專利名稱：海底探礦模擬演示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及科普演示技術(shù)，具體講就是將海底探礦、科考過(guò)程通過(guò)光學(xué)成像、海底模型、仿真潛艇虛實(shí)結(jié)合展現(xiàn)海底探礦情景并應(yīng)用于科學(xué)展覽和教育領(lǐng)域。
技術(shù)背景真實(shí)海底探礦過(guò)程通常由探礦員坐在潛艇內(nèi)操縱機(jī)械手，透過(guò)潛望鏡，在海底探測(cè)礦并抓取回收到潛艇艙內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)；或者是由專門設(shè)計(jì)的潛水探礦儀器裝置來(lái)完成。這種真實(shí)的探礦過(guò)程只有極少部分的專業(yè)人世可以親臨現(xiàn)場(chǎng)，絕大多數(shù)人只能通過(guò)電視等視頻方式觀看了解海洋知識(shí)，不能動(dòng)手親自參與并缺乏臨場(chǎng)感。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是提供一種用于模擬演示海底探礦、科考過(guò)程同時(shí)又能使人們參與操作有關(guān)設(shè)備、增強(qiáng)互動(dòng)感的海底探礦模擬演示裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案海底探礦模擬演示裝置包括仿真控制臺(tái)，薄型水箱位于仿真控制臺(tái)的后部，薄型水箱的后部設(shè)置有半透明半反射鏡，半透明半反射鏡與水平面斜向設(shè)置，半透明半反射鏡的下方設(shè)置有電視顯示器，由電視顯示器產(chǎn)生的圖象經(jīng)半透明半反射鏡反射的光線投向薄型水箱的內(nèi)側(cè)；半透明半反射鏡的后部有探礦潛艇模型放置在模擬海底情景模型的沙盤上，潛艇模型上設(shè)置有帶動(dòng)其上下左右移動(dòng)的行走機(jī)構(gòu)。
由上述技術(shù)方案可知，海底探礦模擬演示裝置由仿真控制臺(tái)、薄型水箱、半透半反光學(xué)玻璃、海底動(dòng)物播放裝置、海底情景模型、燈光裝置、仿真潛艇、潛艇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)械手組成，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、光學(xué)成像技術(shù)、視頻技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)等多項(xiàng)高新技術(shù)，完整的展示海底探礦的全過(guò)程。
該項(xiàng)目通過(guò)娛樂(lè)的方式教育青少年，學(xué)習(xí)海洋知識(shí)，了解海洋，開(kāi)發(fā)海洋，保護(hù)海洋的目的。
附圖概述


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的裝置原理圖；圖3是仿真控制臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是潛艇模型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4的俯視圖；圖6是薄型水箱的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是行走機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如
圖1、2所示，本實(shí)用新型提供的海底探礦模擬演示裝置，本實(shí)用新型包括仿真控制臺(tái)10，薄型水箱20位于仿真控制臺(tái)10的后部，薄型水箱20的后部設(shè)置有半透明半反射鏡30，半透明半反射鏡30與水平面斜向設(shè)置，半透明半反射鏡30的下方設(shè)置有電視顯示器40，由電視顯示器40產(chǎn)生的圖象經(jīng)半透明半反射鏡30反射的光線投向薄型水箱20的內(nèi)側(cè)；半透明半反射鏡30的后部設(shè)置探礦潛艇模型50放置在模擬海底的沙盤60上，潛艇模型50上設(shè)置有帶動(dòng)其上下左右移動(dòng)的行走機(jī)構(gòu)。光學(xué)成像裝置中有由一塊2.5×1.5×0.01m的藍(lán)色光學(xué)玻璃構(gòu)成的半透明半反射鏡30，六臺(tái)29寸顯示器、海底模型組成。
