一种波的干涉展示教学装置的制作方法

本实用新型涉及一种科技原理展示设备，具体地说是一种波的干涉展示教学装置。

背景技术：

波的干涉是一种物理学现象。频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互隔开。这种现象叫做波的干涉。波的干涉所形成的图样叫做干涉图样。关于科普科学现象时在深化理论的基础上亟待一种寓教于乐的集展示与教学一体的装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种波的干涉展示教学装置。

为实现上述目的，本实用新型所述一种波的干涉展示教学装置，所述装置包括点动盘、机械点动机构、点动液体盘、聚光灯、吊挂组件；

所述点动盘为底部中央开设有圆形开口的环形盘，所述点动盘的外侧设置有点动盘外延，所述点动盘内安装有点动液体盘；点动液体盘为透明材质盘体；点动液体盘内具有液体；

所述机械点动机构主要由点动摆臂、步进电机组成，所述步进电机通过电机座安装于点动盘外延上，步进电机的输出端连接凸轮，凸轮与凸轮轴承和点动摆臂构成凸轮机构，凸轮轴承通过连接件和点动摆臂连接，点动摆臂的末端安装有点动头，点动摆臂的另一端通过转轴安装于第一支架、第二支架之间；所述转轴与第一支架之间设置有第一轴承，所述转轴与第二支架之间设置有第二轴承；所述点动盘外延上通过点动盘螺钉连接有电机外罩，电机外罩为凸轮机构及步进电机的护壳；步进电机与电源连接；

所述吊挂组件包括连接管、上圆板、铁链，所述上圆板的上表面安装有连接管，连接管的另一端固定于屋顶，上圆板的下表面连接有铁链，铁链的另一端连接于点动盘上；

所述上圆板为开设中孔的环形构件，所述中孔处安装有灯架，所述灯架内安装有聚光灯，所述聚光灯的光源指向点动液体盘，所述聚光灯与电源连接。

所述点动液体盘内液体为硅油。

所述点动盘外延上安装有第一u型螺丝，所述第一u型螺丝与兰花螺丝铰接，第一u型螺丝通过兰花螺丝与铁链铰接，所述铁链的另一端通过第二u形螺丝安装于上圆板上。

所述铁链设置有三条，分别为第一链条、第二链条、第三链条；所述第一链条、第二链条、第三链条的一端三角形分布安装于点动盘上；所述第一链条、第二链条、第三链条的另一端与点动盘对应，且三角形分布安装于上圆板上。

所述机械点动机构设置有两个，机械点动机构设置于点动盘对应的两侧上。

所述点动头为锥形，所述锥尖处的夹角为90度。

所述点动盘与点动液体盘的盘沿相紧靠，所述点动盘与点动液体盘的盘沿端设置有橡胶。

所述步进电机与电源之间通过调节电源电压控制步进电机转速。

所述步进电机与电控箱连接，电控箱上设置有操作台；所述电控箱内设置有信号采集单元、信号处理系统、电源供给系统、执行单元、网络系统；所述电源供给系统连接信号采集单元、信号处理系统、执行单元、网络系统，信号采集单元依次连接信号处理系统、执行单元，信号处理系统连接网络系统。

所述步进电机与执行单元连接。

所述机械点动机构设置有两个，机械点动机构设置于点动盘对应的两侧上。

所述点动头为锥形，所述锥尖处的夹角为90度。

所述点动盘与点动液体盘的盘沿相紧靠，所述点动盘与点动液体盘的盘沿端设置有橡胶。

本实用新型所述一种波的干涉展示教学装置，其有益效果在于：本装置外形美观，且安全使用；使观众在娱乐的同时体会波的干涉这一简单而有趣的物理现象；本装置使用简单，易于操作，使用寿命长，不易损坏，点动液体盘采用透明亚克力粘接，内装有低黏度硅油，点动盘采用钢板焊接，点动盘的链条三角分布安装，安装稳定；聚光灯采用高亮暖白led灯，聚光灯照射范围调节，灯架采用钢板焊接；凸轮采用不锈钢制作，与凸轮摩擦采用凸轮轴承做连接耐磨牢固；使其耐磨牢固。

附图说明

图1为本结构总装示意图；

图2为本结构上圆板与铁链连接示意图；

图3为本结构点动盘与铁链连接示意图；

图4为本结构点动盘、点动液体盘示意图；

图5为本结构点动盘示意图；

图6为本结构点动盘、机械点动机构示意图；

图7为本结构机械点动机构示意图；

图8为本结构机械点动机构示意图；

图9为本结构凸轮机构放大示意图；

图10为本结构点动摆臂示意图；

图11为本结构点动头示意图；

图12为本结构双总装示意图；

图13为本结构双点动盘、双机械点动机构示意图；

图14为本结构控制系统示意图；

图中：1-机械点动机构、2-聚光灯、3-灯架、4-上圆板、5-铁链、6-第二u形螺丝、7-连接管、8-电控箱、9-操作台、10-第一u型螺丝、11-兰花螺丝、12-点动盘、12-1-点动盘外延、13-点动液体盘、14-凸轮机构放大、15-硅油、16-点动头、17-点动摆臂、18-电机外罩、19-橡胶、20-第一轴承、21-支架、22-点动盘螺钉、23-转轴、24-步进电机、25-电机座、26-凸轮、27-连接件、28-凸轮轴承。

