一种声波振动式万花曲线图形演示装置的制作方法

1.本实用新型涉及教学教具领域，特别涉及一种声波振动式万花曲线图形成像装置，本实用新型的装置适用于演示声波振动、偏心振动、万花曲线图案和视觉暂留等现象。


背景技术：

2.现有的将声音振动转换为可视的动态现象的演示装置，多是借助声音振动带轻小物体振动，形成不同的图案效果，或是反射形成的激光图案在投影板或墙壁上呈现跳动效果，图案变换方式比较单一，趣味性不强，学生参与度不高。


技术实现要素：

3.为了现有技术存在的上述技术问题，本实用新型提供一种声波振动式万花曲线图形演示装置。
4.为解决上述技术问题提供的一种声波振动式万花曲线图形演示装置，包括激光发射器、图像接收屏以及底板，还包括声波筒、第一旋转镜片模块和第二旋转镜片模块，所述激光发射器、声波筒、第一旋转镜片模块、第二旋转镜片模块以及图像接收屏均设置在底板上；所述激光发射器发射的激光射入到声波筒的镜片上，所述镜片上反射的激光射入到第一旋转镜片模块的第一镜片上，所述第一镜片上反射的激光射入到第二旋转镜片模块的第二镜片上，所述第二镜片上反射的激光射入到图像接收屏上；所述第二旋转镜片模块的结构与第一旋转镜片模块的结构相同。
5.进一步的，所述声波筒还包括弹性膜、传声筒体以及筒口，所述传声筒体的一端口上包裹着弹性膜，所述镜片设置在弹性膜上，所述传声筒体的另一端口为筒口，所述筒口用于收集来自外部的声波信号，所述声波信号经过传声筒体用于使弹性膜与镜片一起振动；
6.所述第一旋转镜片模块还包括偏心轮、振动马达、电源开关以及电源，所述第一镜片通过偏心轮设置在振动马达输出端，所述振动马达、电源开关与电源电性连接，所述振动马达用于带动偏心轮产生偏心振动。
7.进一步的，所述激光发射器、声波筒、第一旋转镜片模块、第二旋转镜片模块、图像接收屏围绕底板的中心逆时针依次固定摆放在所述底板上；所述激光发射器的一侧为声波筒，所述激光发射器的激光发射方向与声波筒的镜片镜面成锐角角度布置，所述声波筒的另一侧为第一旋转镜片模块，所述声波筒的镜片镜面与第一旋转镜片模块的第一镜片镜面成钝角角度布置，所述第一旋转镜片模块的另一侧为第二旋转镜片模块，所述第一旋转镜片模块的第一镜片镜面与第二旋转镜片模块上的第二镜片镜面之间成钝角角度布置，所述第二旋转镜片模块的另一侧为图像接收屏，所述第二旋转镜片模块的镜第二镜片镜面与图像接收屏所在平面之间成锐角角度布置。
8.更进一步的，所述激光发射器、第一旋转镜片模块、图像接收屏以直线方式依次对齐固定摆放在所述底板上的右边，所述声波筒、第二旋转镜片模块以直线方式依次对齐固定摆放在底板上的左边；其中：所述激光发射器的对面为声波筒，所述激光发射器的激光发
射方向与声波筒的镜片镜面成锐角角度布置，所述声波筒的镜片镜面与第一旋转镜片模块的第一镜片镜面平行布置，所述第一旋转镜片模块的第一镜片镜面与第二旋转镜片模块的第二镜片镜面平行布置，所述第二旋转镜片模块的第二镜片镜面与图像接收屏所在平面平行布置。
9.更进一步的，所述底板上还固定摆放第三旋转镜片模块，所述第三旋转镜片模块一侧为第二旋转镜片模块，所述第三旋转镜片模块的第三镜片镜面与第二旋转镜片模块的镜片镜面之间成钝角角度布置，所述第三旋转镜片模块的另一侧为图像接收屏，所述第三旋转镜片模块的第三镜片镜面与图像接收屏所在平面之间成锐角角度布置；所述第三旋转镜片模块的结构与第一旋转镜片模块相同；所述镜片上反射的激光射入到第三旋转镜片模块的第三镜片上，所述第三镜片上反射的激光射入到图像接收屏上。
