CN208368002U - 用于光学演示的灯光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了用于光学演示的灯光装置，包括光源和滑轨，所述光源有三个，并分别发射出红色、绿色和蓝色的灯光，在光源的底部均设置有旋转组件和滑动组件，所述光源与旋转组件转动连接，光源能绕其与旋转组件之间的转动连接部位的轴线旋转，所述滑动组件滑动设置在滑轨上，并能沿滑轨的轴线移动。当进行三原色相关的实验教学时，根据所需光线发射角度以及投影距离，沿着滑轨的轴线移动各个光源或者绕着转动连接部位的轴线旋转各个光源，从而获得所需的三原色光源的投影角度和距离。通过设置旋转组件和滑动组件等相关部件结构来调整光源，使光源发射角度的调整简单易操作，利于实验教学的顺利进行。

Description

用于光学演示的灯光装置

技术领域

本实用新型涉及教具领域，具体涉及用于光学演示的灯光装置。

背景技术

教具指的是用来讲解说明某事物的模型、实物、标本、仪器、图表、幻灯等，包括教学设备、教学仪器、实训设备、教育装备、实验设备、教学标本、教学模型等。教具主要分为演示用教具和实习操作用两种教具。教具是以传播科技、教育人为目的的实物，是完全的科技传媒，是青少年科技活动和实验教学中中不可缺少的器材。科技活动中和实验教学中用的教具有实物教具和复制品教具。有的教具为来自自然界的标本或样品：如用于科技教育活动中的生物标本、矿物标本、化石、岩石及珍稀动物样品等。有的教具是用于课程实验教学的物工具：例如物理教学时采用的静电仪、重力实验器具或者光学演示器具等。

在光学教学中，与三原色相关的实验需要使用到具有红、蓝、绿三原色的灯源，并需要移动或者转动灯源，以使各个灯源发射出的一部分光纤在所需方向和投影位置上重合，以完成三原色的合成、物体对光的作用等实验教学，以使教学过程更生动，便于学生更直观地理解书本上的知识。

而在现有的三原色的光学实验中，由于各个灯源没有相关的调整机构以获得合适发射位置的光源，需要使用者徒手拿持光源然后通过调整手臂来获得所需角度的光线发射方向，这增加了实验教学前期的准备时间以及调整灯源发射角度的繁杂性，不便于实验教学的顺利进行。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供用于光学演示的灯光装置，解决在现有的三原色的光学实验中，由于各个灯源没有相关的调整机构以获得合适发射位置的光源，导致增加了实验教学前期的准备时间以及调整灯源发射角度的繁杂性的问题。因此本实用新型设计出用于光学演示的灯光装置，对三原色的光源设置相关机械结构，以使光源发射角度的调整简单易操作，利于实验教学的顺利进行。

本实用新型通过下述技术方案实现：

用于光学演示的灯光装置，包括光源和滑轨，所述光源有三个，并分别发射出红色、绿色和蓝色的灯光，在光源的底部均设置有依次连接的旋转组件和滑动组件，所述光源与旋转组件转动连接，光源能绕其与旋转组件之间的转动连接部位的轴线旋转，且转动连接部位的轴线垂直光源所发射出的光束的轴线，所述滑动组件滑动设置在滑轨上，并能沿滑轨的轴线移动。

当进行三原色相关的实验教学时，根据所需光线发射角度以及投影距离，沿着滑轨的轴线移动各个光源或者绕着转动连接部位的轴线旋转各个光源，从而获得所需的三原色光源的投影角度和距离。通过设置旋转组件和滑动组件等相关部件结构来调整光源，使光源发射角度的调整简单易操作，利于实验教学的顺利进行。

进一步地，所述旋转组件包括连接件，所述连接件为U形，且连接件的末端均与光源的侧壁转动连接，光源能绕其与连接件之间的转动连接部位的轴线转动，连接件的外壁与第二旋转组件连接。

在所述光源的侧壁上设置有转动轴，所述转动轴有两个，并沿光源的轴线中心对称；在连接件的内壁上靠近末端的部位上均设置有连接孔，所述转动轴分别各与一个连接孔配合，且光源能绕转动轴的轴线转动。

在所述转动轴和连接孔之间均设置有轴承，所述轴承套设在转动轴的外壁上远离对应光源的一端。

需要转动光源时，绕着对应的转动轴的轴线旋转光源即可。

进一步地，在所述连接件的内壁上靠近滑块的一端设置有支撑板，所述支撑板弯曲成弧形，其轴线与转动轴的轴线平行，其内凹面所在的圆心位于转动轴的轴线上，其外凸面与连接件连接；

