CN207037994U - 一种混沌摆演示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种混沌摆演示装置，包括混沌摆演示器、摄像装置、显示器以及连接摄像装置和显示器的处理器；混沌摆演示器内设置由三个呈T字形排列的复合摆组成的复合摆组，每个复合摆由相连的第一摆节和第二摆节组成，第二摆节的末端设有光学发射器；摄像装置设置在与复合摆组相对的位置。本实用新型结构简单，设计合理，设置三个复合摆可以有效避免单个混沌摆难以持续运行的弊端；本实用新型还通过在复合摆上安装光学发射器发射光学信号，再通过摄像装置捕捉光学信号并将该信号经过处理生成运动轨迹，同步将运动轨迹实时显示在显示器上，极大地方便了参观者或学习者对混沌现象的进行直观地观察理解。

Description

一种混沌摆演示装置

技术领域

本实用新型属于演示用具技术领域，尤其涉及一种混沌摆演示装置。

背景技术

混沌现象是现实世界中存在的一种貌似无规律的复杂运动形态，其共同特征是原来遵循简单物理规律的有序运动形态，在某种条件下突然偏离预期的规律性而变成了无序的形态。混沌现象发生于易变动的物体或系统，该物体在行动之初极为单纯，但经过一定规则的连续变动之后，却产生始料所未及的后果，也就是混沌状态。混沌状态并不同于一般杂乱无章的的混乱状况，经过长期及完整分析之后，可以从中整理出某种规则。

对于混沌现象，人们往往只能意会，而很难直观地进行了解。在教学过程中，通常教师都要在黑板上绘制混沌机构，尽力地描述混沌现象的状态，但由于混沌现象本身的不可视性，造成了直观教学的困难。现有的一些混沌摆装置可以让人们观察混沌摆的运动，但不能记录混沌摆运动的轨迹，仅仅通过直接观看混沌摆的运动还是很难真正了解混沌现象。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种混沌摆演示装置，包括混沌摆演示器、摄像装置、显示器以及连接所述摄像装置和所述显示器的处理器；所述混沌摆演示器包括壳体、绕自身轴线转动的旋转轴、与所述旋转轴连接的驱动装置、以及复合摆组，所述旋转轴和复合摆组设置在所述壳体内，所述壳体的至少一个侧面为透明板，所述旋转轴的一端穿过所述透明板，其另一端穿过所述壳体上与所述透明板相对的侧面板；所述复合摆组由设置在与所述旋转轴轴线垂直的同一个平面上的三个复合摆组成，所述复合摆包括一端固定连接在所述旋转轴上的第一摆节以及一端连接在所述第一摆节另一端上并绕连接点自由转动的第二摆节，所述第二摆节的另一端上设有光学发射器，三个所述第一摆节呈T字形排列；所述摄像装置设置在所述透明板外与所述复合摆组相对的位置。

进一步的，所述第一摆节和第二摆节通过导电滑环连接。

进一步的，所述驱动装置为驱动电机和/或旋转手柄，所述旋转手柄与所述旋转轴的一端连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供的混沌摆演示装置结构简单，设计合理，设置三个复合摆可以有效避免单个混沌摆难以持续运行的弊端；本实用新型还通过在复合摆上安装光学发射器发射光学信号，再通过摄像装置捕捉光学信号并将该信号经过处理生成运动轨迹，同步将运动轨迹实时显示在显示器上，极大地方便了参观者或学习者对混沌现象的进行直观地观察理解，同时增强了混沌摆演示装置的趣味性和生动性，更能激发参观者或学习者的兴趣和探索精神。

附图说明

图1为本实用新型的混沌摆演示装置的结构示意图；

图2为本实用新型的混沌摆演示器的结构示意图；

图3为本实用新型的摄像装置、显示器和处理器的连接关系示意图；

其中：1混沌摆演示器，2摄像装置，3显示器，4处理器，5壳体，6旋转轴，7第一摆节，8第二摆节，9光学发射器，10导电滑环，11旋转手柄，12底座，13安装架。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

