專利名稱：電動卷筒式投影器動感儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于教學(xué)儀器設(shè)備。
目前，已有的電動投影器動感儀，應(yīng)用莫爾條紋原理，采用平板框安裝活動條紋光柵片自動做慢進(jìn)快退的往復(fù)運動，使教學(xué)圖案內(nèi)容的條紋動感投影片產(chǎn)生移動變化的莫爾條紋，基本能持續(xù)地產(chǎn)生動感效果。比以前電動推進(jìn)，手動退回的動感儀，有所改進(jìn)，但也存在以下缺陷1、它的平板框前后運動均伸出儀器主體之外很長，稍遇外界障礙(例如投影器支桿，教師手或手臂，其它教具等)就會停止運動，使儀器發(fā)生故障。若將平板框封閉起來，又使機(jī)體過長，已不便在投影器臺面上安放。2、它的平板框是靠摩擦輪摩擦推進(jìn)的，正壓力過小，則摩擦輪對平板框的摩擦推力不足，不能推動平板框移動；正壓力過大，也同時增大了平板框與導(dǎo)軌間的摩擦力，使平板框不能沿導(dǎo)軌滑移，正壓力大小難于調(diào)節(jié)適當(dāng)，經(jīng)常發(fā)生故障。3、它的平板框由慢進(jìn)到快退的轉(zhuǎn)變是靠電機(jī)壓輪所帶的運動滑柱與機(jī)架上固定的靜止滑柱接觸滑動(相當(dāng)于變形的凸輪機(jī)構(gòu))，抬起摩擦輪(連同電機(jī))，讓彈簧快速拉回平板框來實現(xiàn)的；快退后的再次緩進(jìn)，要等待兩滑柱脫離接觸，使摩擦輪落下后才能實現(xiàn)。由于電機(jī)轉(zhuǎn)動極為緩慢(1轉(zhuǎn)/分)，就使摩擦輪抬起時間的長短極難調(diào)節(jié)；靜止滑柱稍高一點點，則摩擦輪抬起時間過長，平板框退至始點后，摩擦輪尚末落下，平板框不能立即緩進(jìn)，儀器動感效果中斷較長時間；靜止滑柱稍低一點點，則摩擦輪抬起的時間過短，摩擦輪過早落下，平板框退至中途就又被摩擦輪推動緩進(jìn)，提前到達(dá)終點而停止，使儀器動感效果中斷更長時間。一次次提前推進(jìn)累積起來，甚至使平板框很少有緩進(jìn)余地，儀器已無法工作。既使一時調(diào)修合適，由于運輸、搬挪等振動原因，稍稍改變了一些零部件相關(guān)的間隙，例如電機(jī)軸的串動，電機(jī)架板的變形，架板絞鍵的串動等等，都相當(dāng)于改變了靜止滑柱的相對高度，因而舊病復(fù)發(fā)，重生故障?？傊鰹橐环N課堂演示用的教學(xué)儀器，存在這樣多的故障因素，性能極不穩(wěn)定，極不可靠，不但工廠難于批量生產(chǎn)，更使普通教師難于調(diào)修和掌握。隨時發(fā)生的故障，都直接影響課堂演示教學(xué)效果，甚至影響教學(xué)秩序。4、另外，上述電動投影器動感儀，為使運動光柵與靜止動感投影片畫面同時清晰而采取的措施，并沒有達(dá)到它予期的目的它取消了動感投影片的邊框后，僅用夾板夾住投影片一端，期望其余部位平展在運動光柵上與之無間隙地密接。事實上，用夾板夾住一端，由于夾板本身具有一定厚度，又設(shè)在平板光柵之上，在臨近夾板的一段距離內(nèi)不可避免地存在甚大的間隙；由于它僅夾住投影片一端，任投影片其余大部取自由狀態(tài)，結(jié)果投影片的邊邊角角甚至大面積畫面隨意翹曲(特別是在投影器強(qiáng)光照熱之后)形成隨機(jī)的過大的間隙，恰恰背離了它原來的期望。
本實用新型的目的在于針對上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)合理緊湊，控制機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確無誤，制造容易，調(diào)試簡單，使用方便，性能穩(wěn)定可靠，無故障，投影動感效果好，實用性強(qiáng)的電動卷筒式投影器動感儀。
