專利名稱：駐波互動(dòng)演示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
駐波互動(dòng)演示裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種互動(dòng)演示裝置。
技術(shù)背景[0002]繩波是一種簡(jiǎn)單的橫波，在日常生活中，我們拿起一根繩子的一端進(jìn)行一次抖 動(dòng)，就可以看見一個(gè)波形在繩子上傳播，如果連續(xù)不斷地進(jìn)行周期性上下抖動(dòng)，就形成 了繩波。繩子的波形可以讓人對(duì)波有直觀的印象。然而，簡(jiǎn)單的跳繩游戲無(wú)法直觀地呈 現(xiàn)波形的千變?nèi)f化，更無(wú)法詮釋波的產(chǎn)生中所蘊(yùn)含的各種科學(xué)原理。例如波的疊加、干 涉、以及駐波形成的條件等等。[0003]駐波是指，頻率和振幅均相同、振動(dòng)方向一致、傳播方向相反的兩列波疊加后 形成的波。兩列波疊加后波形并不向前推進(jìn)，故稱駐波。駐波通過(guò)時(shí)，每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)皆作 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；各質(zhì)點(diǎn)振蕩的幅度不相等，振幅為零的點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)或波節(jié)，振幅最大的點(diǎn)位 于兩節(jié)點(diǎn)之間，稱為腹點(diǎn)或波腹。對(duì)于駐波的概念，人們可以領(lǐng)會(huì)，但對(duì)于駐波是如何 形成的，一直是中學(xué)教學(xué)的難點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種駐波互動(dòng)演示裝置，其能夠演示 機(jī)械波在傳播時(shí)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，從而加深參與者對(duì)機(jī)械波以及駐波的理解。[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種駐波互動(dòng)演示裝置，包括動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)，該動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一動(dòng)力源以及由該動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸；轉(zhuǎn)桿組件，該轉(zhuǎn)桿 組件包括一轉(zhuǎn)桿，轉(zhuǎn)桿與轉(zhuǎn)軸相對(duì)設(shè)置；繩子，該繩子的一端與動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸連 接，另一端與轉(zhuǎn)桿組件的轉(zhuǎn)桿連接；頻閃燈光源。[0006]上述的駐波互動(dòng)演示裝置，其中，該演示裝置還包括一伸縮組件；伸縮組件包 括滑桿套筒以及設(shè)置在該滑桿套筒內(nèi)并可沿水平方向往復(fù)移動(dòng)的滑桿，轉(zhuǎn)桿組件固設(shè)在 該滑桿的一端。[0007]上述的駐波互動(dòng)演示裝置，其中，該演示裝置還包括一用于帶動(dòng)滑桿沿水平方 向往復(fù)移動(dòng)的偏輪旋轉(zhuǎn)組件，該偏輪旋轉(zhuǎn)組件包括手輪、輪軸、擺桿和連桿；手輪與輪 軸的一端相連，輪軸的另一端與擺桿的一端相連；擺桿的另一端與連桿的一端固連，連 桿的另一端與滑桿的另一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接；輪軸套設(shè)有一軸承，軸承支承于一軸承座上。[0008]上述的駐波互動(dòng)演示裝置，其中，擺桿、連桿和軸承座均設(shè)置在一外殼內(nèi)，滑 桿設(shè)有轉(zhuǎn)桿的一端以及手輪均設(shè)置在該外殼外，滑桿設(shè)有轉(zhuǎn)桿組件的一端由一輔助支架 支承，滑桿的另一端穿過(guò)外殼，與連桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接；動(dòng)力源為一電機(jī)，該電機(jī)由一電機(jī)支 架支承，電機(jī)支架和電機(jī)均設(shè)置在一外罩內(nèi)。[0009]采用上述技術(shù)方案后，通過(guò)動(dòng)力源帶動(dòng)繩子旋轉(zhuǎn)，繩子在力的傳播過(guò)程中，會(huì) 產(chǎn)生波浪形運(yùn)動(dòng)軌跡。調(diào)節(jié)頻閃燈的閃動(dòng)頻率，可令參觀者直觀地看到不同軌跡、不同 振幅的各種駐波波形，從而增加他們對(duì)機(jī)械波的理解。


[0010]圖1是本實(shí)用新型的演示裝置的主視示意圖。[0011]圖2是圖1的側(cè)視示意圖。[0012]圖3是圖1的俯視剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0013]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做出進(jìn)一步說(shuō)明。[0014]本實(shí)用新型的駐波互動(dòng)演示裝置，包括動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)桿組件、伸縮組件、 偏輪旋轉(zhuǎn)組件、繩子和頻閃燈光源。[0015]參考圖1至圖4。動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)11以及由電機(jī)11驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸12， 電機(jī)11由一電機(jī)支架13支承，電機(jī)支架13和電機(jī)11均設(shè)置在一外罩14內(nèi)。[0016]轉(zhuǎn)桿組件包括一轉(zhuǎn)桿21，轉(zhuǎn)桿21與轉(zhuǎn)軸12相對(duì)設(shè)置，最好是，轉(zhuǎn)桿21與轉(zhuǎn)軸 12的軸線位于同一條直線上。繩子3的一端與轉(zhuǎn)軸12連接，另一端與轉(zhuǎn)桿21連接。