一种旋转直纹面展示系统技术方案

本发明专利技术属于三维图案展示领域，具体涉及一种旋转直纹面展示系统。本展示系统包括机壳和设置在机壳上侧的机盖；机壳的底部固设有电机支架，电机支架上安装有主旋转电机，主旋转电机的转轴与向上伸出的主旋转轴相联接，主旋转轴通过轴承座固设在所述电机支架上，主旋转轴的顶部固设有转盘；轴承座和转盘之间设有套设于主旋转轴上且与电机支架固联的导电环；转盘上设置有至少一组激光发射装置；激光发射装置与导电环电联接。本发明专利技术可以实现可视化连续动态展示旋转直纹面的形成原理、典型旋转直纹面相互关系、不同旋转直纹面的横截面(斜截面)以及不同旋转直纹面之间的相贯线，从而提供一种内容丰富、形象直观的新型展示系统。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转直纹面展示系统
本专利技术属于三维图案展示领域，具体涉及一种旋转直纹面展示系统。
技术介绍
旋转直纹面是工程中和日常生活中最常见的一种曲面，一母线绕固定轴回转所形成的曲面统称为回转面。当母线为直线时，形成直线回转面，即旋转直纹面；在旋转直纹面中，若直母线与回转轴线平行，则形成圆柱面；若直母线与回转轴线相交，则形成圆锥面；若直母线与回转轴线交叉，则形成旋转双曲回转面。旋转直纹面的直观、形象展示对于三维产品设计人员或科普研究人员至关重要。现有的展示方案比较简单，只有一种动态化展示的装置，即展示单叶双曲面形成原理的“双曲狭缝”装置。中国专利文献CN202939856U公布了一种双曲狭缝的演示装置，其主要由一个作为轴线的固定立杆、一个作为母线的可旋转直杆、以及一个作为参照物的带有双曲线槽的立板组成，可旋转直杆通过代表两直线间空间距离的短杆和轴承安装在固定立杆上，直杆与短杆可作为整体绕固定立杆旋转，由于其相对空间位置符合单叶双曲面以及双曲线的成行规律，直杆每每都能顺畅的通过立板上的双曲线槽，但是该装置只能展示单叶双曲面这一种旋转直纹面的形成原理，不能够在空间展示旋转直纹面的形成过程和空间三维形态。因此，本领域技术人员亟需提供一种能展示旋转直纹面的空间三维形态及其形成过程，并能显著提高展示效果的旋转直纹面的展示系统。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足之处，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能展示旋转直纹面的空间三维形态及其形成过程，并能显著提高展示效果的旋转直纹面展示系统。为了实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种旋转直纹面展示系统，该展示系统包括机壳和设置在机壳上侧的机盖；所述机壳的底部固设有电机支架，所述电机支架上安装有主旋转电机，所述主旋转电机的转轴与向上伸出的主旋转轴相联接，所述主旋转轴通过轴承座固设在所述电机支架上，所述主旋转轴的顶部固设有转盘；所述轴承座和转盘之间设有套设于主旋转轴上且与电机支架固联的导电环；所述转盘上设置有至少一组激光发射装置；所述激光发射装置与所述导电环电联接。优选的，任一组激光发射装置均由丝杠、直线滑动平台、平台驱动电机、激光器以及驱动激光器动作的舵机构成；所述转盘的周侧沿转盘径向设置有呈放射状分布向外悬伸的辐条，所述丝杠固定在与其对应设置的辐条上，所述平台驱动电机的输出端与丝杠固定联接，且平台驱动电机设置在丝杠靠近转盘的一侧；所述直线滑动平台套设在所述丝杠上，且二者构成螺旋传动配合；所述激光器和舵机均固定设置在直线滑动平台上；所述平台驱动电机、激光器和舵机均与所述导电环电联接。