一种演示石墨烯光驱动性质的科普互动装置的制作方法

本实用新型涉及科技馆展具技术领域，特别是指一种演示石墨烯光驱动性质的科普互动装置。

背景技术：

近年来，随着科技的不断发展，人类往往会通过科技馆展览的方式与对科技有兴趣的人群进行展具互动，在2015年6月19日，南开大学教授陈永胜、田建国的联合科研团队通过3年研究，获得一种特殊的石墨烯材料。该材料可在包括太阳光在内的各种光源照射下驱动飞行，其获得的驱动力是传统光压的千倍以上。

目前这种现象的演示装置均为铁架台固定封装有石墨烯小球的真空玻璃管，再由固定在真空玻璃管下方的强光手电或手持激光器对其进行照射，获得实验现象。现有的演示技术只停留在实验室阶段，必须有专人看管，不能由受众自己参与互动、探索。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种演示石墨烯光驱动性质的科普互动装置，以解决现有的演示技术只停留在实验室阶段，必须有专人看管，不能由受众自己参与互动、探索的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种演示石墨烯光驱动性质的科普互动装置，包括台体，所述台体的顶部固定安装有承载桌面，所述承载桌面上设置有纵向维度演示部件，所述纵向维度演示部件包括透明的外壳，所述外壳的内部设置有纵向演示管，所述纵向演示管中设置有石墨烯球体；所述外壳的底部设置有朝向所述纵向演示管的第一激光器，所述外壳的顶部设置有朝向所述纵向演示管的第二激光器；所述承载桌面上设有用于控制所述第一激光器和所述第二激光器的操控按钮。

其中，所述外壳的下端开口，固定安装在所述承载桌面上，所述承载桌面的底部设有第一支架，所述第一激光器设置在所述第一支架中，且所述承载桌面上开设有与所述第一支架位置相对应的第一通孔；所述外壳的顶部设有第二支架，所述第二激光器设置在所述第二支架中，所述外壳的上端面开设有与所述第二支架位置相对应的第二通孔；所述外壳的内部设置有演示管承载支架，所述纵向演示管插设在所述演示管承载支架中。

其中，所述承载桌面上还设置有横向维度演示部件，所述横向维度演示部件包括横向演示管和与所述横向演示管平行的直线导轨，所述横向演示管中设置有石墨烯球体，所述直线导轨上套设有滑块，所述滑块的顶部安装有激光器托，所述激光器托中设有朝向所述横向演示管的第三激光器，所述承载桌面上设置有用于控制所述第三激光器的启动按钮。

其中，所述承载桌面上安装有操控手轮，所述操控手轮与所述滑块传动连接，以驱动所述滑块沿所述直线导轨滑动。

其中，所述直线导轨的两端均设有限位块。

其中，所述操控按钮的数量为三个，三个所述操控按钮均匀分布在所述纵向维度演示部件的前方。

其中，所述承载桌面上安装有说明牌，所述说明牌位于所述纵向维度演示部件的后侧。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，本实用新型通过将实验室发现的现象转化为可对公众开放展览的展品，让观众可以直观地观察了解石墨烯的光驱动现象，并通过让观众参与互动操作，可更加深入地感受石墨烯小球的位置与光的状态之间的关系，提高了该装置的科普性和趣味性。

附图说明

图1为本实用新型科普互动装置的整体结构示意图。

图2为本实用新型科普互动装置的侧视图。

图3为本实用新型科普互动装置的俯视图。

图4为本实用新型的纵向维度演示部件的剖面结构示意图。

图5为本实用新型的横向维度演示部件的传动结构示意图。

[附图标记]

1、台体；2、承载桌面；3、说明牌；4、横向维度演示部件；5、纵向维度演示部件；6、启动按钮；7、操控手轮；8、操控按钮；9、外壳；10、纵向演示管；11、第一激光器；12、第二支架；13、第二激光器；14、第一支架；15、承载托盘；16、手轮轴承座；17、手轮轴；18、第三激光器；19、转轮；20、直线导轨；21、滑块；22、激光器托；23、限位块。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如附图1至附图5所示的，本实用新型的实施例提供一种演示石墨烯光驱动性质的科普互动装置，包括台体1，所述台体1的顶部固定安装有承载桌面2，所述承载桌面2上设置有纵向维度演示部件5，所述纵向维度演示部件5包括透明亚克力材质的外壳9，所述外壳9的内部设置有纵向演示管10，所述纵向演示管10中设置有石墨烯球体。

