一种光学演示装置的制作方法

本申请涉及光学技术领域，具体地，本申请涉及一种光学演示装置。

背景技术：

自然科学作为大自然中有机或无机的事物和现象的科学，通过对自然的观察和逻辑推理可以科学引导出大自然中的规律，提升人们对大自然的认识。

物流学作为研究物理现象的一门自然科学，在学习的过程中会遇到很多与自然现象相关的问题，比如力学中的重力、引力，光学中的反射、折射等。而这些与自然现象相关的问题仅仅通过课堂上的理论教学展示时，很难达到让人深刻认识的程度，也就达不到很好的学习目的。

目前，出现了各种各样的自然现象演示装置，但传统的演示装置操作不便、演示过程复杂，而且演示的准确性较差。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种光学演示装置，以解决传统光学演示装置操作复杂及准确性差的问题。

为了解决上述问题，本申请采用下述技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种光学演示装置，包括：

基座；

支撑部、发光圆盘和驱动组件，所述支撑部固定于所述基座上，所述发光圆盘转动连接于所述支撑部上，所述发光圆盘与所述基座的顶面垂直，所述驱动组件与所述发光圆盘连接并能驱动所述发光圆盘转动；

折光板和显示组件，所述折光板和显示组件均设置于所述基座的顶面上，所述显示组件设置于所述折光板远离所述发光圆盘的一侧；

所述发光圆盘的周向设置有至少一个光源，所述发光圆盘的边缘与所述光源相对的位置设置有柔性凸块，所述发光圆盘转动至所述柔性凸块与所述基座表面相抵的情况下，所述光源发出的光线经过所述折光板的折射后投射至所述显示组件上。

可选地，所述基座上设置有限位槽，所述发光圆盘转动至所述柔性凸块与所述基座表面相抵的情况下，所述柔性凸块收容于所述限位槽内。

可选地，所述发光圆盘的周向设置有至少两个光源，所述光源均设置于所述发光圆盘的上半圆，所述柔性凸块均设置于所述发光圆盘的下半圆。

可选地，所述驱动组件包括摇柄，所述摇柄与所述发光圆盘固定连接。

可选地，所述驱动组件包括电机，所述电机的输出轴与所述发光圆盘的中心轴固定连接。

可选地，所述显示组件靠近所述折光板的一侧设置有刻度，每个所述刻度的位置设置有光敏电阻，每个所述光敏电阻串联有电池和与所在刻度数值的绝对值相等数量的显示灯。

可选地，所述显示灯设置于所述显示组件远离所述折光板的一侧。

可选地，所述基座上设置有第一凹槽，所述折光板的一端插接于所述第一凹槽内。

可选地，还包括遮光罩，所述遮光罩设置于所述发光圆盘和所述显示组件之间，所述遮光罩靠近所述发光圆盘一侧设置有进光孔，所述遮光罩靠近所述显示组件一侧设置有出光孔，所述折光板的至少部分设置于所述遮光罩内。

可选地，所述遮光罩远离所述基座的一侧设置有与所述第一凹槽相对的第二凹槽，所述折光板的另一端穿设与所述第二凹槽。

本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本申请实施例提供了一种光学演示装置，包括基座、支撑部、发光圆盘、驱动组件、折光板和显示组件。所述支撑部固定于所述基座上，所述发光圆盘转动连接于所述支撑部上。所述发光圆盘与所述基座的顶面垂直，所述驱动组件与所述发光圆盘连接并能驱动所述发光圆盘转动，所述折光板和显示组件均设置于所述基座的顶面上，所述显示组件设置于所述折光板远离所述发光圆盘的一侧。所述发光圆盘的周向设置有至少一个光源，所述发光圆盘的边缘与所述光源相对的位置设置有柔性凸块，所述发光圆盘转动至所述柔性凸块与所述基座表面相抵的情况下，所述光源发出的光线经过所述折光板的折射后投射至所述显示组件上。本申请实施例提供的光学演示装置的准确性和演示效率高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种光学演示装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种光学演示装置的发光圆盘结构示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种光学演示装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种光学演示装置的显示组件主视图；

图5为本申请实施例提供的一种光学演示装置的显示组件后视图。

附图标记说明：

1-基座；11-限位槽；12-第一凹槽；2-支撑部；3-发光圆盘；31-光源；32-柔性凸块；4-驱动组件；41-摇柄；42-电机；5-折光板；6-显示组件；61-光敏电阻；62-显示灯；7-遮光罩；71-进光孔；72-出光孔；73-第二凹槽。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各个实施例公开的技术方案。