在光源的底部设置有支撑轴，所述支撑轴的一端与光源连接，其另一端与支撑板的内凹面接触，且绕转动轴的轴线转动光源时，支撑轴上与支撑板的内凹面接触的一端沿着支撑板的内凹面移动。

由于光源能绕转动轴的轴线转动，因此光源的重量均由对应的转动轴与连接孔承担，这增加了转动轴与连接孔接触部位上靠近地面一端所受到的应力，不利于转动轴的顺利转动，且反复使用会增大转动轴与对应配合部位之间的间隙，并且在光源的重力作用下，会导致所发射光束的轴线不与地面垂直的光源恢复到与地面垂直的位置，不利于光学教学的顺利进行；为了避免上述问题的产生，因此设置支撑轴以及支撑板等相关部件和结构，以使光源处于任何旋转位置时，均能收到转动轴以及支撑轴的支撑力，降低转动轴与连接孔接触部位上靠近地面一端所受到的应力，便于转动轴的顺利转动；并通过增加支撑来避免光源底部悬空导致光源恢复到与地面垂直的位置的情况出现，以使光学教学顺利进行。

进一步地，在所述支撑板的内凹面上沿着支撑板内凹面上的周线设置有导向槽，所述导向槽的横截面为劣弧形，在支撑轴上远离光源的一端设置有接触块，所述接触块为半球形，其平面端与支撑轴连接，其曲面上远离支撑轴的一端位于导向槽中，并与导向槽的槽底相切。

所述导向槽的横截面的半径与接触块的球径的一半相等。

导向槽和接触块的设置以使光源仅能绕着转动轴的轴线转动。

进一步地，所述滑动组件包括滑块，所述滑块的一端与旋转组件连接，滑块的另一端设置有滑槽，所述滑槽的开口尺寸小于槽底尺寸，所述滑轨的横截面尺寸和滑槽的横截面尺寸，滑槽与滑轨配合。

所述滑槽的横截面为T字形，在滑轨上远离滑块的一端设置有支撑块。

滑槽还可以为燕尾槽。

进一步地，在所述滑块和旋转组件之间设置有依次连接的螺杆和螺纹筒，所述螺杆的一端与滑块连接，螺杆的另一端插入螺纹筒的中心孔中，并与螺纹筒的中心孔螺纹连接，所述螺纹筒上远离螺杆的一端与旋转组件连接。

光源以及旋转组件通过螺纹拆卸式地与滑块连接，便于本灯光装置的收纳以及对光源的更换维修。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型用于光学演示的灯光装置，通过设置旋转组件和滑动组件等相关部件结构来调整光源，使光源发射角度的调整简单易操作，利于实验教学的顺利进行；

2、本实用新型用于光学演示的灯光装置，设置支撑轴以及支撑板等相关部件和结构，以使光源处于任何旋转位置时，均能收到转动轴以及支撑轴的支撑力，降低转动轴与连接孔接触部位上靠近地面一端所受到的应力，便于转动轴的顺利转动；并通过增加支撑来避免光源底部悬空导致光源恢复到与地面垂直的位置的情况出现，以使光学教学顺利进行；

3、本实用新型用于光学演示的灯光装置，光源以及旋转组件通过螺纹拆卸式地与滑块连接，便于本灯光装置的收纳以及对光源的更换维修。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为光源与旋转组件的位置关系图；

图3为图2的剖视图；

图4为旋转组件的结构示意图；

图5为支撑轴与光源的位置关系图；

图6为实验教学时各个光源发出的光束交汇情况。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-光源，2-滑轨，3-滑块，4-连接件，5-转动轴，6-连接孔，7-支撑板，8-支撑轴，9-导向槽，10-接触块，11-滑槽，12-支撑块，13-螺杆，14-螺纹筒。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1-图6所示，本实用新型用于光学演示的灯光装置，包括光源1和滑轨2，所述光源1有三个，并分别发射出红色、绿色和蓝色的灯光，在光源1的底部均设置有依次连接的旋转组件和滑动组件，所述光源1与旋转组件转动连接，光源1能绕其与旋转组件之间的转动连接部位的轴线旋转，且转动连接部位的轴线垂直光源1所发射出的光束的轴线，所述滑动组件滑动设置在滑轨2上，并能沿滑轨2的轴线移动。

当进行三原色相关的实验教学时，根据所需光线发射角度以及投影距离，沿着滑轨2的轴线移动各个光源1或者绕着转动连接部位的轴线旋转各个光源1，直至各个光源1有一部分互相重叠，如图6所示，从而获得所需的三原色光源的投影角度和距离。通过设置旋转组件和滑动组件等相关部件结构来调整光源1，使光源发射角度的调整简单易操作，利于实验教学的顺利进行。