优选的，所述激光发射装置设置为以下三组：径向激光发射装置、切向激光发射装置和斜向激光发射装置；所述径向激光发射装置中激光器的朝向使得发出的激光与所述主旋转轴的轴向平行，所述切向激光发射装置中激光器的朝向使得发出的激光与所述主旋转轴的轴向相交或平行，所述斜向激光发射装置中激光器的朝向使得发出的激光与所述主旋转轴的轴向不共面或平行。优选的，所述径向激光发射装置、切向激光发射装置和斜向激光发射装置中的三个丝杠处在同一平面内，且三个丝杠互成120°夹角并沿所述转盘的径向呈放射状均匀分布。进一步的，所述机盖上固设有吊杆，所述吊杆上套设有截面盘，所述截面盘与所述吊杆构成活动联接，所述截面盘设置在所述机盖与转盘之间。优选的，所述截面盘通过万向节轴承与所述吊杆联接在一起。更进一步的，所述截面盘套设在吊杆的底端处，截面盘为透明圆盘，且吊杆底端与转盘之间的间距可调。进一步的，所述机壳的底部还设有至少一组雾化器。进一步的，所述机盖与机壳之间还设有可拆卸的透明罩。作为本专利技术的优选方案，该展示系统还包括控制装置，所述控制装置与所述主旋转电机、平台驱动电机、舵机和激光器之间分别通过信号线电联接。本专利技术的工作过程和有益效果在于：本专利技术的有益效果在于：1)、本专利技术中设置了三组不同方向的激光发射装置，三组激光发射装置中的激光器所发出的激光方向均不相同。径向激光发射装置中的激光器所射出的激光与主旋转轴处于同一平面内并与主旋转轴平行，通过主旋转电机驱动主旋转轴快速旋转，带动主转盘和辐条快速旋转，因而使得激光的轨迹形成圆柱面；如果同时开启径向激光发射装置中的平台驱动电机，则径向激光发射装置中的直线滑动平台将沿着丝杠限定的方向移动，从而使激光形成的圆柱面变宽或变窄。切向激光发射装置中的激光器所射出的激光与主旋转轴处于同一平面内且与主旋转轴相交(在极端的位置也可以平行)，通过主旋转电机驱动主旋转轴快速旋转，带动主转盘和辐条快速旋转，因而使得激光的轨迹形成圆台面或圆锥面；若同时开启切向激光发射装置中的平台驱动电机，切向激光发射装置中的直线滑动平台将沿着丝杠限定的方向移动，从而使激光形成的圆台面逐渐缩小变细直至成为圆锥面，甚至继续变成双锥面(因机盖到主转盘的高度和激光的角度而定)；如果在切向激光发射装置中的直线滑动平台移动的同时，驱动激光器动作的舵机也配合改变激光的发射角度，将得到圆锥面的高度逐渐降低或逐渐升高的技术效果。斜向激光发射装置中的激光器所射出的激光与主旋转轴不在同一平面内，空间不相交(在极端的位置也可以平行)，通过主旋转电机驱动主旋转轴快速旋转，带动主转盘和辐条快速旋转，因而使得激光的轨迹形成旋转双曲面；若同时开启激光发射装置中的平台驱动电机，斜向激光发射装置中的直线滑动平台将沿着丝杠限定的方向移动，从而使激光形成的旋转双曲面逐渐变细或变粗；如果在斜向激光发射装置中的直线滑动平台移动的同时，驱动激光器动作的舵机也配合改变激光的发射角度，将得到旋转双曲面被拉长或缩扁的技术效果。本专利技术中的激光器、舵机、平台驱动电机以及主旋转电机互相配合的结构通过光电技术结合视觉暂留效应解决了原有装置形式单调的问题，使观众可以很直观地了解旋转直纹面的形成过程和空间三维形态，通过径向移动以及改变激光的倾斜角度展示了旋转直纹面的动态变化过程，可以连续展示不同直径或角度的旋转直纹面，极大的提高了展示效果。2)、本专利技术中的机盖上还设置有可以上下调节的吊杆，当任意一组激光发射装置中的激光器打开并展示旋转直纹面时，调整并改变设置在吊杆上的截面盘的位置，可以观察到旋转直纹面上不同位置的横截面的形状；由于截面盘与所述吊杆构成活动联接，也可以扳动吊杆上的截面盘以改变截面盘的倾斜角度，从而观察到旋转直纹面上的斜截面形状。所述吊杆与截面盘两者互相结合，就可以得到并展示各种旋转直纹面的横截面和斜截面，丰富了展示的内容。