本發(fā)明涉及光學(xué)原理展示裝置領(lǐng)域，特別涉及一種平面鏡成像原理展示裝置。

背景技術(shù)：

在課堂上的總是以一種枯燥的形式傳遞光學(xué)原理，所以現(xiàn)在社會上成立了很多光學(xué)博物館，在光學(xué)博物館里面都會放置很多以較于趣味的方式展示光學(xué)原理的設(shè)備，該類設(shè)備通過簡單的光學(xué)原理給參觀者帶來比較炫酷的視覺享受，從而激發(fā)人們探究該設(shè)備背后的光學(xué)原來，從而給參觀者帶來視覺與知識方面的雙豐收。

平面鏡成像原理是基礎(chǔ)的光學(xué)原理，即光線進(jìn)入平面鏡后由于光的發(fā)射而形成的與實(shí)物相同的像的原理，由于平面鏡成像原理非常簡單，所以現(xiàn)有的用于展示平面鏡成像原理的設(shè)備都較為普通，并不能在視覺上給參觀者帶來震撼，從而降低了參觀性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種平面鏡成像原理展示裝置，在視覺上給參觀者帶來更強(qiáng)的震撼和享受，提高了娛樂性的同時，也激發(fā)人們探究原理的沖動。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種平面鏡成像原理展示裝置，包括架體，所述架體上設(shè)置有呈幾何形狀設(shè)置的平面鏡，所述平面鏡被分割成多個相互獨(dú)立的鏡面單元，所述架體上設(shè)置帶有開口的展示區(qū)，所述平面鏡嵌設(shè)于展示區(qū)的開口處且覆蓋該開口，所述平面鏡與架體底面之間設(shè)置有位移組件，所述鏡面單元固定于位移組件上且所述位移組件帶動鏡面單元從整體的平面狀態(tài)移動至凹面狀態(tài)，當(dāng)處于凹面狀態(tài)時，所有所述鏡面單元的軸心線的延長線相交于一點(diǎn)。

通過采用上述技術(shù)方案，一塊完整的且尺寸比較大的平面鏡通過位移組件使得其被拆分成多塊凹面狀態(tài)，在凹面狀態(tài)下時，所有的鏡面單元的軸心線的延長線相交于一點(diǎn)，簡單來說，即所有的鏡面單元的鏡面均朝向位于平面鏡前的人或者物設(shè)置，當(dāng)所有鏡面單元組合成完整的平面鏡的時候，這個時候類似于普通的鏡子，人在平面鏡前僅呈一個大小與自己相同的像，當(dāng)所有鏡面單元分開的時候，由于此時每一個鏡面單元的鏡面都是朝向照鏡子的人，人可以通人眼從每一個鏡面單元中獲取自己在鏡子中的像，即在平面鏡前的人會看到在該裝置上呈現(xiàn)出與鏡面單元數(shù)量相同的像，這樣是實(shí)現(xiàn)了從一個像瞬間幻化多個像的視覺效果，而且根據(jù)平面鏡成像的原理，每一個像由于鏡面單元的角度不同，所看到自己的視角也相應(yīng)的會有區(qū)別，所以當(dāng)鏡面單元的數(shù)量達(dá)到一定量之后，可以給參觀者帶來震撼的視覺效果，提高了參觀者的興趣。

較佳的，所述位移組件設(shè)置為三自由度機(jī)械手，對應(yīng)于每一個所述鏡面單元均設(shè)置有相應(yīng)的位移組件。

通過采用上述技術(shù)方案，每一個鏡面單元從平面狀態(tài)變成傾斜狀態(tài)通過上下、左右以及前后的三個自由度的運(yùn)動即可以實(shí)現(xiàn)，每一個鏡面單元獨(dú)立配置有一三自由度機(jī)械手，對每一個鏡面單元進(jìn)行獨(dú)立控制，通過既定的位移路徑控制鏡面單元，控制簡單精準(zhǔn)，相應(yīng)的在裝置的組裝上也比較簡單方便。

較佳的，所述三自由度機(jī)械手包括有底座以及設(shè)置為底座上的大臂和小臂，所述大臂鉸接于底座上，所述小臂鉸接于大臂上，所述架體于展示區(qū)的底部設(shè)置有水平設(shè)置的導(dǎo)軌，所述底座滑移連接于相應(yīng)的導(dǎo)軌上。

通過采用上述技術(shù)方案，小臂和大臂之間的鉸接旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)鏡面單元的上下方向，小臂與底座的鉸接旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)鏡面單元的前后方向，底座與導(dǎo)軌之間的滑移連接調(diào)節(jié)鏡面單元左右方向，通過簡單的方式即可實(shí)現(xiàn)，同一導(dǎo)軌上可以安裝多個三自由度機(jī)械手，每一個鏡面單元之間運(yùn)動區(qū)域有限，所以不會帶來干涉。

