于像距，像与物大小相等，物像异侧；当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距，成倒立、放大的实像，此时像距大于物距，像比物大，物像异侧；当物距等于1倍焦距时，则不成像，成平行光射出；当物距小于1倍焦距时，则成正立、放大的虚像，此时像距大于物距，像比物大，物像同侧，当两个螺纹块217移动至两个往复丝杠214的最内侧时，此时的两个往复丝杠214转动会使两个螺纹块217移动，如此会成像的原理再次重现一次。

左侧的螺纹块217向左移动带动齿板304向左移动，齿板304向左移动与单向齿轮303啮合时，此时的齿板304向左移动使单向齿轮303逆时针转动，从左侧看，此时的单向齿轮303逆时针转动通过两个锥齿轮302使第四转轴301逆时针转动，第四转轴301逆时针转动通过第二小齿轮305、第二大齿轮306和第三大齿轮309的传动，使转动架308逆时针转动，当齿板304向左移动远离单向齿轮303后，此时的转动架308已转动120°，此时的平面镜、激光笔220和成像板219处于同一水平线上，在转动架308转动120°的过程中，转动架308通过挤压板410会挤压摆动架402的前部向上摆动，摆动架402的后部随之向下摆动，摆动架402的后部向下摆动使第五直齿轮403与两个第六直齿轮404相啮合，第二转轴208顺时针转动通过带轮和皮带使右侧的第六直齿轮404顺时针转动，右侧的第六直齿轮404通过第五直齿轮403使左侧的第六直齿轮404顺时针转动，左侧的第六直齿轮404顺时针转动使凸轮405顺时针转动，凸轮405顺时针转动推动导板407向前移动，导板407上的弹簧随之拉伸，导板407向前移动通过移动板408使激光笔220晃动，激光笔220晃动使照射出的光芒通过平面镜折射在显示板409上，当转动架308完成120°转动后，此时的导板407在其上的弹簧作用下复位，通过此方式对激光笔220的照射方向完成平面镜折射原理演示，同时当两个螺纹块217同步相远离复位后减速电机204随之关闭，同时激光笔220随之关闭。

当需要进行平面镜成像演示时，使用者通过计算机将信号传递至控制模块205，控制模块205随之启动减速电机204工作，减速电机204工作使第一转轴206顺时针转动，如此使两个螺纹块217相靠拢，在此过程中学生会发现像和物镜面对称（像和物的大小相等，物和像对应点的连线和镜面垂直，到镜面的距离相等；物和像上下相同，左右相反（如镜中人的左手是人的右手，看镜子中的钟的时间要看纸张的反面，物体远离、靠近镜面像的大小不变，但亦要随着远离、靠近镜面相同的距离，对人是2倍距离），螺纹块217移动成像过程中，会伴随着导板407的往复移动使激光笔220摆动，在展示平面镜成像规律的同时，通过显示板409对平面镜折射规律也相应的进行展示，当两个螺纹块217相远离复位后此时减速电机204关闭，同时激光笔220也关闭，同时此时的凹透镜、激光笔220和成像板219处于同一直线上。

当需要使用凹透镜进行成像光学透镜311演示时，使用者通过计算机将信号传递至控制模块205，控制模块205随之启动减速电机204工作，减速电机204工作使第一转轴206顺时针转动，如此使两个螺纹块217相靠拢，此过程中学生会发现凹透镜成像规律，只能生成缩小的正立的虚像（物体为实物时）；成虚像时，若是放大一定是凸透镜生成的，缩小的一定是凹透镜生成的；当物体为实物时，成正立、缩小的虚像，像和物在透镜的同侧；当物体为虚物时，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距以内时，成正立、放大的实像，像与物在透镜的同侧；当物体为虚物时，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距时，成像于无穷远；当物体为虚物时，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距以外两倍焦距以内时，成倒立、放大的虚像，像与物在透镜的异侧；当物体为虚物时，凹透镜到虚物的距离为两倍焦距时，成与物体同样大小的虚像，像与物在透镜的异侧；当物体为虚物时，凹透镜到虚物的距离为两倍焦距以外时，成倒立、缩小的虚像，像与物在透镜的异侧。

当需要自行挑选平面镜、凸透镜或凹透镜时，此时使用者通过计算机将信号传递至控制模块205，控制模块205随之启动减速电机204工作，减速电机204工作使第一转轴206逆时针转动，左侧的单向齿轮303随之顺时针转动，由于单向齿轮303的作用，如此不会使往复丝杠214转动，而左侧的单向齿轮303通过带轮和皮带使第四转轴301顺时针转动，如此会使转动架308顺时针转动，当转动架308顺时针转动120°后，此时的凹透镜、激光笔220和成像板219处于同一直线上，当需要挤压挑选时，使用者重复上述操作。

