一种可替换式大型莫尔条纹原理演示装置制造方法及图纸

本发明专利技术设计了一种可替换式大型莫尔条纹原理演示装置，其特征在于，其包括由五根铝合金材质U型导轨和两根铝合金“口形”支撑支架组成的支架、带滚轮的光栅板、若干可替换式光栅背景画以及由三个滑轮及传送带组成的传动装置；其中利用PS软件将设计好的光栅图案和光栅背景画分别印刷在透明亚克力板上和KT板上；2根铝合金材质U型导轨装置组成第一轨道，2个轨道上下对称排列。轨道长140cm，内宽6mm，底厚2mm。本发明专利技术装置操作简单，通过手摇滑轮即可实现莫尔条纹现象演示。本发明专利技术装置允许设计的尺寸非常大，可以在学校教室环境或者展览馆、科技馆等大型场所进行展示。总之，本发明专利技术装置可以演示莫尔条纹现象，互动性强。作为教学仪器具有较好的教学效果，作为科普仪器具有较强的科普性。

A large replaceable demonstration device of Moire fringe principle

The invention designs a replaceable large-scale demonstration device of Moire fringe principle, which is characterized in that it includes a bracket composed of five aluminum alloy U-shaped guide rails and two aluminum alloy \mouth\ support brackets, a grating plate with rollers, a number of replaceable grating background paintings and a transmission device composed of three pulleys and a transmission belt, wherein the designed light is transmitted by PS software The grating pattern and the grating background picture are printed on the transparent acrylic plate and ktplate respectively; two aluminum alloy U-shaped guide rail devices form the first track, and two tracks are arranged symmetrically up and down. The track is 140cm long, 6mm wide inside and 2mm thick bottom. The device of the invention is simple in operation, and the demonstration of Moire fringe phenomenon can be realized by hand pulley. The device of the invention allows a very large design size and can be displayed in a school classroom environment, an exhibition hall, a science and Technology Museum and other large places. In a word, the device of the invention can demonstrate the moire fringe phenomenon, and has strong interaction. As a teaching instrument, it has a good teaching effect and a strong popularization of science.

