一种人眼识别相近颜色的科普演示装置的制作方法

本发明涉及一种人眼识别相近颜色的科普演示装置，用于科技馆光学类展品的展出，属于光学科普教育领域。

背景技术：

颜色的形成是由于光照射到彩色物体表面，经反射后射入人眼，再将信息传递至大脑，大脑结合我们的生活经验，并将信息处理后，产生一种对光的视觉效应。

人眼对颜色的分辨主要由受生理因素和环境因素所影响。其中，生理因素是由于先天基因的不足，导致人眼不能准确的分辨颜色，如色盲、色弱。环境因素有很多影响因素，比如：1、亮度，在白天光照充足,亮度足够的条件下,人眼可以分辨出颜色的不同；但在夜晚,没有光照,且亮度不足的条件下,人眼则不能分辨颜色,所见到的物体皆为黑白两色。2、空间距离，极为相近的两种颜色，若其空间距离较远，人眼很难分辨出它们的不同；若其空间距离较近,则很容易分辨。

人眼识别相近颜色是光学研究中非常重要的内容，不仅在教学实验中占据着重要的位置，更是大多数科技馆的必有知识点，但是现有科技馆的此类科普演示装置仅仅有两种展项形式。一种是让观众透过不同颜色的光学透镜，体验色盲及色弱患者眼中的光学世界，这种展项形式观看到的现象简单、单一、且往往都是静态图像。另一种是让观众在电脑屏幕上找相近颜色的色块，看谁找的准，谁用的时间少。这两种科普演示装置的展项形式只针对人眼对颜色分辨的影响因素中的一部分进行了说明，涵盖范围不全面，且更多的是让观众体验效果，并没有真正的在互动中学习到其科学道理。部分科技馆的此类科普演示装置硕大笨重，不易移动，如遇科普进校园等活动时，此展品因体积受到了限制。还有少部分科技馆仅通过文字、图片的方式向公众介绍人眼对颜色分辨的影响因素。

由于缺乏专门的一种人眼识别相近颜色的科普演示装置，用来科普“空间距离”是如何影响人眼分辨颜色的科普演示装置，现有的科普演示装置，科学原理涵盖范围不全面，文字、图片的讲解方式枯燥、生硬、缺乏吸引力，不利于公众理解、掌握人眼对颜色分辨的影响因素。现阶段急需一种具有趣味性、互动性、可移动性、科学性的人眼识别相近颜色的科普演示装置，适用于科技馆或可移动式科普大篷车使用，用于普及人眼对颜色分辨的影响因素。

技术实现要素：

发明目的：本发明为解决现有缺乏专门的一种人眼识别相近颜色的科普演示装置，提供一种了解“空间距离”是如何影响人眼分辨颜色的科学现象，同时为科技馆、科普中心或可移动式科普大篷车提供一种具有趣味性、互动性、科学性强，使用方便，便于移动，成本低廉的人眼识别相近颜色的科普演示装置。

技术方案：一种人眼识别相近颜色的科普演示装置，包括底座、装置外壳、左侧内转筒、右侧内转筒、左侧旋转器、右侧旋转器、内部双向旋转器、左侧相近颜色色块图、右侧相近颜色色块图、限位器、解密挡板、遮挡条；其中，所述的左侧内转筒和所述的右侧内转筒结构与功能相同，安装在装置外壳内部的左右两侧，与装置外壳共轴心，可同时分别绕轴360度双向转动；所述的左侧相近颜色色块图和所述的右侧相近颜色色块图功能相同，形式是由浅至深排列的渐变色色块，深浅两处颜色闭合，形成环状，色块上由浅至深标有数字编号，分别粘贴到左侧内转筒和右侧内转筒外壁表面，随其一同转动；所述的解密挡板安装在底座上，可上下滑动，遮挡或显示数字编号；所述的遮挡条安装在装置外壳上，与装置外壳固定不动，使左右两侧色块间产生空间距离。

所述的，底座两侧开半圆形孔，孔直径等于装置外壳外径，两侧面内侧有弧形凹槽。

所述的，装置外壳包括外筒、筒盖、观察口；外筒安装在底座两侧半圆形孔上，与底座固定不动；筒盖中心开圆形孔，孔直径等于轴承外径，安装在外筒左右两侧，与外筒固定不动；观察口处透明，可观察色块颜色。

进一步的，左侧内转筒包括内筒、第一内筒盖、第二内筒盖；内筒外径小于外筒内径，内筒长小于外筒筒长的一半；第一内筒盖中心开圆形孔，孔直径等于转轴直径，安装在内筒左侧，与内筒固定不动；第二内筒盖中心开圆形孔，孔直径等于轴承外径，安装在内筒右侧，与内筒固定不动。