該儀器摒棄了前述光柵的平板框，采用進(jìn)退兩個卷筒卷動光柵膠片帶往復(fù)運動，使儀器結(jié)構(gòu)緊湊，整機(jī)封閉，無向外伸展的運動部件；該儀器摒棄了摩擦傳動方式，采用電機(jī)通過驅(qū)動銷直接撥動卷筒轉(zhuǎn)動，因而傳動可靠；該儀器摒棄了前述毛病百出的控制機(jī)構(gòu)，用單方向相對移動凸輪推動頂桿，帶動撥銷滑移，來控制電機(jī)與卷筒傳動的離合，從而實現(xiàn)無故障、無間歇的往復(fù)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)換；該儀器摒棄了前述單端夾板夾片器，采用壓片框四周壓緊投影片而真正實現(xiàn)投影片與運動光柵的全面密接。
本實用新型結(jié)構(gòu)合理緊湊，性能穩(wěn)定可靠，制造容易，操作簡便，可配用多種莫爾條紋教學(xué)軟片，使普通教學(xué)投影器產(chǎn)生形象生動的動感效果，廣泛適用于大、中、小學(xué)及職業(yè)教育、幼兒教育等教育部門。
以下對照附圖對本實用新型做詳細(xì)說明。
圖1為本實用新型的外觀立體示意圖。
圖2為儀器內(nèi)部主要機(jī)件的裝配示意圖。(相當(dāng)于圖1拆去底殼1，罩殼2，動感投影片3，壓片框4，以及托片框29等的俯視圖。)圖3為電機(jī)曲柄12的立體示意圖。
圖4為頂桿撥銷14的立體示意圖。
圖5為圖2的A-A局部仰視示意圖。
圖6為圖2的B-B剖面示意圖。
圖7為圖1的A-A局部剖面示意圖。(拆去托片框29)圖8為圖1的B-B局部剖面示意圖。
各圖中標(biāo)記為底殼1，罩殼2，動感片3，壓片框4，緩進(jìn)卷筒軸5，阻尼扭轉(zhuǎn)彈簧6，緩進(jìn)卷筒7，左滑輥8，光柵膠片帶9，滑槽曲柄10，頂桿復(fù)位壓縮彈簧11，電機(jī)曲柄12，慢轉(zhuǎn)電機(jī)13，頂桿撥銷14，凸輪限位銷15，凸輪軸16，凸輪復(fù)位扭轉(zhuǎn)彈簧17，單向凸輪18，速退右旋扭轉(zhuǎn)彈簧19，右滑輥20，速退左旋扭轉(zhuǎn)彈簧21，速退卷筒軸22，速退卷筒23，電機(jī)曲柄12的驅(qū)動銷部位24，頂桿撥銷14的撥銷部位25，頂桿撥銷14的尖端部位26，軟塑彈性壓爪27，壓片框軸28，托片框29。
見圖2，緩進(jìn)卷筒7、滑槽曲柄10，與緩進(jìn)卷筒軸5固定連接。速退卷筒23，固定連接在速退卷筒軸22上。電機(jī)曲柄12固定連接在慢轉(zhuǎn)電機(jī)13的輸出軸上。
見圖2及圖6，光柵膠片帶9的兩端分別粘牢在緩進(jìn)卷筒7和速退卷筒23上，反方向卷緊，并張緊在左滑輥8和右滑輥20上。當(dāng)緩進(jìn)卷筒7被驅(qū)動作逆時針轉(zhuǎn)動時(順時針、逆時針方向是對圖6而言，下同)，卷動光柵膠片帶9，使其在兩滑輥8、20上平直段緩慢向左移進(jìn)，并使阻尼扭轉(zhuǎn)彈簧6逐漸放松；同時拖動速退卷筒23也做逆時針轉(zhuǎn)動，釋放光柵膠片帶9，并使速退扭轉(zhuǎn)彈簧19、21逐漸更加卷緊。當(dāng)緩進(jìn)卷筒7與慢轉(zhuǎn)電機(jī)13的驅(qū)動脫離時，速退扭轉(zhuǎn)彈簧19、21就以其彈性恢復(fù)力矩帶動速退卷筒23迅速順時針轉(zhuǎn)動，并卷動光柵膠片帶9，使其在兩滑輥8、20上的平直段快速向右退回，同時拖動緩進(jìn)卷筒7也做順時針轉(zhuǎn)動，釋放它卷起的光柵膠片帶9。阻尼扭轉(zhuǎn)彈簧6在退片過程中，起逐漸增大的阻尼作用，保持光柵膠片帶9始終處于張緊狀態(tài)，并減小反轉(zhuǎn)停止時的振動。設(shè)計使阻尼扭轉(zhuǎn)彈簧6的最大扭矩遠(yuǎn)小于速退扭轉(zhuǎn)彈簧19、21的最小總扭矩，因而不至于阻止退片動作。當(dāng)兩個卷筒7、23順時針快速轉(zhuǎn)過近360°時，緩進(jìn)卷筒7再次被驅(qū)動，開始下一周期的動作。
這樣，既實現(xiàn)了光柵膠片帶9慢進(jìn)快退的動作，又使儀器結(jié)構(gòu)緊湊，占據(jù)空間小，便于封閉于機(jī)殼內(nèi)，(僅留通光窗口，如圖1所示)不至因外伸活動部件觸及外界障礙而發(fā)生停機(jī)故障。