【技术实现步骤摘要】
一种可替换式大型莫尔条纹原理演示装置
本专利技术属于演示物理仪器制作领域，具体是一种可替换式大型莫尔条纹原理演示装置，涉及莫尔条纹光栅动画制作方法及演示装置。
技术介绍
莫尔条纹是18世纪法国研究人员莫尔先生首先发现的一种光学现象。从技术角度上讲，莫尔条纹是两条线或两个物体之间以恒定的角度和频率发生干涉的视觉结果，当人眼无法分辨这两条线或两个物体时，只能看到干涉的花纹这种光学现象中的花纹就是莫尔条纹。莫尔条纹是由两个周期性结构图案重叠时所产生的差频或拍频图案形成的，该原理在生活和工程中具有广泛的应用。利用该现象可以实现精密位移测量，被广泛应用于光栅位移测量、精密位移测量等领域。由于该原理仅限于文字描述，在物理教学过程中，无法让学生产生客观形象的理解。因此需要研发一款装置简单、参与度高、现象直观的教学仪器，不仅有利于激发学生学习兴趣，还可以提高学生的动手能力。现有的莫尔条纹原理展示装置(申请号201820080505.7)提供了一种手摇式的转动装置实现动态条纹动画，包含29个部件，装置复杂；莫尔条纹图案不可替换，动画效果单调，运动方式有限；装置过小，不利于课堂演示和学生的观察。
技术实现思路
针对现有技术的不足，为了提供一种更直观显示且便于观察、制作方法简便、演示效果更稳定的动态莫尔条纹演示装置，本申请人根据多年教学实践经验，提出了一种可替换式大型莫尔条纹原理演示装置。利用本仪器可以自主设计需要演示的动态图样，并直观显现较大画体，产生持续稳定的动画效果。依据本专利技术的技术方案，提供一种可替换式大型莫尔条纹原理演示装置，其包括由五根铝合金材质U型导轨和两根铝合金“口形”支撑支架组成的支架、带滚轮的光栅板、若干可替换式光栅背景画以及由三个滑轮及传送带组成的传动装置；其中利用PS软件将设计好的光栅图案和光栅背景画分别印刷在透明亚克力板上和KT板上；2根铝合金材质U型导轨装置组成第一轨道，2个轨道上下对称排列。轨道长140cm，内宽6mm，底厚2mm。其中莫尔条纹格栅的制作方案利用PS软件将设计的格栅周期可以根据操作者自定义。优选地，可替换式大型莫尔条纹原理演示装置中的3根铝合金材质U型导轨按“U”型组装，组成第二轨道；2根铝合金材质U型导轨装置组成纵向轨道，轨道长50cm，内宽6mm，底厚2mm，1根铝合金材质U型导轨轨道轨道长60cm，内宽6mm，底厚2mm。优选地，可替换式大型莫尔条纹原理演示装置中的第一轨道和第二轨道通过螺丝使其固定在一起，第一轨道在前，第二轨道在后，两种轨道紧密贴合；第一轨道中两U型导轨间距47cm，第二轨道中两U型导轨横向轨道间距60cm；轨道底部装有2根铝合金“口形”支撑支架，用于支撑仪器支架，长40cm，宽2cm高2cm，中间“口”形区域宽6mm，高4mm，以便同步带可以通过。优选地，可替换式大型莫尔条纹原理演示装置中的光栅板为透明亚克力材质，尺寸为长×宽×厚＝60cm×40cm×5mm，上印有周期的光栅图案。进一步地，光栅板底部装有两个可以自由滚动的滚轮，光栅板与滚轮的高度总高为47cm，光栅板可以整好插入横向轨道之间，利用光栅板的滚轮可以在两轨道之间自由移动；若干可替换式光栅背景画为KT板材质，尺寸为长×宽＝60cm×50cm。操作者可以根据自己需求制作。更进一步地，传动装置由三个滑轮及2根同步带组成；三个滑轮包括第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮；第一滑轮由1个铝合金金属板、1个轴承、1个铝制空心圆柱体以及1个连杆组成。铝合金金属板尺寸为长×宽×厚＝2cm×1cm×2mm，金属板右侧开一4mm直径圆孔，左侧开一6mm直径圆孔。铝制空心圆柱体，外径20mm，内径2mm，轴承，外径为6mm，内径2mm，厚2mm，轴承和通空心圆柱体过直径2mm连杆紧紧连在一起，并将轴承固定到金属板左侧圆孔中。更优选地，第一滑轮由1个铝合金金属板、1个轴承、2个铝制空心圆柱体以及1个连杆组成。铝合金金属板尺寸为长×宽×厚＝2cm×1cm×2mm，金属板右侧开一4mm直径圆孔，左侧开一6mm直径圆孔。铝制空心圆柱体，外径20mm，内径2mm，轴承，外径为6mm，内径2mm，厚2mm，轴承和通空心圆柱体过直径2mm连杆紧紧连在一起，并将轴承固定到金属板左侧圆孔中。此外，第一滑轮由1个铝合金金属板、1个轴承、1个铝制空心圆柱体以及1个曲柄连杆组成。铝合金金属板尺寸为长×宽×厚＝2cm×1cm×2mm，金属板下侧开一4mm直径圆孔，上侧开一6mm直径圆孔。轴承，外径为6mm，内径2mm，厚2mm，空心圆柱体，外径20mm，内径2mm，通过曲柄连杆连接到一起，并固定到金属板上侧圆孔中。另一方面，2根同步带包括一根断开的同步带，长度222cm，宽5mm；一根闭合的同步带，长度125cm，宽5mm。断开的同步带首尾与光栅板两侧相连，并连接第一滑轮和第二滑轮，通过“口形”支架。闭合同步带连接第二滑轮和第三滑轮；或者通过转动第三滑轮的曲柄连杆可以联动光栅板左右移动；或者光栅板与光栅背景画交叠时可以产生莫尔条纹现象。与现有技术相比，本专利技术的特色与创新点为：本专利技术所使用的光栅背景画以及光栅板可以自主设计更换，操作者通过自主设计背景画，一方面提高了操作者的兴趣，另一方面提高了仪器的可玩性。本专利技术装置操作简单，通过手摇滑轮即可实现莫尔条纹现象演示。本专利技术装置允许设计的尺寸非常大，可以在学校教室环境或者展览馆、科技馆等大型场所进行展示。总之，本专利技术装置可以演示莫尔条纹现象，互动性强。作为教学仪器具有较好的教学效果，作为科普仪器具有较强的科普性。附图说明图1a和图1b为本专利技术仪器的结构示意图，图1a为仪器的立体结构示意图，图1b为结构侧视图。图2a和图2b为本专利技术仪器的光栅板滚轮结构示意图，图2a为滚轮的立体结构示意图，图2b为滚轮侧视图。图3a和图3b分别为本专利技术仪器第一滑轮正视图(3a)和侧视图(3b)；图4a和图4b分别为本专利技术仪器第二滑轮正视图(4a)和侧视图(4b)；图5a和图5b分别为本专利技术仪器第三滑轮正视图(5a)和侧视图(5b)；图6为本专利技术仪器传动装置组合结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术仪器中的附图，对本专利技术仪器实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术仪器中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。另外地，不应当将本专利技术的保护范围仅仅限制至下述具体结构或部件或具体参数。本专利技术的可替换式大型莫尔条纹原理演示装置包括莫尔条纹格栅的制版方案以及莫尔条纹原理演示装置。装置包括由四根铝合金材质U型导轨和两根铝合金“口形”支撑支架组成的支架、带滚轮的光栅板、若干可替换式光栅背景画以及由三个滑轮及传送带组成的传动装置四部分组成。通过传动装置可以联动光栅板左右移动，与光栅板背后的光栅背景画交叠时产生莫尔条纹现象。与现有技术相比，本专利技术所使用的光栅背景画以及光栅板可以自主设计更换，操作者通过自主设计背景画，一方面提高了操作者的兴趣，另一方面提高了仪器的可玩性。进一步地，本专利技术的可替换式大型莫尔条纹原理演示装置主要由四根铝合金材质U型导轨和两根铝合金“口形”支撑支架组成的支架、带滚轮的光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可替换式大型莫尔条纹原理演示装置，其特征在于，其包括由五根铝合金材质U型导轨和两根铝合金“口形”支撑支架组成的支架、带滚轮的光栅板、若干可替换式光栅背景画以及由三个滑轮及传送带组成的传动装置；其中利用PS软件将设计好的光栅图案和光栅背景画分别印刷在透明亚克力板上和KT板上；2根铝合金材质U型导轨装置组成第一轨道，2个轨道上下对称排列；轨道长140cm，内宽6mm，底厚2mm。