演 示時(shí)，電機(jī)11通過(guò)轉(zhuǎn)軸12帶動(dòng)繩子3旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)桿21隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng)，可以防止繩子打結(jié)。[0017]伸縮組件包括滑桿套筒41以及設(shè)置在該滑桿套筒41內(nèi)并可沿水平方向往復(fù)移動(dòng) 的滑桿42。偏輪旋轉(zhuǎn)組件包括手輪51、輪軸52、擺桿53和連桿M。手輪51與輪軸52 的一端相連，在手輪51上還設(shè)有一手柄50。 輪軸52的另一端與擺桿53的一端相連， 擺桿53的另一端通過(guò)一連接銷55與連桿M的一端固連。輪軸52套設(shè)有一軸承56，軸 承56支承于一軸承座57上。擺桿53、連桿M和軸承座57均設(shè)置在一外殼58內(nèi)，滑桿 42的一端以及手輪51設(shè)置在外殼58外，轉(zhuǎn)桿組件固設(shè)在該滑桿42的一端?；瑮U42的 另一端穿過(guò)外殼58，通過(guò)一銷軸59與連桿M的另一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接。通過(guò)旋轉(zhuǎn)手輪51，可 帶動(dòng)滑桿42以及轉(zhuǎn)桿組件沿水平方向往復(fù)移動(dòng)，進(jìn)而影響繩子自身的震動(dòng)頻率，讓參與 者能夠體驗(yàn)到視覺暫留現(xiàn)象?；瑮U42設(shè)有轉(zhuǎn)桿組件的一端由一輔助支架23支承，輔助 支架23、外殼58以及外罩14均設(shè)置在一底座6上。[0018]本實(shí)用新型利用人眼的視覺惰性即視覺暫留結(jié)合頻閃燈光源的特殊作用，演繹 了各種波形的形成。在未打開頻閃燈時(shí)，繩子因?yàn)檗D(zhuǎn)速太快，看不出一定的規(guī)律，甚至 看不清。打開頻閃燈后，調(diào)節(jié)頻率使頻閃燈閃亮的時(shí)間間隔與繩子經(jīng)過(guò)同一位置的時(shí)間 間隔相同或成整數(shù)倍，由于眼睛的視覺暫留，游客感覺繩子已經(jīng)靜止，于是，便形成了 直觀的波形圖。通過(guò)本實(shí)用新型的演示，參與者可以知道駐波現(xiàn)象，并了解駐波是怎樣 產(chǎn)生的科學(xué)道理。
權(quán)利要求1.一種駐波互動(dòng)演示裝置，其特征在于，包括動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一動(dòng)力源以及由該動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸；轉(zhuǎn)桿組件，該轉(zhuǎn)桿組件包括一轉(zhuǎn)桿，所述轉(zhuǎn)桿與所述轉(zhuǎn)軸相對(duì)設(shè)置；繩子，該繩子的一端與所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸連接，另一端與所述轉(zhuǎn)桿組件的轉(zhuǎn) 桿連接；頻閃燈光源。
2.如權(quán)利要求1所述的演示裝置，其特征在于，該演示裝置還包括一伸縮組件；所 述伸縮組件包括滑桿套筒以及設(shè)置在該滑桿套筒內(nèi)并可沿水平方向往復(fù)移動(dòng)的滑桿，所 述轉(zhuǎn)桿組件固設(shè)在該滑桿的一端。
3.如權(quán)利要求2所述的演示裝置，其特征在于，該演示裝置還包括一用于帶動(dòng)所述 滑桿沿水平方向往復(fù)移動(dòng)的偏輪旋轉(zhuǎn)組件，該偏輪旋轉(zhuǎn)組件包括手輪、輪軸、擺桿和連 桿；所述手輪與所述輪軸的一端相連，輪軸的另一端與所述擺桿的一端相連；所述擺桿 的另一端與所述連桿的一端固連，連桿的另一端與所述滑桿的另一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述輪軸套設(shè)有一軸承，所述軸承支承于一軸承座上。
4.如權(quán)利要求3所述的演示裝置，其特征在于，所述擺桿、所述連桿和所述軸承座 均設(shè)置在一外殼內(nèi)，所述滑桿設(shè)有轉(zhuǎn)桿的一端以及所述手輪均設(shè)置在該外殼外，所述滑 桿設(shè)有轉(zhuǎn)桿組件的一端由一輔助支架支承，所述滑桿的另一端穿過(guò)所述外殼，與連桿轉(zhuǎn) 動(dòng)連接。
5.如權(quán)利要求4所述的演示裝置，其特征在于，所述動(dòng)力源為一電機(jī)，該電機(jī)由一電 機(jī)支架支承，所述電機(jī)支架和所述電機(jī)均設(shè)置在一外罩內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的演示裝置，其特征在于，所述外殼、所述輔助支架以及所述外 罩均設(shè)置在一底座上。
7.如權(quán)利要求1所述的演示裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)桿與所述轉(zhuǎn)軸的軸線位于同一 條直線上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種駐波互動(dòng)演示裝置，包括動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一動(dòng)力源以及由該動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸；轉(zhuǎn)桿組件，該轉(zhuǎn)桿組件包括一轉(zhuǎn)桿，轉(zhuǎn)桿與轉(zhuǎn)軸相對(duì)設(shè)置；繩子，該繩子的一端與動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸連接，另一端與轉(zhuǎn)桿組件的轉(zhuǎn)桿連接；頻閃燈光源。采用上述技術(shù)方案后，通過(guò)動(dòng)力源帶動(dòng)繩子旋轉(zhuǎn)，繩子在力的傳播過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生波浪形運(yùn)動(dòng)軌跡。調(diào)節(jié)頻閃燈的閃動(dòng)頻率，可令參觀者直觀地看到不同軌跡、不同振幅的各種駐波波形，從而增加他們對(duì)機(jī)械波的理解。
文檔編號(hào)G09B23/10GK201812409SQ201020538098
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者吳為昊, 陳康, 黃驥 申請(qǐng)人:上?？萍拣^