参照图1至图5，本申请实施例提供了一种光学演示装置，用于为学前幼儿及小学生演示光的折射现象，可以提高学前幼儿及小学生对光学的认识和感知。该光学演示装置包括：

基座1、支撑部2、发光圆盘3、驱动组件4、折光板5和显示组件6。所述支撑部2固定于所述基座1上，所述发光圆盘3转动连接于所述支撑部2上。在一种具体的实施方式中，参见图1，所述支撑部2的下端与所述基座1的表面固定连接，所述支撑部2的上端弯折后与所述发光圆盘3的中心转动连接，所述发光圆盘3与所述基座1的顶面垂直，所述驱动组件4与所述发光圆盘3连接并能驱动所述发光圆盘3转动，所述驱动组件4可以为手动或者电动驱动组件；所述折光板5和显示组件6均设置于所述基座1的顶面上，所述显示组件6设置于所述折光板5远离所述发光圆盘3的一侧，也就是所述折光板5位于所述发光圆盘3和所述显示组件6之间。

所述发光圆盘3的周向设置有至少一个光源31，所述发光圆盘3的边缘与所述光源31相对的位置设置有柔性凸块32，所述柔性凸块32的材质可以是橡胶或者塑料，形状可以是球形、半球形或者椭球型。所述发光圆盘3转动至所述柔性凸块32与所述基座1表面相抵的情况下，这时所述光源31位于远离所述基座1顶面的位置，所述光源31发出的光线经过所述折光板5的折射后投射至所述显示组件6上，具体可以是所述光源31发出与水平光线呈一定入射角的入射光线，该入射光线经过所述折光板5的折射后投射至所述显示组件6上，由于是折光板5对该入射光线的折射作用，投射至所述显示组件6上的光线可能发生偏移并与水平面之间呈不同于入射角的角度。在所述光源31不变的情况下，从所述显示组件6上得到的光线偏移程度的大小便可以判断出所述折光板5的折光率大小，而且所述折光板5的材料和厚度等参数也与光线的折光率直接关联。另外，在所述光源31为多个的情况下，可以根据更换所述光源31的类型，比如采用不同波长的光源31，在所述折光板不变的情况下，同样可以观察出光源波长与折射率的关系。

本申请实施例提供的光学演示装置通过在所述发光圆盘3上设置于所述光源31相对的所述柔性凸块32，在所述发光圆盘3转动的过程中，所述柔性凸块32可以提供给所述光源31准确的折射演示的位置，保证了所述光源31和所述显示组件6的正对，提高了所述光学演示装置的演示准确性和演示效率。

可选地，参见图1和图3，所述基座1上设置有限位槽11，所述发光圆盘3转动至所述柔性凸块32与所述基座1表面相抵的情况下，所述柔性凸块32收容于所述限位槽11内。

具体地，在所述发光圆盘3转动至所述柔性凸块32与所述基座1表面相抵时，所述基座1表面会对所述柔性凸块32形成挤压，所述柔性凸块32被挤压变形后会与所述基座1表面产生一定的摩擦力，这时使用者可以感知到所述柔性凸块32的挤压变形，从而确定所述光源31的发光位置。但由于所述基座1表面与所述柔性凸块32挤压的过程可能较长，难以对所述光源31的发光位置进行精准定位。而所述限位槽11的设置可以在所述柔性凸块32与所述基座1表面相抵时，所述柔性凸块32落入所述限位槽11内，形成明显的收纳位置，这时便可以准确判断所述光源31的发光位置。

可选地，所述发光圆盘3的周向设置有至少两个光源31，所述光源31的数量具体可以是两个、三个、四个、五个或者更多，所述光源31均设置于所述发光圆盘3的上半圆，所述柔性凸块32均设置于所述发光圆盘3的下半圆，这时所述发光圆盘3仅需要转动较小的角度，最大也不会大于180°，便可以完成光学演示的操作，简化了操作的流程。在一种具体的实施方式中，参见图2，所述发光圆盘3的周向设置有五个光源31，五个所述光源31可以均匀设置在所述发光圆盘3的上半盘边缘，也可以设置在所述发光圆盘3的上半盘靠近里面的位置，五个所述柔性凸块32均匀设置于所述发光圆盘3的下半圆边缘，分别对五个所述光源31进行限位。另外，多个所述光源31可以采用不同波长的光源，比如红光、黄光、绿光等不同波长光源，以演示光源31波长与折射率的关系。

可选地，参见图1，所述驱动组件4包括摇柄41，所述摇柄41与所述发光圆盘3固定连接。具体地，演示者可以通过手动摇动所述摇柄41来驱动所述发光圆盘3转动，而且在手动操作的过程中，可以更加敏锐感受到所述柔性凸块32收容于所述限位槽11内的准确位置，也就可以更加精确地判断所述光源31的发光位置。