同时，为了便于使用者拿持整个灯光装置，可将本实用新型放置在一个手提箱中。

光源1优选LED灯，LED灯是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光，同时可根据需要，散发出各种颜色的光。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上，对旋转组件作出进一步说明。

如图1-图6所示，本实用新型用于光学演示的灯光装置，所述旋转组件包括连接件4，所述连接件4为U形，且连接件4的末端均与光源1的侧壁转动连接，光源1能绕其与连接件4之间的转动连接部位的轴线转动，连接件4的外壁与第二旋转组件连接。

在所述光源1的侧壁上设置有转动轴5，所述转动轴5有两个，并沿光源1的轴线中心对称；在连接件4的内壁上靠近末端的部位上均设置有连接孔6，所述转动轴5分别各与一个连接孔6配合，且光源1能绕转动轴5的轴线转动。

需要转动光源1时，绕着对应的转动轴5的轴线旋转光源1即可。

实施例3

本实施例是在实施例2的基础上，对旋转组件的支撑作出进一步说明。

如图1-图6所示，本实用新型用于光学演示的灯光装置，在所述连接件4的内壁上靠近滑块3的一端设置有支撑板7，所述支撑板7弯曲成弧形，其轴线与转动轴5的轴线平行，其内凹面所在的圆心位于转动轴5的轴线上，其外凸面与连接件4连接；

在光源1的底部设置有支撑轴8，所述支撑轴8的一端与光源1连接，其另一端与支撑板7的内凹面接触，且绕转动轴5的轴线转动光源1时，支撑轴8上与支撑板7的内凹面接触的一端沿着支撑板7的内凹面移动。

由于光源1能绕转动轴5的轴线转动，因此光源1的重量均由对应的转动轴5与连接孔6承担，这增加了转动轴5与连接孔6接触部位上靠近地面一端所受到的应力，不利于转动轴5的顺利转动，且反复使用会增大转动轴5与对应配合部位之间的间隙，并且在光源1的重力作用下，会导致所发射光束的轴线不与地面垂直的光源1恢复到与地面垂直的位置，不利于光学教学的顺利进行；为了避免上述问题的产生，因此设置支撑轴8以及支撑板7等相关部件和结构，以使光源1处于任何旋转位置时，均能收到转动轴5以及支撑轴8的支撑力，降低转动轴5与连接孔6接触部位上靠近地面一端所受到的应力，便于转动轴5的顺利转动；并通过增加支撑8来避免光源1底部悬空导致光源1恢复到与地面垂直的位置的情况出现，以使光学教学顺利进行。

实施例4

本实施例是在实施例1的基础上，对滑动组件作出进一步说明。

如图1-图6所示，本实用新型用于光学演示的灯光装置，所述滑动组件包括滑块3，所述滑块3的一端与旋转组件连接，滑块3的另一端设置有滑槽11，所述滑槽11的开口尺寸小于槽底尺寸，所述滑轨2的横截面尺寸和滑槽11的横截面尺寸，滑槽11与滑轨2配合。

所述滑槽11的横截面为T字形，在滑轨2上远离滑块3的一端设置有支撑块12。

滑槽11还可以为燕尾槽。

实施例5

本实施例是在实施例1-4的基础上，对本实用新型在实验教学中的操作作出进一步说明。

如图1-图6所示，本实用新型用于光学演示的灯光装置，其实验教学中的操作内容如下：

实验1：当进行三原色合成实验时，沿着滑轨2的轴线滑动滑块3，然后绕着对应的转动轴5的轴线转动光源1，以使光源1在预定的投影屏上投影出如图6所示的图案，即可观查到三原色互相重叠时，三色光形成白光，同时绿色和红色光重叠部分变为黄色，绿色和蓝色重叠部位变为青色，蓝色和红色重叠部位变为紫色。

实验2：在实验1的基础上，研究光源1光亮强度不同时各个光源重叠部位的颜色变化。调节红光光源1的亮度或者用透明的红色纸片挡住红光光源1，以观察红光光源1的亮度降低后，红光光源1与其余两种光源的混合情况；同样可分别对蓝光光源1、绿光光源1重复上述操作，以观察对应光线亮度降低后，其与另外颜色重叠部位的颜色变化，从而可以演示各种颜色的色光形成；

实验3：研究物体对光的作用时，分别用蓝色、绿色、红色的透明纸同时遮挡住各个光源1的光束，在光屏上观察，可得出：绿色的透明纸只能透过绿光，蓝光和红光被遮挡住；红色的透明纸只能透过红光，蓝光和绿光被遮挡住；蓝色的透明纸只能透过蓝光，绿光和红光被遮挡住。从而可说明透明物体只能透过与其颜色相同的光。