較佳的，所述展示區(qū)的底部呈球面設(shè)置，所述位移組件包括有形變塊以及控制形變塊形變的動力件，自然狀態(tài)下所述形變塊沿展示區(qū)的深度方向上的兩個端面均為水平面，所述平面鏡固定于形變塊朝向外側(cè)的端面上，所述動力件固定于形變塊的另一側(cè)端面且所述動力件驅(qū)動形變塊充分貼合于展示區(qū)的底部。

通過采用上述技術(shù)方案，形變塊在自然狀態(tài)下使得所有的鏡面單元呈平面狀態(tài)，即此時鏡面單元組成了一個完整的平面鏡，動力件控制形變塊充分貼合于呈球面凹陷的展示區(qū)內(nèi)，彈性塊發(fā)生形變，帶動位于彈性塊上的鏡面單元也發(fā)生位置的變化，實(shí)現(xiàn)由一至多的變化，該結(jié)構(gòu)可以通過一個動力源控制所有的控制鏡面單元變化，結(jié)構(gòu)簡單，成本也比較低。

較佳的，所述架體包括有相互分離的前面板和后殼體，所述展示區(qū)位于后殼體上，所述前板面包括有翻邊且所述形變塊嵌設(shè)于翻邊所形成的區(qū)域內(nèi)，所述形變塊位于前板面和后殼體之間，所述前面板和后殼體之間設(shè)置有讓前面板和后殼體之間形成沿球面軸向方向擠壓力的定位件。

通過采用上述技術(shù)方案，定位件使得形變塊被壓緊于前面板和后殼體之間，當(dāng)動力件驅(qū)動其形變的時候，其邊緣部分依舊定位于前面板和后殼體之間，其中間部位通過動力件帶動其貼合于展示區(qū)內(nèi)，通過簡單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了對于彈性塊的定位。

較佳的，所述的鏡面單元設(shè)置為正方形，所有的所述鏡面單元呈矩形陣列布置。

通過采用上述技術(shù)方案，每一塊鏡面單元大小形狀相同且所述平面鏡由鏡面單元組合呈矩形形狀，保證了該整體結(jié)構(gòu)的美觀性。

較佳的，所述平面鏡的長度至少大于1.7米，所述平面鏡的寬度至少大于1.2米。

通過采用上述技術(shù)方案，由于大部分人的身高在1.7米左右，將平面鏡的長度設(shè)置為大于1.7米，保證了可以使得平面鏡可以找到全身的像，當(dāng)鏡面單元分散的時候，也可以找到整個人體的全身像，進(jìn)一步提高了該裝置在展示時的視覺效果。

附圖說明

圖1是實(shí)施例一整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是實(shí)施例一移去平面鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是A部放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是實(shí)施例二整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是實(shí)施例二爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是實(shí)施例二后殼體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、架體；11、后殼體；111、展示區(qū)；112、通孔；12、前面板；121、翻邊；2、平面鏡；21、鏡面單元；3、位移組件；4、導(dǎo)軌；5、三自由度機(jī)械手；51、小臂；52、底座；53、大臂；54、吸盤；6、動力件；7、形變塊。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。其中相同的零部件用相同的附圖標(biāo)記表示。需要說明的是，下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向，詞語“底面”和“頂面”、“內(nèi)”和“外”分別指的是朝向或遠(yuǎn)離特定部件幾何中心的方向。

實(shí)施例一，如圖1所示，一種平面鏡成像原理展示裝置，包括架體1，所述架體1從一側(cè)端面向其內(nèi)部設(shè)置有展示區(qū)111，所述展示區(qū)111的開口設(shè)置為矩形，所述展示區(qū)111的開口處設(shè)置有呈幾何形狀設(shè)置的平面鏡2，在實(shí)施例中優(yōu)選采用矩形平面鏡2，所述平面鏡2被均勻切割為多塊形狀相同的鏡面單元21，本實(shí)施例中優(yōu)選設(shè)置為呈正方形截面的鏡面單元21，所述平面鏡2的總長度為1.75米，總寬度為1.55米，每一塊鏡面單元21的長寬為19.5厘米，這樣子的數(shù)據(jù)設(shè)置可以將整塊平面鏡2分成72塊小的鏡面單元21，所述平面鏡2由為鏡面單元21按照9*8的矩陣排列形成，所述平面鏡2封閉所述展示區(qū)111的開口處，且鏡面與架體1外表面形成小間隙的保護(hù)距離，大約為10mm。