10.更进一步的，所述底板上还设置有第三旋转镜片模块，所述激光发射器、第一旋转镜片模块、第三旋转镜片模块以直线方式依次对齐固定摆放在所述底板上的右边；所述声波筒、第二旋转镜片模块、图像接收屏以直线方式依次对齐固定摆放在所述底板上的左边；其中：所述第二旋转镜片模块的第二镜片镜面与所述第三旋转镜片模块的第三镜片镜面平行布置，所述第三旋转镜片模块的第三镜片镜面与图像接收屏所在平面平行布置；所述第三旋转镜片模块的结构与第一旋转镜片模块相同；所述第二镜片上反射的激光射入到第三旋转镜片模块的第三镜片上，所述第三镜片上反射的激光射入到图像接收屏上。
11.更进一步的，所述第一旋转镜片模块还包括调速器，所述调速器与振动马达电性连接，所述调速器用于调节振动马达的振动频率，改变图像接收屏上图案的形状。
12.更进一步的，所述第一旋转镜片模块的第一镜片为平面镜片、凹面镜片或凸面镜片。
13.更进一步的，所述激光发射器为单种颜色发光二极管或为多种颜色的发光二极管组合而成。
14.更进一步的，所述第一旋转镜片模块还包括开源硬件模块，所述开源硬件模块与振动马达电性连接，所述开源硬件模块用于调节振动马达的振动频率，改变图像接收屏上图案的形状。
15.与现有技术相比较，本实用新型具有如下有益技术效果：对着声波筒的筒口说话或唱歌，反射到图像接收屏上的图案即在原有图形的基础上发生有规律的波动变换，通过改变发出声音的响度、频率等，观看图像接收屏上反射图案的变换。声波筒用于演示声波振动和视觉暂留等知识，激发学生的学习兴趣和互动性。旋转镜片模块用于在图像接收屏上形成万花曲线图案，通过调节调速器的简单操作，实现图案多样变换的效果，趣味性强，学生参与度高。
附图说明
16.图1是本实用新型声波振动式万花曲线图形演示装置的一种结构组合方式俯视图；
17.图2是本实用新型声波振动式万花曲线图形演示装置的另一种结构组合方式俯视图；
18.图3是本实用新型声波筒的放大图；
19.图4是本实用新型第一旋转镜片模块的放大图；
20.图5是本实用新型第二旋转镜片模块的放大图；
21.图6是本实用新型第三旋转镜片模块的放大图；
22.图7是本实用新型工作原理示意图；
23.图8是声波筒不振动且旋转镜片模块工作时图像接收屏上的效果图；
24.图9是声波筒振动且旋转镜片模块工作时图像接收屏上的效果图；
25.其中：1：激光发射器；2：声波筒；21：镜片；22：弹性模；23：传声筒体；24：筒口；3：第一旋转镜片模块；31：第一镜片；32、42、52：偏心轮；33、43、53：振动马达；34、44、54：调速器；35、45、55：电源开关；36、46、56：电源；4：第二旋转镜片模块；41：第二镜片；5：第三旋转镜片模块；51：第三镜片；6：图像接收屏；7：底板。
具体实施方式
26.如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包括”为一开放式用语，故应解释成“包括但不限定于”。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本实用新型的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
27.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
28.实施例