【技术特征摘要】
1.一种可替换式大型莫尔条纹原理演示装置，其特征在于，其包括由五根铝合金材质U型导轨和两根铝合金“口形”支撑支架组成的支架、带滚轮的光栅板、若干可替换式光栅背景画以及由三个滑轮及传送带组成的传动装置；其中利用PS软件将设计好的光栅图案和光栅背景画分别印刷在透明亚克力板上和KT板上；2根铝合金材质U型导轨装置组成第一轨道，2个轨道上下对称排列；轨道长140cm，内宽6mm，底厚2mm。2.根据权利要求1所述的可替换式大型莫尔条纹原理演示装置，其特征在于，莫尔条纹格栅的制作方案利用PS软件将设计的格栅周期可以根据操作者自定义。3.根据权利要求1所述的可替换式大型莫尔条纹原理演示装置，其特征在于，3根铝合金材质U型导轨按“U”型组装，组成第二轨道；2根铝合金材质U型导轨装置组成纵向轨道，轨道长50cm，内宽6mm，底厚2mm，1根铝合金材质U型导轨轨道轨道长60cm，内宽6mm，底厚2mm。4.根据权利要求1所述的可替换式大型莫尔条纹原理演示装置，其特征在于，第一轨道和第二轨道通过螺丝使其固定在一起，第一轨道在前，第二轨道在后，两种轨道紧密贴合；第一轨道中两U型导轨间距47cm，第二轨道中两U型导轨横向轨道间距60cm；轨道底部装有2根铝合金“口形”支撑支架，用于支撑仪器支架，长40cm，宽2cm高2cm，中间“口”形区域宽6mm，高4mm，以便同步带可以通过。5.根据权利要求1所述的可替换式大型莫尔条纹原理演示装置，其特征在于，所述的光栅板为透明亚克力材质，尺寸为长×宽×厚＝60cm×40cm×5mm，上印有周期的光栅图案。6.根据权利要求1所述的可替换式大型莫尔条纹原理演示装置，其特征在所述的光栅板底部装有两个可以自由滚动的滚轮，光栅板与滚轮的高度总高为47cm，光栅板可以整好插入横向轨道之间，利用光栅板的滚轮可以在两轨道之间自由移动；若干可替换式光栅背景画为KT板材质，尺寸为长×宽＝60cm×50cm；操作者可以根据自己需求制作。7.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓杰，陈宗强，赵春红，孙骞，孔勇发，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津,12