可选地，参见图1，所述驱动组件4包括电机42，所述电机42的输出轴与所述发光圆盘3的中心轴固定连接。具体地，采用所述电机42来驱动发光圆盘3转动时，可以准确控制所述发光圆盘3的转动方向和转动速率，提高所述发光圆盘3的可操作性。

可选地，参见图4和图5，所述显示组件6靠近所述折光板5的一侧设置有刻度，每个所述刻度的位置设置有光敏电阻61，每个所述光敏电阻61串联有电池和与所在刻度数值的绝对值相等数量的显示灯62。

具体地，所述光源31发出的光线经过所述折光板5的折射后投射至所述显示组件6上时，该光线可以照射到不同刻度位置的所述光敏电阻61上，所述光敏电阻61在受到一定程度光照后电阻显著降低，这时所述光敏电阻61和相应串联的所述显示灯62便形成接通的回路，这时光线照射刻度位置相对应的所述显示灯62被点亮。

在一种具体的实施方式中，参见图4和图5，所述显示组件6靠近所述折光板5的一侧从下到上依次设置有-3、-2、-1、0、1、2、3七个刻度，每个刻度的位置设置有所述光敏电阻61，-3刻度位置的所述光敏电阻61串联有三个显示灯62，-2刻度位置的所述光敏电阻61串联有两个显示灯62，-1刻度位置的所述光敏电阻61串联有一个显示灯62，-3、-2、-1刻度显示灯62可以采用同一光色的显示灯，比如红色的显示灯；3刻度位置的所述光敏电阻61串联有三个显示灯62，2刻度位置的所述光敏电阻61串联有两个显示灯62，1刻度位置的所述光敏电阻61串联有一个显示灯62，1、2、3刻度显示灯62可以采用同一光色的显示灯，比如绿色的显示灯，以与-3、-2、-1刻度显示灯62的显示灯区别开来。比如所述光源31发出的光线经过所述折光板5的折射后投射至所述显示组件6上的-2刻度的位置，处于-2刻度位置的所述光敏电阻61在经过一定程度光照后电阻显著降低，这时两个红色的显示灯62亮起。

可选地，参见图5，所述显示灯62设置于所述显示组件6远离所述折光板5的一侧。具体地，所述显示灯62设置于所述显示组件6远离所述折光板5的一侧时，所述显示灯62便可以朝向所述光学演示装置的外部，这时就可以便于观察者去观察所述显示灯62被点亮时的颜色和数量，以判断光线折射率的变化情况。

可选地，参见图1和图3，所述基座1上设置有第一凹槽12，所述折光板5的一端插接于所述第一凹槽12内。

具体地，本申请实施例提供的光学演示装置的一个目的是演示不同材质和厚度的所述折光板5的折射率变化，为了便于所述折光板5的更换，所述折光板5可以插接于所述基座1的第一凹槽12内，提高了所述光学演示装置的演示效率。

可选地，参见图3，所述光学演示装置还包括遮光罩7，所述遮光罩7设置于所述发光圆盘3和所述显示组件6之间，所述遮光罩7靠近所述发光圆盘3一侧设置有进光孔71，所述遮光罩7靠近所述显示组件6一侧设置有出光孔72，所述折光板5的至少部分设置于所述遮光罩7内。

具体地，所述折光板5的折射率与其所选择的材料和厚度直接相关，但该光学演示装置的演示环境中可能存在太阳光或者其他光线的干扰，导致演示的准确性变差。而所述遮光罩7的设置可以对所述折光板5的折射光路进行很好的保护，避免外界光线对演示的干扰。

可选地，参见图3，所述遮光罩7远离所述基座1的一侧设置有与所述第一凹槽12相对的第二凹槽73，所述折光板5的另一端穿设于所述第二凹槽73。

具体地，所述第二凹槽73可以是如图3所示的通槽，所述折光板5在演示的过程中需要保持固定的角度，比如图3中，所述折光板5应该保持竖直状态才可以保持入射光线在折射前光路的一致性。而所述折光板5仅仅是一端插接于所述第一凹槽12内时，所述折光板5的另一端容易发生偏转。而所述第二凹槽73的设置可以将所述折光板5的两端固定，保证了所述折光板5的位置稳定，而且所述折光板5还可以在安装时从所述第二凹槽73插入后卡接于所述第一凹槽12中，便于所述折光板5的安装和拆卸。

另外，所述第二凹槽73也可以是设置于所述遮光罩7远离所述基座1的一侧内表面的凹槽，在未贯通所述遮光罩7的情况下同样可以起到对所述折光板5的定位。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

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