見圖5及圖2。當(dāng)慢轉(zhuǎn)電機(jī)13帶動電機(jī)曲柄12逆時針轉(zhuǎn)動，電機(jī)曲柄12上的驅(qū)動銷24撥動頂桿撥銷14上的撥銷25，從而帶動滑槽曲柄10轉(zhuǎn)至如圖5位置時，單向凸輪18受凸輪限位銷15的限制已不能順時針轉(zhuǎn)動。頂桿撥銷14即被單向凸輪18的斜弧凸輪面逐漸頂動向左滑移。當(dāng)頂桿撥銷14左移至其撥銷25與電機(jī)曲柄12的驅(qū)動銷24錯開時，滑槽曲柄10就迅速被速退扭轉(zhuǎn)彈簧19、21的彈性恢復(fù)力矩順時針轉(zhuǎn)回近360°。此間，滑槽曲柄10滑槽內(nèi)的頂桿撥銷14已被頂桿復(fù)位壓縮彈簧11向外推至原位。直至頂桿撥銷14的撥銷25又接觸到電機(jī)曲柄12的驅(qū)動銷24，立刻重被驅(qū)動做逆時針緩慢轉(zhuǎn)動，就開始下一個周期的動作。由于單向凸輪18可繞凸輪軸16做逆時針轉(zhuǎn)動，所以，不妨礙頂桿撥銷14的尖端26做順時針轉(zhuǎn)動，當(dāng)頂桿撥銷14的尖端26被驅(qū)動做緩慢逆時針轉(zhuǎn)動時，單向凸輪18受凸輪復(fù)位扭轉(zhuǎn)彈簧17的彈性恢復(fù)力矩作用也跟隨其后做順時針轉(zhuǎn)動，直至受到凸輪限位銷15的限制而停止，準(zhǔn)備好下一周期再單方向起到相對移動凸輪的作用。
這樣，就順利實現(xiàn)了光柵膠片帶9慢進(jìn)快退的無間歇的互相轉(zhuǎn)換。進(jìn)而，由于可以方便地設(shè)計適當(dāng)?shù)膯蜗蛲馆?8的斜弧凸輪面的升程，使它大于頂桿撥銷14所需要的退程(例如大2mm)，就完全允許單向凸輪18，頂桿撥銷14及相關(guān)零件有較大的制造和安裝誤差，既使再有少量的變形和磨損，也無礙于光柵膠片帶9順利完成慢進(jìn)快退的互相轉(zhuǎn)換，完全不需調(diào)節(jié)，也不會發(fā)生中途停頓的故障。因為在這種機(jī)構(gòu)下，轉(zhuǎn)換時間的少許提前或推后，僅稍許改變兩個卷筒7、23已卷起的光柵膠片帶9無效部分的長度而已。
而且，驅(qū)動力的主要傳遞過程中摒除了摩擦傳動方式，因此完全避免了摩擦傳動帶來的種種故障。
見圖1，為實現(xiàn)動感片3與光柵膠片帶9的真正全面密接，該儀器采用壓片框4，從四周全面壓住動感片3。
見圖7，讓動感片3的有效部分落在壓片框4矩形窗口的長邊范圍內(nèi)，壓片框4兩短邊下裝有軟塑彈性壓爪27，軟塑彈性壓爪27將矩形動感片3的兩個短邊邊緣壓緊在罩殼2的低落臺階沿上，在壓片過程中并對動感片3稍有拉伸的分力，利于動感片展平。
見圖8，在另一方向上，也使動感片3的有效部分落在壓片框4的矩形窗口短邊范圍內(nèi)，壓片框4的兩長邊下也裝有軟塑彈性壓爪27，將動感片3的兩長邊邊緣壓緊在托片框29上，同樣在壓片過程中對動感片3稍有拉伸的分力，也利于動感片3的展平。
設(shè)計使罩殼2的低落臺階沿和托片框29承載動感片3的表面與張緊在兩滑輥8、20上的光柵膠片帶9接近等高，就實現(xiàn)了動感片3與光柵膠片帶9的全面可靠密接，避免了動感片翹曲引起圖像與光柵條紋不同時清晰的蔽端。
以下結(jié)合
本實用新型一具體實施例如圖1～8所示光柵膠片帶9，長860mm，寬140mm，厚0.1mm，中段長480mm內(nèi)印制橫向光柵條紋，條紋密度為24對線/cm。動感片3長235mm，寬163mm，居中長170mm，寬130mm有效面積上印制莫爾條紋圖案。壓片框4其通光窗口長170mm，寬130mm，用工程塑料注塑制成。緩進(jìn)卷筒7和速退卷筒23用外徑Φ40mm長152mm，壁厚2mm的工程塑料園筒與工程塑料端堵鑲嵌加粘結(jié)制成。緩進(jìn)卷筒軸5長182mm，速退卷筒軸22，長186mm，均Φ6mm，冷拔鋼制。上述兩軸四處軸瓦，黃銅制，長4mm，內(nèi)徑Φ6mm，外徑Φ10mm。左右兩滑輥冷拔鋼制，長152mm(不計端軸)，Φ6mm。阻尼扭轉(zhuǎn)彈簧6，用Φ0.8mm碳素彈簧鋼絲繞制，有效圈數(shù)9圈，左旋，中徑20mm。