29.如图1-2所示，一种声波振动式万花曲线图形演示装置，包括激光发射器1、图像接收屏6以及底板7，还包括声波筒2、第一旋转镜片模块3和第二旋转镜片模块4，所述激光发射器1、声波筒2、第一旋转镜片模块3、第二旋转镜片模块4以及图像接收屏6均设置在底板7上；所述激光发射器1发射的激光射入到声波筒2的镜片21上，所述镜片21上反射的激光射入到第一旋转镜片模块3的第一镜片31上，所述第一镜片31上反射的激光射入到第二旋转镜片模块4的第二镜片41上，所述第二镜片41上反射的激光射入到图像接收屏6上；所述第二旋转镜片模块4的结构与第一旋转镜片模块3的结构相同。
30.优选的，所述声波筒2还包括弹性膜22、传声筒体23以及筒口24，所述传声筒体23的一端口上包裹着弹性膜22，所述镜片21设置在弹性膜22上，所述传声筒体23的另一端口为筒口24，所述筒口24用于收集来自外部的声波信号，所述声波信号经过传声筒体23用于使弹性膜22与镜片21一起振动；
31.所述第一旋转镜片模块3还包括偏心轮32、振动马达33、电源开关35以及电源36，所述第一镜片31通过偏心轮32设置在振动马达33输出端，所述振动马达33、电源开关35与电源36电性连接，所述振动马达33用于带动偏心轮32产生偏心振动。
32.在实际设计过程中，所述激光发射器1、声波筒2、第一旋转镜片模块3、第二旋转镜片模块4以及图像接收屏6等在底板7上有多种设置方式。具体如下：
33.第一种排列方式，如图1所示，所述激光发射器1、声波筒2、第一旋转镜片模块3、第二旋转镜片模块4、图像接收屏6围绕底板7的中心逆时针依次固定摆放在所述底板7上；所
述激光发射器1的一侧为声波筒2，所述激光发射器1的激光发射方向与声波筒2的镜片21镜面成锐角角度布置，所述声波筒2的另一侧为第一旋转镜片模块3，所述声波筒2的镜片21镜面与第一旋转镜片模块3的第一镜片31镜面成钝角角度布置，所述第一旋转镜片模块3的另一侧为第二旋转镜片模块4，所述第一旋转镜片模块3的第一镜片31镜面与第二旋转镜片模块4上的第二镜片41镜面之间成钝角角度布置，所述第二旋转镜片模块4的另一侧为图像接收屏6，所述第二旋转镜片模块4的镜第二镜片41镜面与图像接收屏6所在平面之间成锐角角度布置。
34.优选的，所述底板7上还固定摆放第三旋转镜片模块5，所述第三旋转镜片模块5一侧为第二旋转镜片模块4，所述第三旋转镜片模块5的第三镜片51镜面与第二旋转镜片模块4的镜片41镜面之间成钝角角度布置，所述第三旋转镜片模块5的另一侧为图像接收屏6，所述第三旋转镜片模块5的第三镜片51镜面与图像接收屏6所在平面之间成锐角角度布置；所述第三旋转镜片模块5的结构与第一旋转镜片模块3相同；所述镜片41上反射的激光射入到第三旋转镜片模块5的第三镜片51上，所述第三镜片51上反射的激光射入到图像接收屏6上。
35.第二种排列方式，如图2所示，所述激光发射器1、第一旋转镜片模块3、图像接收屏6以直线方式依次对齐固定摆放在所述底板7上的右边，所述声波筒2、第二旋转镜片模块4以直线方式依次对齐固定摆放在底板7上的左边；其中：所述激光发射器1的对面为声波筒2，所述激光发射器1的激光发射方向与声波筒2的镜片21镜面成锐角角度布置，所述声波筒2的镜片21镜面与第一旋转镜片模块3的第一镜片31镜面平行布置，所述第一旋转镜片模块3的第一镜片31镜面与第二旋转镜片模块4的第二镜片41镜面平行布置，所述第二旋转镜片模块4的第二镜片41镜面与图像接收屏6所在平面平行布置。