如圖2-圖3所示，所述的展示區(qū)111底面為水平面，對應(yīng)于72塊鏡面單元21，所述展示區(qū)111底面設(shè)置有72個位移組件3，每一個位移組件3均采用三自由度機(jī)械手5，所述三自由度機(jī)械手5用于實(shí)現(xiàn)每一個鏡面單元21獨(dú)立的前后、左右、上下三個自由度的運(yùn)動，所述三自由度機(jī)械手5包括有底座52、鉸接于底座52上的大臂53、鉸接于大臂53上的小臂51，所述小臂51上設(shè)置有與鏡面單元21連接的吸盤54，鏡面單元21通過真空吸附的形式定位于吸盤54上，所述展示區(qū)111沿其長度方向設(shè)置有9根導(dǎo)軌4，所述導(dǎo)軌4沿展示區(qū)111的寬度方向延伸，每行上的8個三自由度機(jī)械手5的底座52均定位于導(dǎo)軌4上，通過在導(dǎo)軌4上位移實(shí)現(xiàn)左右方向的位移，通過大臂53與底座52的轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)在上下方向的位移，通過小臂51與大臂53的轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)前后的位移。

在實(shí)施例一中，所述三自由度機(jī)械手5均受控于一控制中心，控制中心控制每一個三自由度機(jī)械手5的運(yùn)動，通過控制中心的控制作用，使得位移組件3帶動所有的鏡面單元21可以排列成9*8的矩陣平面，也可以完全散開形成凹面，當(dāng)其所有的鏡面單元21形成凹面的時候，所有的所述鏡面單元21的軸心線的延長線相交于一點(diǎn)上，這里說的凹面，可以優(yōu)選讓所有的鏡面單元21排成球形凹面，對于鏡面單元21形成9*8的矩形平面或者形成球形凹面的切換，可以通過在架體1上設(shè)置有一開關(guān)按鈕，通過參觀者人為的形式去觸碰該開關(guān)切換，或者在控制中心內(nèi)部配置延時電路作為開關(guān)，每隔一段時間自動進(jìn)行切換。

通過上述的結(jié)構(gòu)，當(dāng)鏡面單元21形成9*8的矩陣平面時，參觀者在該平面鏡2上形成與自己大小相同的像，當(dāng)鏡面單元21切換成球形凹面時，72個所述的鏡面單元21均位移至既定的位置，這樣每一個鏡面單元21上形成一個獨(dú)立的其鏡面單元21所在角度上的像，即面前呈現(xiàn)出72個不同形態(tài)下的自己，以此帶來視覺上的震撼，另外從1個人形瞬間幻化成72個人形也可以寓意為名著西游記中“72變”，從而給孩子帶來更深的印象。

實(shí)施例二：如圖4-圖6所示，所述位移組件3與實(shí)施例一中有所區(qū)別，實(shí)施例二中的位移組件3為具有彈性復(fù)位能力的形變塊7，在實(shí)施例二所述的架體1包括有相互分離的前面板12和后殼體11，所述前面板12的四周設(shè)置有翻邊121，所述翻邊121所圍成的空間大小與形變塊7相同且該空間大于平面鏡2的面積，所述形變塊7嵌設(shè)于該翻邊121所圍成的空間內(nèi)，所述展示區(qū)111位于后殼體11上，所述展示區(qū)111呈凹形球面，該凹形球面的尺寸與形變塊7尺寸相同，所述展示區(qū)111的中心位置處設(shè)置有通孔112，所述后殼體11相對于前面板12的另一側(cè)設(shè)置有用于驅(qū)動形變塊7貼合于展示區(qū)111的凹形球面的動力件6，所述動力件6優(yōu)選設(shè)置為氣缸，所述氣缸的伸縮端穿過通孔112固定于所述形變塊7上，所述后殼體11與前面板12之間設(shè)置有讓前面板12和后殼體11之間形成沿球面軸向方向擠壓力的定位件，所述定位件優(yōu)選采用位于后殼體11四個角的位置處的螺栓，通過螺栓與前面板12上的螺紋孔配合實(shí)現(xiàn)前面板12和后殼體11之間的擠壓。

所述形變塊7相對于與氣缸連接的另一側(cè)端面通過黏貼的形式固定有9*8矩陣排列的鏡面單元21，氣缸伸出狀態(tài)時，所述的鏡面單元21形成平面鏡2，而氣缸縮回，帶動形變塊7隨著展示區(qū)111的凹形球面進(jìn)行形變，此時位于形變塊7上的鏡面單元21自然形成凹面狀態(tài)，且此時所有的鏡面單元21的軸心線的延長線相交于一點(diǎn)，即同樣可以完成從在平面鏡2的一個像突變成在72個鏡面單元21中獨(dú)立的像。

本具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的解釋，其并不是對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實(shí)施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。