速退扭轉(zhuǎn)彈簧19、21，用Φ1mm碳素彈簧鋼絲密繞，有效圈數(shù)7圈，中徑Φ20mm，左旋右旋各一。底殼1，罩殼2，滑槽曲柄10，頂桿撥銷14，單向凸輪18，電機(jī)曲柄12，托片框29，均以工程塑料注塑制成。軟塑彈性壓爪27用軟質(zhì)塑料注塑制成。頂桿復(fù)位壓縮彈簧11，凸輪復(fù)位扭轉(zhuǎn)彈簧17，用Φ0.3mm碳素彈簧鋼絲制做。慢轉(zhuǎn)電機(jī)13采用交流220V微型(3W)慢轉(zhuǎn)(1轉(zhuǎn)/分)單旋向高扭矩同步電機(jī)。與兩卷筒軸5、22及慢轉(zhuǎn)電機(jī)13軸固定連結(jié)的零件，均采用園錐鋼銷釘連接加粘固。凸輪軸16，凸輪限位銷15，壓片框軸28，均用Φ2mm車條鋼制做，安裝后熱燙塑封。圖2所示零部件以及電源開關(guān)，指示燈等，均安裝在底殼1上，上部整體用罩殼2封閉于機(jī)殼內(nèi)。整機(jī)外形尺寸約為長300mm，寬250mm，高65mm，機(jī)殼主體高約54mm。
將該動感儀放在投影器臺面上，接通電源，打開電源開關(guān)，掀開壓片框4，放入教學(xué)圖案投影動感片3，再合上壓片框4，調(diào)節(jié)好投影方位和焦距，即可自動演示出莫爾條紋片的動感效果，在投影銀幕上觀察到圖案中廣義流體徐徐流動的生動情形。
權(quán)利要求1.一種具有移動光柵的電動卷筒式投影器動感儀，其特征是由慢轉(zhuǎn)電機(jī)13驅(qū)動緩進(jìn)卷筒7卷動光柵膠片帶9緩慢移進(jìn)；再由速退扭轉(zhuǎn)彈簧19、21的彈性恢復(fù)力矩卷動速退卷筒23從而卷動光柵膠片帶9迅速退回；通過頂桿撥銷14和單向凸輪18控制慢轉(zhuǎn)電機(jī)13與緩進(jìn)卷筒7的離合，來控制光柵膠片帶9慢進(jìn)快退無間歇的互相轉(zhuǎn)換，使動感片3自動持續(xù)形成莫爾條紋移動變化的動感效果。由底殼1、罩殼2、動感片3、壓片框4、緩進(jìn)卷筒軸5、阻尼扭轉(zhuǎn)彈簧6、緩進(jìn)卷筒7、左滑輥8、光柵膠片帶9、滑槽曲柄1 0、頂桿復(fù)位壓縮彈簧11、電機(jī)曲柄12、慢轉(zhuǎn)電機(jī)13、頂桿撥銷14、凸輪限位銷15、凸輪軸16、凸輪復(fù)位扭轉(zhuǎn)彈簧17、單向凸輪18、速退右旋扭轉(zhuǎn)彈簧19、右滑輥20、速退左旋扭轉(zhuǎn)彈簧21、速退卷筒軸22、速退卷筒23、軟塑彈性壓爪27、壓片框軸28、托片框29組成。(24為電機(jī)曲柄12的驅(qū)動銷部位、25為頂桿撥銷14的撥銷部位、26為頂桿撥銷14的尖端部位)
2.按權(quán)利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于緩進(jìn)卷筒7和速退卷筒23外徑為30mm-50mm，長度為140mm-180mm，慢轉(zhuǎn)動時卷筒邊緣的線速度為90mm/分-150mm/分。
3.按權(quán)利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于光柵膠片帶9長為400mm-1000mm，寬130mm-210mm，厚0.05mm-0.15mm，用透明投影膠片帶制成，全長或其中段300mm-500mm內(nèi)印制橫向光柵條紋，條紋密度為6-40對線/cm。
4.按權(quán)利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于光柵膠片帶9兩端粘牢在緩進(jìn)卷筒7和速退卷筒23上，反方向卷緊，并張緊在左滑輥8和右滑輥20上。
5.按權(quán)利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于緩進(jìn)卷筒7和速退卷筒23的緩慢轉(zhuǎn)動依靠慢轉(zhuǎn)電機(jī)13的驅(qū)動，快速反轉(zhuǎn)依靠速退右旋扭轉(zhuǎn)彈簧19和速退左旋扭轉(zhuǎn)彈簧21的彈性恢復(fù)力矩帶動。