3)、当任意两组或三组激光发射装置中的激光器同时展示不同的旋转直纹面时，通过调整直线滑动平台的位置以及激光器的发射角度，会形成两种或三种旋转直纹面相贯的情况，包括圆柱面与圆锥面相贯出现的相贯线、圆柱面与双曲面相贯出现的相贯线、圆锥面与双曲面相贯出现的相贯线、圆台面与单叶双曲面相贯出现的相贯线等，从而直观地展示了在日常生活中不易被观察到的不同旋转直纹面之间的相贯线，显著地增强了科普效果。4)、本专利技术中三组激光发射装置中的丝杠处在同一平面内且互成120°夹角，且三个丝杠沿主转盘的径向呈放射状均匀分布，使得三个辐条在旋转的过程中更加平稳，不会因辐条的振动而使激光发生紊乱或动荡，保证了较强可视性的视觉效果。5)、本专利技术中还设置有雾化器和透明罩，在展示过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转直纹面展示系统，其特征在于：该展示系统包括机壳(10)和设置在机壳(10)上侧的机盖(12)；所述机壳(10)的底部固设有电机支架(13)，所述电机支架(13)上安装有主旋转电机(20)，所述主旋转电机(20)的转轴与向上伸出的主旋转轴(21)相联接，所述主旋转轴(21)通过轴承座(22)固设在所述电机支架(13)上，所述主旋转轴(21)的顶部固设有转盘(40)；所述轴承座(22)和转盘(40)之间设有套设于主旋转轴(21)上且与电机支架(13)固联的导电环(30)；所述转盘(40)上设置有至少一组激光发射装置(50)；所述激光发射装置(50)与所述导电环(30)电联接。

【技术特征摘要】
1.一种旋转直纹面展示系统，其特征在于：该展示系统包括机壳(10)和设置在机壳(10)上侧的机盖(12)；所述机壳(10)的底部固设有电机支架(13)，所述电机支架(13)上安装有主旋转电机(20)，所述主旋转电机(20)的转轴与向上伸出的主旋转轴(21)相联接，所述主旋转轴(21)通过轴承座(22)固设在所述电机支架(13)上，所述主旋转轴(21)的顶部固设有转盘(40)；所述轴承座(22)和转盘(40)之间设有套设于主旋转轴(21)上且与电机支架(13)固联的导电环(30)；所述转盘(40)上设置有至少一组激光发射装置(50)；所述激光发射装置(50)与所述导电环(30)电联接。2.根据权利要求1所述的一种旋转直纹面展示系统，其特征在于：任一组激光发射装置(50)均由丝杠(51)、直线滑动平台(52)、平台驱动电机(53)、激光器(54)以及驱动激光器动作的舵机(55)构成；所述转盘(40)的周侧沿转盘径向设置有呈放射状分布向外悬伸的辐条(41)，所述丝杠(51)固定在与其对应设置的辐条(41)上，所述平台驱动电机(53)的输出端与丝杠(51)固定联接，且平台驱动电机(53)设置在丝杠靠近转盘(40)的一侧；所述直线滑动平台(52)套设在所述丝杠(51)上，且二者构成螺旋传动配合；所述激光器(54)和舵机(55)均固定设置在直线滑动平台(52)上；所述平台驱动电机(53)、激光器(54)和舵机(55)均与所述导电环(30)电联接。3.根据权利要求2所述的一种旋转直纹面展示系统，其特征在于：所述激光发射装置(50)设置为以下三组：径向激光发射装置(50a)、切向激光发射装置(50b)和斜向激光发射装置(50c)；所述径向激光发射装置(50a)中激光器的朝向使得...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢金龙，李小瓯，盛业涛，刘卫庄，李璇，李春，冯帅将，仝文浩，方猛，李瑞敏，
申请(专利权)人：合肥通用机械研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34