实验4：在实验1的基础上，研究不同光所形成的物体影子的颜色。将障碍物放置于只有绿光的区域内，可以观察到黑色的影子；将障碍物放置于绿光与蓝光重合的区域内，可以观察到两个颜色不同的影子；将障碍物放置于三色光重合的区域内，可以观察到多个颜色不同的影子。

实验4：研究物体颜色与光线颜色之间的关系。将一条红领巾贴在墙面上，用绿光照射红领巾，观察红色的红领巾变成黑色，；用蓝光照射红领巾观察红领巾变成黑色，；用红光照射红领巾，观察红领巾是红色。

通过本教具在教学中的助力，令学生耳目一新，便于学生理解并掌握课本知识。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于光学演示的灯光装置，包括光源(1)，所述光源(1)有三个，并分别发射出红色、绿色和蓝色的灯光，其特征在于：还包括滑轨(2)，在光源(1)的底部均设置有依次连接的旋转组件和滑动组件，所述光源(1)与旋转组件转动连接，光源(1)能绕其与旋转组件之间的转动连接部位的轴线旋转，且转动连接部位的轴线垂直光源(1)所发射出的光束的轴线，所述滑动组件滑动设置在滑轨(2)上，并能沿滑轨(2)的轴线移动。

2.根据权利要求1所述的用于光学演示的灯光装置，其特征在于：所述旋转组件包括连接件(4)，所述连接件(4)为U形，且连接件(4)的末端均与光源(1)的侧壁转动连接，光源(1)能绕其与连接件(4)之间的转动连接部位的轴线转动，连接件(4)的外壁与第二旋转组件连接。

3.根据权利要求2所述的用于光学演示的灯光装置，其特征在于：在所述光源(1)的侧壁上设置有转动轴(5)，所述转动轴(5)有两个，并沿光源(1)的轴线中心对称；在连接件(4)的内壁上靠近末端的部位上均设置有连接孔(6)，所述转动轴(5)分别各与一个连接孔(6)配合，且光源(1)能绕转动轴(5)的轴线转动。

4.根据权利要求3所述的用于光学演示的灯光装置，其特征在于：在所述转动轴(5)和连接孔(6)之间均设置有轴承，所述轴承套设在转动轴(5)的外壁上远离对应光源(1)的一端。

5.根据权利要求3或4所述的用于光学演示的灯光装置，其特征在于：在所述连接件(4)的内壁上靠近滑块(3)的一端设置有支撑板(7)，所述支撑板(7)弯曲成弧形，其轴线与转动轴(5)的轴线平行，其内凹面所在的圆心位于转动轴(5)的轴线上，其外凸面与连接件(4)连接；

在光源(1)的底部设置有支撑轴(8)，所述支撑轴(8)的一端与光源(1)连接，其另一端与支撑板(7)的内凹面接触，且绕转动轴(5)的轴线转动光源(1)时，支撑轴(8)上与支撑板(7)的内凹面接触的一端沿着支撑板(7)的内凹面移动。

6.根据权利要求5所述的用于光学演示的灯光装置，其特征在于：在所述支撑板(7)的内凹面上沿着支撑板(7)内凹面上的周线设置有导向槽(9)，所述导向槽(9)的横截面为劣弧形，在支撑轴(8)上远离光源(1)的一端设置有接触块(10)，所述接触块(10)为半球形，其平面端与支撑轴(8)连接，其曲面上远离支撑轴(8)的一端位于导向槽(9)中，并与导向槽(9)的槽底相切。

7.根据权利要求6所述的用于光学演示的灯光装置，其特征在于：所述导向槽(9)的横截面的半径与接触块(10)的球径的一半相等。

8.根据权利要求1所述的用于光学演示的灯光装置，其特征在于：所述滑动组件包括滑块(3)，所述滑块(3)的一端与旋转组件连接，滑块(3)的另一端设置有滑槽(11)，所述滑槽(11)的开口尺寸小于槽底尺寸，所述滑轨(2)的横截面尺寸和滑槽(11)的横截面尺寸，滑槽(11)与滑轨(2)配合。

9.根据权利要求8所述的用于光学演示的灯光装置，其特征在于：所述滑槽(11)的横截面为T字形，在滑轨(2)上远离滑块(3)的一端设置有支撑块(12)。

10.根据权利要求8或9所述的用于光学演示的灯光装置，其特征在于：在所述滑块(3)和旋转组件之间设置有依次连接的螺杆(13)和螺纹筒(14)，所述螺杆(13)的一端与滑块(3)连接，螺杆(13)的另一端插入螺纹筒(14)的中心孔中，并与螺纹筒的中心孔螺纹连接，所述螺纹筒(14)上远离螺杆(13)的一端与旋转组件连接。