36.优选的，所述底板7上还设置有第三旋转镜片模块5，所述激光发射器1、第一旋转镜片模块3、第三旋转镜片模块5以直线方式依次对齐固定摆放在所述底板7上的右边；所述声波筒2、第二旋转镜片模块4、图像接收屏6以直线方式依次对齐固定摆放在所述底板7上的左边；其中：所述第二旋转镜片模块4的第二镜片41镜面与所述第三旋转镜片模块5的第三镜片51镜面平行布置，所述第三旋转镜片模块5的第三镜片51镜面与图像接收屏6所在平面平行布置；所述第三旋转镜片模块5的结构与第一旋转镜片模块3相同；所述第二镜片41上反射的激光射入到第三旋转镜片模块5的第三镜片51上，所述第三镜片51上反射的激光射入到图像接收屏6上。
37.更优选的，所述第一旋转镜片模块3还包括调速器34，所述调速器34与振动马达33电性连接，所述调速器34用于调节振动马达33的振动频率，改变图像接收屏6上图案的形状。在实际实验或制作过程中还可以将调速器34用开源硬件模块替代用于控制调节振动马达33，采用程序控制振动马达33的转速和振动频率，使振动马达33更多输出变换值，从而最后在图像接收屏6上得到更多样性的花样图案。
38.更优选的，所述第一旋转镜片模块3的第一镜片31为平面镜片、凹面镜片或凸面镜片。
39.更优选的，所述激光发射器1为单种颜色发光二极管或为多种颜色的发光二极管组合而成。所述激光发射器1发出单色激光也可同时发射出不同颜色的激光，也可有次序地变换各种颜色的激光，在图像接收屏6上呈现多彩花样图案。
40.结合图1至图7所示，本实用新型声波振动式万花曲线图形演示装置的工作原理具体说明如下：在所述声波筒2的筒口24唱歌或说话，所述筒口24用于收集声波信号，所述声波信号经过传声筒体23，用于使弹性膜22与镜片21一起振动。所述激光发射器1发射的激光射入到声波筒2的镜片21上。所述电源36为振动马达33提供动力，所述电源开关35控制振动马达33的动力供给，所述调速器34用于调节振动马达33的振动频率，所述振动马达33用于带动偏心轮32及第一镜片31一起产生偏心振动。所述镜片21上反射的激光射入到第一旋转镜片模块3的第一镜片31上，所述第一镜片31上反射的激光射入到第二旋转镜片模块4的第二镜片41上，所述第二镜片41上反射的激光射入到第三旋转镜片模块5的第三镜片51上，所述第三镜片51上反射的激光射入到图像接收屏6上。改变所述声波筒2筒口24的音量和音高，或者调节第一旋转镜片模块3的调速器34、第二旋转镜片模块4的调速器44、第三旋转镜片模块5的调速器54中的任何一个调速器，可改变图像接收屏6上图案的形状。
41.为了节约成本以及方便组装实验操作，第一旋转镜片模块3、第二旋转镜片模块4和第三旋转镜片模块5可采用完全相同部件，相同的连接结构制成。其中第一镜片31、第二镜片41以及第三镜片51均可采用相同镜片，在平面镜、凹面镜或凸面镜中根据设计需要进行选择。
42.实验一：所述声波筒2的筒口24不收集任何声波信号。同时，所述第一旋转镜片模块3的电源开关35、第二旋转镜片模块4的电源开关45、第三旋转镜片模块5的电源开关55都关闭。所述声波筒2的镜片21不振动且所述第一旋转镜片模块3的第一镜片31、所述第二旋转镜片模块4的第二镜片41、所述第三旋转镜片模块5的第三镜片51都静止不动。所述激光发射器1发射的激光射入到声波筒2的镜片21上，所述镜片21上反射的激光射入到所述第一旋转镜片模块3的第一镜片31上，所述第一镜片31上反射的激光射入到第二旋转镜片模块4的第二镜片41上，所述第二镜片41上反射的激光射入到第三旋转镜片模块5的第三镜片51上，所述第三镜片51上反射的激光射入到图像接收屏6上，所述图像接收屏6上仅出现一个光点。