如圖3所示，所述的仿真控制臺(tái)10上有控制移動(dòng)的手柄11用于控制潛艇模型50的行走機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，仿真控制臺(tái)10上還有控制操作的手柄12用于操控潛艇模型50上設(shè)置的機(jī)械手51操作。仿真控制臺(tái)用于模仿潛艇艙內(nèi)控制臺(tái)，游客可通過(guò)仿真控制臺(tái)上的操縱桿手柄11、12，控制潛艇模型50和機(jī)械手51模擬探礦。
所述的仿真控制臺(tái)10上有顯示器13，潛艇模型50上設(shè)置有攝錄探頭，攝錄探頭攝錄的視頻信號(hào)傳輸?shù)斤@示器13上顯示。
如
圖1、7所示，行走機(jī)構(gòu)包括一個(gè)軌道70，軌道70上設(shè)有活動(dòng)橫梁71，活動(dòng)橫梁71上有活動(dòng)支架72，軌道70與活動(dòng)橫梁71以及活動(dòng)橫梁71與活動(dòng)支架72之間有齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，活動(dòng)橫梁71和活動(dòng)支架72上分別設(shè)置步進(jìn)電機(jī)與齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的齒輪相連，活動(dòng)支架72由升降機(jī)構(gòu)73與潛艇模型50相連?；顒?dòng)橫梁71與活動(dòng)支架72之間以及軌道70與活動(dòng)橫梁71之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)用于實(shí)現(xiàn)潛艇模型50的前后左右方向的移動(dòng)，升降機(jī)構(gòu)73帶動(dòng)潛艇模型50實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)。
如
圖1、2所示，所述的電視顯示器40是由4～8個(gè)視頻顯示器構(gòu)成的視頻顯示墻，每個(gè)顯示器有獨(dú)立的視頻播放器。具體實(shí)施時(shí)選用六臺(tái)29寸顯示器，用來(lái)播放海底景象，將六臺(tái)29寸電視顯示器40分成2、4兩排組合的方式放置可以增強(qiáng)場(chǎng)景的立體效果。
參見(jiàn)圖2，同時(shí)配合海底模型的設(shè)置，觀察者站在仿真控制臺(tái)10前，面向薄型水箱20時(shí)觀察到的景象就是，薄型水箱20內(nèi)的景象、六臺(tái)29寸電視顯示器40播放海底景象經(jīng)過(guò)半透明半反射鏡30的景象以及半透明半反射鏡30后部設(shè)置的海底模型和潛艇的景象的圖象疊加總和。
如圖6所示，所述的薄型水箱20的前后面采用透光材料構(gòu)成，薄型水箱20內(nèi)設(shè)置有氣泡發(fā)生裝置21。所述的薄型水箱20和沙盤60所在位置處設(shè)置有燈光裝置。薄型水箱20內(nèi)置鼓泡管22，打上藍(lán)色燈光模擬海水的動(dòng)感，增加場(chǎng)景效果。
裝置結(jié)構(gòu)的工作原理簡(jiǎn)要說(shuō)明如
圖1、2所示，視頻播放器播放出海里游動(dòng)的魚(yú)，有鯊魚(yú)、蝙蝠魚(yú)等首先在電視顯示器40上顯示，并通過(guò)半透明半反射鏡30反射成像，同時(shí)半透明半反射鏡30后部的海底模型經(jīng)過(guò)半透明半反射鏡30透射成像，這樣就形成了海底模型虛實(shí)結(jié)合組成神秘的海底景象。影像裝置排成兩排增強(qiáng)場(chǎng)景的立體效果。
如圖2所示，游客站在仿真控制臺(tái)10前透過(guò)薄型水箱20操作仿真潛艇模型50，潛艇模型50在游客的操作下忽左忽右忽前忽后忽上忽下自由的在海底探測(cè)，游客通過(guò)潛艇內(nèi)的攝像頭觀看海底的情景，當(dāng)探測(cè)到礦物時(shí)，同時(shí)參見(jiàn)圖4、5，操縱機(jī)械手51抓取礦物，按下礦物回收健，機(jī)械手51自動(dòng)回收，仿真潛艇模型50伸出接收裝置收取礦物同時(shí)裝置內(nèi)的傳感器對(duì)礦物進(jìn)行檢測(cè)分析，檢測(cè)完以后，裝置播出flash動(dòng)畫(huà)告知游客改礦物的組成成分、功用以及地理分布情況等海洋知識(shí)。
仿真潛艇模型50是微縮制成的一個(gè)潛艇，裝上機(jī)械手51和攝像頭，模擬一個(gè)探測(cè)潛艇。
本實(shí)用新型營(yíng)造一個(gè)仿真的海底世界，操作潛艇探測(cè)礦物的全部過(guò)程，同時(shí)增加了海洋知識(shí)，經(jīng)歷一次普通人不能到達(dá)的海底之旅。
本實(shí)用新型安裝時(shí)需要提供一個(gè)5×4×4m墻壁黑色的房間，內(nèi)裝有通風(fēng)裝置和消防裝置，水源和下水裝置。在房間的展示面預(yù)留2.5×0.9高的視窗作安放薄型水箱20之用。