如图4所示的，所述外壳9的底部设置有朝向所述纵向演示管10的第一激光器11，在所述第一激光器11的照射下，所述纵向演示管10中的石墨烯球体将向上运动，所述外壳9的顶部设置有朝向所述纵向演示管10的第二激光器13，以起到复位的作用。

如图3所示的，所述承载桌面2上设有用于控制所述第一激光器11和所述第二激光器13的操控按钮8。

如图4所示的，所述外壳9的下端开口，固定安装在所述承载桌面2上，所述承载桌面2的底部设有第一支架14，所述第一激光器11设置在所述第一支架14中，且所述承载桌面2上开设有与所述第一支架14位置相对应的第一通孔；所述外壳9的顶部设有第二支架12，所述第二激光器13设置在所述第二支架12中，所述第二支架12和所述第二激光器13的外侧罩设有壳体，所述外壳9的上端面开设有与所述第二支架12位置相对应的第二通孔；所述外壳9的内部设置有管状的演示管承载支架，所述纵向演示管10插设在所述演示管承载支架中。

本实施例中，所述承载桌面2上还设置有横向维度演示部件4，所述横向维度演示部件4包括横向演示管和与所述横向演示管平行的直线导轨20，所述横向演示管中设置有石墨烯球体，如图5所示的，所述直线导轨20设置在承载托盘15上，所述直线导轨20上套设有滑块21，所述滑块21的顶部安装有激光器托22，所述激光器托22中设有朝向所述横向演示管的第三激光器18，所述承载桌面上设置有用于控制所述第三激光器18的启动按钮6。

如图5所示的，所述承载桌面2上安装有操控手轮7，所述操控手轮7包括手轮轴17，所述手轮轴17通过轴承与所述承载托盘15转动连接，所述轴承安装在位于所述承载托盘15底部的手轮轴承座16中。

本实施例中，所述承载托盘15上还设置有转轮19，所述操控手轮7与转轮19通过皮带传动，所述皮带与所述滑块21连接，通过转动所述操控手轮7可以驱动所述滑块21沿所述直线导轨20滑动。

另一实施例中，所述操控手轮7与齿轮连接，所述滑块21上设置有与所述齿轮相啮合的齿条，从而将所述操控手轮7的旋转运动转化为所述滑块21的直线运动。

如图5所示的，所述直线导轨20的两端均设有限位块23，以限制所述滑块21的极限运动位置。

如图3所示的，所述操控按钮8的数量为三个，三个所述操控按钮8均匀分布在所述纵向维度演示部件5的前方，三个所述操控按钮8用于控制第一激光器11的光源强弱，从左到右依次为强光、中等光和弱光，通过控制不同光源强度的操控按钮8，可以使得展示的效果具有对比性，互动效果更佳。

如图1所示的，所述承载桌面2上安装有说明牌3，所述说明牌3位于所述纵向维度演示部件5和所述横向维度演示部件4的后侧，以对本科普互动装置进行说明讲解。

本实用新型的科普互动装置工作过程如下：

所述科普互动装置包括纵向维度演示部件5和横向维度演示部件4，可供两人同时操作，其中，左半部分为纵向维度演示部件5，观众按下任意操控按钮8后，第一激光器11被点亮并照射石墨烯球体，此时可观察到石墨烯球体向上运动，当光照所产生的向上的推动力与石墨烯球体的自身重力平衡时，石墨烯球体达到稳定状态，不再向上运动，悬浮在空中，10秒后光源关闭。随即第二激光器13启动，石墨烯球体受到向下照射光的影响，运动到纵向演示管10底部的初始位置，操作装置复位。

右半部分为横向维度演示部件4，按下启动按钮6点亮第三激光器18的光源，手动旋转操控手轮7，直线导轨20上的光源会随之产生左右移动，此时可看到横向演示管中的石墨烯球体受光照影响而左右移动的现象。10秒过后光源自动关闭，可进行下一次操作。

上述方案，本实用新型通过将实验室发现的现象转化为可对公众开放展览的展品，让观众可以直观地观察了解石墨烯的光驱动现象，并通过让观众参与互动操作，可更加深入地感受石墨烯小球的位置与光的状态之间的关系，提高了该装置的科普性和趣味性；所述科普互动装置包括纵向维度演示部件和横向维度演示部件，可供两人同时操作，利用率高，而且演示效果更全面。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。