43.实验二：所述声波筒2的筒口24不收集任何声波信号。同时打开第一旋转镜片模块3的电源开关35、第二旋转镜片模块4的电源开关45、第三旋转镜片模块5的电源开关55。打开第一旋转镜片模块3的电源开关35时，所述电源36为振动马达33提供动力，通过调节所述调速器34改变振动马达33的振动频率，所述振动马达33即带动偏心轮32及第一镜片31一起产生偏心振动；打开第二旋转镜片模块4的电源开关45时，所述电源46为振动马达43提供动力，通过调节调速器44改变振动马达43的振动频率，所述振动马达43即带动偏心轮42及第二镜片41一起产生偏心振动；打开第三旋转镜片模块5的电源开关55时，所述电源56为振动马达53提供动力，通过调节所述调速器54改变振动马达53的振动频率，所述振动马达53即带动偏心轮52及第三镜片51一起产生偏心振动。所述激光发射器1发射的激光射入到声波筒2静止着的镜片21上，所述镜片21上反射的激光射入到第一旋转镜片模块3振动旋转着的第一镜片31上，所述第一镜片31上反射的激光射入到第二旋转镜片模块4振动旋转着的第二镜片41上，所述第二镜片41上反射的激光射入到第三旋转镜片模块5振动旋转着的第三镜片51上，所述三镜片51上反射的激光射入到图像接收屏6上，所述图像接收屏6上即出现转动着的椭圆形图案光迹。通过调节调速器34、调速器44或调速器54，所述图像接收屏6上即出现其他万花曲线图形光迹，效果如图8所示。
44.实验三：在所述声波筒2的筒口24唱歌或说话，所述筒口24收集声波信号，所述声波信号经过所述传声筒体23，使所述弹性膜22与镜片21一起振动。同时，打开所述第一旋转镜片模块3的电源开关35、第二旋转镜片模块4的电源开关45、第三旋转镜片模块5的电源开关55。打开第一旋转镜片模块3的电源开关35时，所述电源36为振动马达33提供动力，通过调节调速器34改变振动马达33的振动频率，所述振动马达33即带动偏心轮32及第一镜片31一起产生偏心振动；打开第二旋转镜片模块4的电源开关45时，所述电源46为振动马达43提供动力，通过调节调速器44改变振动马达43的振动频率，所述振动马达43即带动偏心轮42及第二镜片41一起产生偏心振动；打开第三旋转镜片模块5的电源开关55时，所述电源56为振动马达53提供动力，通过调节调速器54改变振动马达53的振动频率，所述振动马达53即带动偏心轮52及第三镜片51一起产生偏心振动。所述激光发射器1发射的激光射入到声波筒2振动着的镜片21上，所述镜片21上反射的激光射入到所述第一旋转镜片模块3振动旋转着的第一镜片31上，所述第一镜片31上反射的激光射入到第二旋转镜片模块4振动旋转着的第二镜片41上，所述第二镜片41上反射的激光射入到所述第三旋转镜片模块5振动旋转着的第三镜片51上，所述第三镜片51上反射的激光射入到图像接收屏6上，所述图像接收屏6上呈现的为在实验2中万花曲线图形基础上有规律波动变换的图案光迹。通过改变所述声波筒2筒口24的音量和音高，所述图像接收屏6上即出现其他波动着的万花曲线图形光迹，效果如图9所示。
45.与现有技术相比较，本实用新型具有如下有益技术效果：对着声波筒的筒口说话或唱歌，反射到图像接收屏上的图案即在原有图形的基础上发生有规律的波动变换，通过改变发出声音的响度、频率等，观看图像接收屏上反射图案的变换。声波筒用于演示声波振动和视觉暂留等知识，激发学生的学习兴趣和互动性。旋转镜片模块用于在图像接收屏上形成万花曲线图案，通过调节调速器的简单操作，实现图案多样变换的效果，趣味性强，学生参与度高。
46.上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。