權(quán)利要求1.一種海底探礦模擬演示裝置，其特征在于本實(shí)用新型包括仿真控制臺(tái)(10)，薄型水箱(20)位于仿真控制臺(tái)(10)的后部，薄型水箱(20)的后部設(shè)置有半透明半反射鏡(30)，半透明半反射鏡(30)與水平面斜向設(shè)置，半透明半反射鏡(30)的下方設(shè)置有電視顯示器(40)，由電視顯示器(40)產(chǎn)生的圖象經(jīng)半透明半反射鏡(30)反射的光線投向薄型水箱(20)的內(nèi)側(cè)；半透明半反射鏡(30)后部有探礦潛艇模型(50)放置在模擬海底的沙盤(60)上，潛艇模型(50)上設(shè)置有帶動(dòng)其前后上下左右移動(dòng)的行走機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底探礦模擬演示裝置，其特征在于所述的仿真控制臺(tái)(10)上有控制移動(dòng)的手柄(11)用于控制潛艇模型(50)的行走機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，仿真控制臺(tái)(10)上還有控制操作的手柄(12)用于操控潛艇模型(50)上設(shè)置的機(jī)械手(51)操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的海底探礦模擬演示裝置，其特征在于所述的仿真控制臺(tái)(10)上有顯示器(13)，潛艇模型(50)上設(shè)置有攝錄探頭，攝錄探頭攝錄的視頻信號(hào)傳輸?shù)斤@示器(13)上顯示。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的海底探礦模擬演示裝置，其特征在于行走機(jī)構(gòu)包括一個(gè)軌道(70)，軌道(70)上設(shè)有活動(dòng)橫梁(71)，活動(dòng)橫梁(71)上有活動(dòng)支架(72)，軌道(70)與活動(dòng)橫梁(71)以及活動(dòng)橫梁(71)與活動(dòng)支架(72)之間有齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，活動(dòng)橫梁(71)和活動(dòng)支架(72)上分別設(shè)置步進(jìn)電機(jī)與齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的齒輪相連，活動(dòng)支架(72)由升降機(jī)構(gòu)(73)與潛艇模型(50)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底探礦模擬演示裝置，其特征在于所述的電視顯示器(40)是由4～8個(gè)視頻顯示器構(gòu)成的視頻顯示墻，每個(gè)顯示器有獨(dú)立的視頻播放器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底探礦模擬演示裝置，其特征在于所述的薄型水箱(20)的前后面采用透光材料構(gòu)成，薄型水箱(20)內(nèi)設(shè)置有氣泡發(fā)生裝置(21)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底探礦模擬演示裝置，其特征在于本實(shí)用新型還包括音頻播放裝置，所述的薄型水箱(20)和沙盤(60)所在位置處設(shè)置有燈光裝置。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種用于模擬演示海底探礦、增強(qiáng)互動(dòng)感的海底探礦模擬演示裝置，薄型水箱位于仿真控制臺(tái)的后部，薄型水箱的后部設(shè)置有半透明半反射鏡，半透明半反射鏡的下方設(shè)置有電視顯示器、后部有探礦潛艇模型及模擬海底情景模型的沙盤，本實(shí)用新型結(jié)合了計(jì)算機(jī)、光學(xué)成像、視頻、自動(dòng)控制等多項(xiàng)高新技術(shù)，完整的展示海底探礦的全過(guò)程，具有互動(dòng)、真實(shí)感強(qiáng)的顯著優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G09B25/00GK2904174SQ20062007261
公開(kāi)日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2006年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月17日
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