6.按權(quán)利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于阻尼扭轉(zhuǎn)彈簧6在退片時起張緊光柵條紋帶9的作用。
7.按權(quán)利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于緩進(jìn)卷筒7和速退卷筒23正、反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換依靠電機(jī)曲柄12的驅(qū)動銷24與頂桿撥銷14的撥銷25的離、合來完成。
8.按權(quán)利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于電機(jī)曲柄12的驅(qū)動銷24與頂桿撥銷14的撥銷25的離合依靠頂桿撥銷14的進(jìn)退來實現(xiàn)頂桿撥銷14后退，其撥銷25與電機(jī)曲柄12的驅(qū)動銷24錯開，使它們分離；頂桿撥銷反轉(zhuǎn)一周過程中前進(jìn)復(fù)位，再使它們接觸而接合。
9.按權(quán)利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于頂桿撥銷14的后退動作依靠單向凸輪18的斜弧面推動頂桿撥銷14的尖端26完成；頂桿撥銷14的前進(jìn)復(fù)位靠頂桿復(fù)位壓縮彈簧11的彈性恢復(fù)力完成。
10.按權(quán)利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于單向凸輪18受凸輪限位銷15的限制，單方向起到相對移動凸輪的作用；反方向時可以繞凸輪軸16轉(zhuǎn)動足夠角度，不防礙頂桿撥銷14的尖端26反轉(zhuǎn)。單向凸輪18受凸輪復(fù)位扭轉(zhuǎn)彈簧17的彈性復(fù)恢力矩的作用而復(fù)位。
11.按權(quán)利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于單向凸輪18的斜弧面的升程比頂桿撥銷14為使驅(qū)動銷24和撥銷25錯開所需要的退程大0.5mm-3mm。
12.按權(quán)利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于動感片3的有效圖案尺寸為長150mm-180mm，寬120mm-140mm，居動感片3中部，動感片3的尺寸大于有效圖案相應(yīng)尺寸10mm-100mm。
13.按權(quán)利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于壓片框4下面安裝軟塑彈性壓爪27,4-20個。
14.按權(quán)利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于；動感片3的有效圖案部分與光柵膠片帶9之間的間隙為0-0.5mm。
專利摘要本實用新型屬教學(xué)儀器設(shè)備,主要由光柵膠片帶9,緩進(jìn)卷筒7,速退卷筒23,速退扭轉(zhuǎn)彈簧19、21,滑槽曲柄10,頂桿撥銷14,單向凸輪18,電機(jī)曲柄12,慢轉(zhuǎn)電機(jī)13,動感片3,壓片框4等組成。它以卷片方式實現(xiàn)光柵膠片帶9慢進(jìn)快退無間歇的自動轉(zhuǎn)換;它以壓片框4四周壓住動感片3,實現(xiàn)光柵膠片帶9與動感片3的密接。本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊,性能可靠,制造容易,使用方便,配用多種教學(xué)動感片,可使普通投影器的投影圖案自動持續(xù)產(chǎn)生莫爾條紋動感效果。適用于大、中、小學(xué)及其它教育部門。
文檔編號G09B5/02GK2340038SQ9720999
公開日1999年9月22日 申請日期1997年2月21日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月21日
發(fā)明者顧彥, 王冬梅 申請人:東北師范大學(xué)