一种混沌摆演示装置，如图1-3所示，包括混沌摆演示器1、摄像装置2、显示器3和处理器4；处理器4分别与摄像装置2和显示器3连接；

混沌摆演示器1包括壳体5、旋转轴6、驱动装置和复合摆组，旋转轴6和复合摆组设置在壳体5内，旋转轴6绕自身轴线转动，驱动装置与旋转轴6连接并驱动旋转轴6转动；壳体5的相对两个侧面均为透明板，旋转轴6的两端分别贯穿两块透明板；复合摆组由三个复合摆组成，三个复合摆均位于与旋转轴6轴线垂直的同一个平面上；每个复合摆包括第一摆节7和第二摆节8，第一摆节7的一端固定连接在旋转轴6上并可以随旋转轴同步转动，其另一端与第二摆节8的一端连接，第二摆节8可绕其与第一摆节7的连接点自由转动，第二摆节8的远离第一摆节7的一端上设有光学发射器9；三个第一摆节7呈T字形排列；

混沌摆演示器1安装在底座12上；

与透明板相对的位置处设有安装架13，摄像装置2和显示器3安装在安装架13上，其中摄像装置2设置在与复合摆组相对的位置,可以随时监测复合摆组的任意运动。

本实用新型提供的混沌摆演示装置开始进行演示时，启动驱动装置，驱动装置驱动旋转轴6转动，三个第一摆节7随旋转轴6转动，从而带动第二摆节8运动，三个第二摆节8的运动为无规律的混沌运动；由于每个第二摆节8的末端都设置了光学发射器9，摄像装置2捕捉每一个光学发射器9每一时刻的光学信号即可获得三个第二摆节8末端的运动轨迹，摄像装置2将捕捉到的光学信号发送给处理器4，处理器4处理信息后生成实时的运动轨迹图像并在显示器3上显示出来，供参观者或学习者观察和欣赏。

本实用新型中的光学发射器9可以选用红外发射器或激光发射器，如850nm 3W大功率LED红外发射管；摄像装置2需要选用可以捕捉红外信号和激光信号的摄像头，如PS3摄像头；显示器3可以选用市场上常见品牌和型号的液晶显示器；处理器4可以选用酷睿i7系列、奔腾双核系列等市场上常见型号的处理器。

本实用新型中的第一摆节7和第二摆节8通过导电滑环10连接。

在本实用新型中，驱动装置可以选择设置电机和旋转手柄11中的一种，或者同时设置两种。电机和旋转手柄11均与旋转轴6连接。旋转手柄11设置在旋转轴6的一端，带动旋转轴6旋转。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种混沌摆演示装置，其特征在于，所述装置包括混沌摆演示器(1)、摄像装置(2)、显示器(3)以及连接所述摄像装置(2)和所述显示器(3)的处理器(4)；所述混沌摆演示器(1)包括壳体(5)、绕自身轴线转动的旋转轴(6)、与所述旋转轴(6)连接的驱动装置、以及复合摆组，所述旋转轴(6)和复合摆组设置在所述壳体(5)内，所述壳体(5)的至少一个侧面为透明板，所述旋转轴(6)的一端穿过所述透明板，其另一端穿过所述壳体(5)上与所述透明板相对的侧面板；所述复合摆组由设置在与所述旋转轴(6)轴线垂直的同一个平面上的三个复合摆组成，所述复合摆包括一端固定连接在所述旋转轴(6)上的第一摆节(7)以及一端连接在所述第一摆节(7)另一端上并绕连接点自由转动的第二摆节(8)，所述第二摆节(8)的另一端上设有光学发射器(9)，三个所述第一摆节(7)呈T字形排列；所述摄像装置(2)设置在所述透明板外与所述复合摆组相对的位置。

2.根据权利要求1所述的混沌摆演示装置，其特征在于，所述第一摆节(7)和第二摆节(8)通过导电滑环(10)连接。

3.根据权利要求1或2所述的混沌摆演示装置，其特征在于，所述驱动装置为驱动电机和/或旋转手柄(11)，所述旋转手柄(11)与所述旋转轴(6)的一端连接。