实施例2

在实施例1的基础之上，如图2和图6所示，还包括有摄像云台5，摄像云台5设有两个，两个摄像云台5分别安装在两个支架406的上部，底板1的上侧面安装有防护壳6，防护壳6的前部上侧转动式安装有遮板7，防护壳6的左部转动式安装有挡板8，挡板8与遮板7通过卡扣固定，防护壳6的上侧面后部安装有显示器9，显示器9用于光学成像的显示，显示器9分别与两个摄像云台5线路连接，当需要使用本设备时，使用者通过两个摄像云台5将成像的过程在显示器9上进行显示，如此方便更多的学生观看，由于透镜的光成像为虚像时，在空间光源亮的环境下不易观察，因此通过防护壳6、遮板7和挡板8配合，使成像装置处于黑暗的空间，对成像效果进行更为清晰的显示。

以上所述仅为本发明的实施例子而已，并不用于限制本发明。凡在本发明的原则之内，所作的等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。本发明未作详细阐述的内容属于本专业领域技术人员公知的已有技术。

Claims (9)

1.一种通过计算机更换调节镜片和焦距的光学透镜演示装置，其特征在于：包括有底板（1），底板（1）的上侧面安装有光学成像演示机构（2），光学成像演示机构（2）用于对光源成像进行演示，光学成像演示机构（2）上设有光学成像变换机构（3），光学成像变换机构（3）用于对成像方式进行更换，光学成像演示机构（2）和光学成像变换机构（3）之间设有光折射成像检测机构（4），光折射成像检测机构（4）用于对光源的折射规律进行检测，光学成像演示机构（2）和光学成像变换机构（3）配合，用于对不同透镜进行光学成像演示，光学成像变换机构（3）和光折射成像检测机构（4）配合，用于光源照射方向与透镜呈像规律的演示。

2.如权利要求1所述的一种通过计算机更换调节镜片和焦距的光学透镜演示装置，其特征在于：光学成像演示机构（2）包括有第一壳体（201），第一壳体（201）设有两个，两个第一壳体（201）分别安装在底板（1）上侧面的左右两部，两个第一壳体（201）的内侧面均安装有n形壳（202），两个n形壳（202）分别与底板（1）上侧面固接，两个n形壳（202）的内侧面之间安装有第二壳体（203），第二壳体（203）与底板（1）上侧面固接，底板（1）上侧面右部通过安装座设置有减速电机（204），减速电机（204）用于提供动力，底板（1）上侧面右部安装有控制模块（205），控制模块（205）位于减速电机（204）的左侧，减速电机（204）与控制模块（205）电连接，控制模块（205）与计算机通过物联网连接，控制模块（205）和减速电机（204）均位于右侧的n形壳（202）内，减速电机（204）的输出轴安装有第一转轴（206），第一转轴（206）的右端穿过右侧的第一壳体（201）左侧面并与其转动连接，第一转轴（206）的右端安装有缺齿轮（207），第二壳体（203）和右侧的第一壳体（201）之间转动式安装有第二转轴（208），第二转轴（208）位于n形壳（202）内且位于第一转轴（206）的后侧，第二转轴（208）的右端和第一转轴（206）的右部通过带轮和皮带传动连接，第二转轴（208）的左端安装有第一小齿轮（209），第一小齿轮（209）位于第二壳体（203）内，第二壳体（203）和左侧的第一壳体（201）之间转动式安装有第三转轴（210），第三转轴（210）位于第二转轴（208）的前侧，第三转轴（210）的左端也安装有缺齿轮（207），左侧的缺齿轮（207）位于左侧的第一壳体（201）内，右侧的缺齿轮（207）位于右侧的第一壳体（201）内，第三转轴（210）的右端安装有第一大齿轮（211），第一大齿轮（211）位于第二壳体（203）内，第一大齿轮（211）与第一小齿轮（209）相啮合，两个第一壳体（201）分别与第二壳体（203）之间设有移动组件，移动组件用于光源距离透镜之间的距离移动，同时用于成像与透镜之间的距离移动。

3.如权利要求2所述的一种通过计算机更换调节镜片和焦距的光学透镜演示装置，其特征在于：移动组件包括有第一直齿轮（212），第一直齿轮（212）设有两个，两个第一直齿轮（212）分别通过转杆转动式连接在两个第一壳体（201）内上部，两个第一直齿轮（212）分别与相邻的缺齿轮（207）相啮合，两个第一直齿轮（212）的转杆上均安装有第二直齿轮（213），两个第一壳体（201）分别与第二壳体（203）的内侧面转动式安装有往复丝杠（214），两个往复丝杠（214）的外端均安装有传动齿轮（215），传动齿轮（215）为单向齿轮，两个传动齿轮（215）分别与相邻的第二直齿轮（213）相啮合，两个第一壳体（201）分别与第二壳体（203）的内侧面安装有导杆（216），两个导杆（216）分别位于相邻往复丝杠（214）的上侧，两个往复丝杠（214）上均螺纹连接有螺纹块（217），两个螺纹块（217）分别与相邻的导杆（216）滑动配合，两个螺纹块（217）的上部均安装有第一弹簧板（218），右侧的第一弹簧板（218）上安装有成像板（219），左侧的第一弹簧板（218）上安装有激光笔（220），激光笔（220）与控制模块（205）电连接，激光笔（220）用于光源照射。