具体实施方式

实施例1

如图1-14所示，本实用新型所述一种波的干涉展示教学装置，所述装置包括点动盘12、机械点动机构1、点动液体盘13、聚光灯2、吊挂组件；

所述点动盘12为底部中央开设有圆形开口的环形盘，所述点动盘12的外侧设置有点动盘外延12-1，所述点动盘12内安装有点动液体盘13；点动液体盘13为透明材质盘体；点动液体盘13内具有液体；

所述机械点动机构1主要由点动摆臂17、步进电机24组成，所述步进电机24通过电机座25安装于点动盘外延12-1上，步进电机24的输出端连接凸轮26，凸轮26与凸轮轴承28和点动摆臂17构成凸轮机构，凸轮轴承28通过连接件29和点动摆臂17连接，点动摆臂17的末端安装有点动头16，点动摆臂17的另一端通过转轴23安装于第一支架21、第二支架21-1之间；所述转轴23与第一支架21之间设置有第一轴承20，所述转轴23与第二支架21-1之间设置有第二轴承；所述点动盘外延12-1上通过点动盘螺钉22连接有电机外罩18，电机外罩18为凸轮机构及步进电机24的护壳；步进电机24与电源连接；

所述吊挂组件包括连接管7、上圆板4、铁链5，所述上圆板4的上表面安装有连接管7，连接管7的另一端固定于屋顶，上圆板4的下表面连接有铁链5，铁链5的另一端连接于点动盘12上；

所述上圆板4为开设中孔的环形构件，所述中孔处安装有灯架3，所述灯架3内安装有聚光灯2，所述聚光灯2的光源指向点动液体盘13，所述聚光灯2与电源连接。

所述点动液体盘13内液体为硅油15。

所述点动盘外延12-1上安装有第一u型螺丝10，所述第一u型螺丝10与兰花螺丝11铰接，第一u型螺丝10通过兰花螺丝11与铁链5铰接，所述铁链5的另一端通过第二u形螺丝6安装于上圆板4上。

所述铁链5设置有三条，分别为第一链条、第二链条、第三链条；所述第一链条、第二链条、第三链条的一端三角形分布安装于点动盘12上；所述第一链条、第二链条、第三链条的另一端与点动盘12对应，且三角形分布安装于上圆板4上。

所述机械点动机构1设置有两个，机械点动机构1设置于点动盘12对应的两侧上。

所述点动头16为锥形，所述锥尖处的夹角为90度。

所述点动盘12与点动液体盘13的盘沿相紧靠，所述点动盘12与点动液体盘13的盘沿端设置有橡胶19。

所述步进电机24与电源之间通过调节电源电压控制步进电机24转速。

所述装置还包括电控箱8，所述电控箱8上设置有操作台9，操作台9为触摸显示屏，所述电控箱8内设置有信号采集单元、信号处理系统、电源供给系统、执行单元、网络系统；所述电源供给系统连接信号采集单元、信号处理系统、执行单元、网络系统，信号采集单元依次连接信号处理系统、执行单元，信号处理系统连接网络系统。

所述信号采集单元通过网络系统接收操作台9的指令信息，将采集到的信号传递给信号处理系统，信号处理系统的内部程序运算输出控制执行单元的指令，执行单元接收信号执行指令；

本装置的信号处理系统通过内部程序运算输出不同频率的脉冲控制步进电机24的速度从而调整波纹频率。

所述操作台9包括中控启动按钮、步进电机脉冲调节按钮。

所述执行单元包括步进电机24、聚光灯2。

在使用时，信号采集单元与信号处理系统进行通信，采集参数，通过内部程序运算输出不同频率的脉冲控制步进电机24的速度从而调整波纹频率，通过聚光灯穿过亚克力盘体，将亚克力盘体震动产生的水波纹投射在地面上形成水影图案。

实施例2

如图1-14所示，本实用新型所述一种波的干涉展示教学装置，同实施例1，所述机械点动机构1设置有两个，机械点动机构1设置于点动盘12对应的两侧上。

在使用时，信号采集单元与信号处理系统进行通信，采集参数，通过内部程序运算输出不同频率的脉冲控制步进电机24的速度从而调整波纹频率，两个机械点动机构1通过两个步进电机24控制，通过聚光灯穿过亚克力盘体，将亚克力盘体震动产生的水波纹投射在地面上形成水影图案，两个机械点动机构1产生频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互隔开。