4.如权利要求3所述的一种通过计算机更换调节镜片和焦距的光学透镜演示装置，其特征在于：两个螺纹块（217）的下部均安装有指针，两个n形壳（202）的左侧面前部均安装有刻度板，两个指针分别与相邻的刻度板配合，两个n形壳（202）的上侧面均设置有两个字符，两个字符分别是f和2f。

5.如权利要求2或3所述的一种通过计算机更换调节镜片和焦距的光学透镜演示装置，其特征在于：光学成像变换机构（3）包括有第四转轴（301），第四转轴（301）转动式安装在左侧的第一壳体（201）和第二壳体（203）内侧面后部，第四转轴（301）的左部与左侧的单向齿轮（303）侧壁通过带轮和皮带传动连接，第四转轴（301）的左部安装有锥齿轮（302），左侧的n形壳（202）内顶部后侧通过连接块转动式安装有单向齿轮（303），单向齿轮（303）的后侧设置有锥齿轮（302），相邻的两个锥齿轮（302）相啮合，左侧的螺纹块（217）下侧面通过安装块固接有齿板（304），两个齿板（304）分别与相邻的单向齿轮（303）相啮合，第四转轴（301）的右端安装有第二小齿轮（305），第二小齿轮（305）位于第二壳体（203）内，第二壳体（203）内左壁后部转动式安装有第二大齿轮（306），第二大齿轮（306）位于第二小齿轮（305）的上侧，第二大齿轮（306）与第二小齿轮（305）相啮合，第二壳体（203）的内前壁固接有安装板（307），安装板（307）的后部设置有变换组件，变换组件用于对不同透镜更换。

6.如权利要求5所述的一种通过计算机更换调节镜片和焦距的光学透镜演示装置，其特征在于：变换组件包括有转动架（308），转动架（308）转动式安装在安装板（307）的后部，转动架（308）的左侧面安装有第三大齿轮（309），第三大齿轮（309）位于第二大齿轮（306）的前上侧，第三大齿轮（309）与第二大齿轮（306）相啮合，转动架（308）的外侧面等距螺纹连接有三个螺杆（310），三个螺杆（310）的外端均开设有六边槽，三个螺杆（310）的内端均转动式安装有光学透镜（311），螺杆（310）的六边槽便于对光学透镜（311）调节，三个光学透镜（311）分别与转动架（308）滑动连接，转动架（308）上等距设置有三个第二弹簧板（312），三个第二弹簧板（312）分别位于三个光学透镜（311）的内侧并与其接触配合。

7.如权利要求6所述的一种通过计算机更换调节镜片和焦距的光学透镜演示装置，其特征在于：三个光学透镜（311）分别为凸透镜、凹透镜和平面镜。

8.如权利要求5所述的一种通过计算机更换调节镜片和焦距的光学透镜演示装置，其特征在于：光折射成像检测机构（4）包括有安装壳（401），安装壳（401）连接在第二壳体（203）的上侧面后部，安装壳（401）的上部转动式安装有摆动架（402），摆动架（402）的前端设有向下凸起的凸块，摆动架（402）的后部转动式安装有第五直齿轮（403），第五直齿轮（403）位于安装壳（401）内，安装壳（401）内下部通过转杆分别转动式安装有两个第六直齿轮（404），右侧的第六直齿轮（404）上转杆右部与第二转轴（208）的左部通过带轮和皮带传动连接，左侧的第六直齿轮（404）上转杆左部安装有凸轮（405），底板（1）的上侧面左右两部分别安装有支架（406），两个支架（406）分别位于两个第一壳体（201）的后侧，左侧的支架（406）与安装壳（401）之间滑动设有导板（407），导板（407）分别与左侧的支架（406）和安装壳（401）之间固接有弹簧，导板（407）的前侧面滑动设有移动板（408），移动板（408）的前部与激光笔（220）滑动配合，左侧的第一弹簧板（218）后部安装有显示板（409），显示板（409）用于激光笔（220）呈现平面镜对光的折射成像，转动架（308）的外侧面后部安装有挤压板（410），挤压板（410）与摆动架（402）配合。

9.如权利要求8所述的一种通过计算机更换调节镜片和焦距的光学透镜演示装置，其特征在于：还包括有摄像云台（5），摄像云台（5）设有两个，两个摄像云台（5）分别安装在两个支架（406）的上部，底板（1）的上侧面安装有防护壳（6），防护壳（6）的前部上侧转动式安装有遮板（7），防护壳（6）的左部转动式安装有挡板（8），挡板（8）与遮板（7）通过卡扣固定，防护壳（6）的上侧面后部安装有显示器（9），显示器（9）用于显示光学成像显示，显示器（9）分别与两个摄像云台（5）线路连接。

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