所述的，左侧旋转器安装在装置外壳左侧，与左侧内转筒连接固定不动，可带动左侧内转筒一同绕轴360度双向转动；包括转盘、转轴、轴承；转盘中心开圆形孔，孔直径等于转轴直径；轴承外圈安装在筒盖圆形孔上，与筒盖固定不动；转轴穿过轴承内圈圆，一端安装在转盘圆形孔上，另一端安装在第一内筒盖圆形孔上，与其固定不动；右侧旋转器结构和功能与左侧内转筒相同，安装在装置外壳右侧。

所述的，内部双向旋转器两端分别安装在左侧内转筒和右侧内转筒上，与其固定不动，可使左侧内转筒和右侧内转筒同时分别绕轴360度双向转动、互不影响；包括连接杆、轴承；轴承共有2个，分别安装在第二内筒盖中心孔上，与第二内筒盖固定不动；连接杆两端分别安装在两轴承的内圈圆上，与两轴承固定不动。

进一步的，左侧相近颜色色块图的颜色取色于标准色卡上连续的4种相近颜色；每个色块右下角由浅至深标有从1到4的数字编号；右侧相近颜色色块颜色与左侧相近颜色色块图颜色和功能相同，差别在于每个色块的左下角由浅至深标有从1到4的数字编号。

所述的，限位器共有2个，结构与功能相同，可使观察口处显示的色块数量限制在1个；包括凹槽圆盘、限位挡片、弹簧组成；凹槽圆盘有8个凹槽，安装在第一内筒盖中心孔下端，与第一内筒盖固定不动；限位挡片有1个弧形凸起，其弧度小于凹槽弧度，安装在凹槽圆盘下方，弧形凸起紧贴凹槽，起到限位作用；弹簧数量为2个，一端安装在限位挡片边缘，另一端安装在第一内筒盖中心孔轴线上，与第一内筒盖固定不动。

进一步的，解密挡板安装在弧形凹槽内，可沿弧形凹槽滑动；包括弧形挡板、拉手；弧形挡板的弧长为弧形凹槽弧长的三分之二；拉手安装在弧形挡板上端。

进一步的，遮挡条的宽度刚好遮挡住两侧色块数字编号，长度为观察口上端到装置非解密状态下解密挡板上端的距离。

有益效果：一种人眼识别相近颜色的科普演示装置，采用在有遮挡条的隔离下，使两侧色块间产生空间距离，人眼识别左右两侧色块上的颜色相同与否，且带有解密功能，通过解密挡板的上下滑动，遮挡或显示数字编号，对比数字编号的相同与否，解密人眼识别的色块颜色是属于真实的同一种颜色，还是相近颜色；还可观察单侧内转筒的颜色变化，在没有遮挡条的隔离下，色块间不存在空间距离，通过人眼可以很容易判别相近颜色。此科普演示装置使公众了解空间距离是如何影响人眼识别颜色的，打破了传统人眼识别相近颜色科普演示装置的单一性、无趣性。此装置在公众了解空间距离这一影响因素的同时，还可以了解自己眼睛分辨相近颜色的极限能力。此装置中遮挡条的设计，正是起到了让两种颜色间产生空间距离的作用。一种人眼识别相近颜色的科普演示装置成本低廉，体积小巧，便于移动，适用于科技馆及科普大篷车内使用。一种人眼识别相近颜色的科普演示装置增加了互动性、趣味性、有利于公众理解空间距离对人眼分辨颜色所起到的影响。

附图说明

图1为一种人眼识别相近颜色的科普装置正面剖视图。

图2为一种人眼识别相近颜色的科普装置非解密状态斜视图。

图3为一种人眼识别相近颜色的科普装置解密状态斜视图。

图4为底座结构图。

图5为装置外壳结构图。

图6为左侧相近颜色色块图展开图。

图7为右侧相近颜色色块图展开图。

图8为左侧旋转器结构图。

图9为解密挡板结构图。

图10为左侧内转筒结构图。

图11为内部双向旋转器结构图。

图12为限位器结构图。

其中，1、底座；2、装置外壳；31、左侧相近颜色色块图；32、右侧相近颜色色块图；41、左侧旋转器；42、右侧旋转器；5、解密挡板；6、遮挡条；71、左侧内转筒；72、右侧内转筒；8、内部双向旋转器；9、限位器。101、半圆形孔；102弧形凹槽。201、外筒；202、筒盖；203、观察口。411、转盘；412、转轴；413、轴承。501、弧形挡板；502、拉手。711、内筒；712、第一筒盖；713、第二筒盖。801、连接杆；802、轴承。901、凹槽圆盘；902、限位挡片；903、弹簧。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种人眼识别相近颜色的科普装置的二种实施方式作详细说明。

本发明一种人眼识别相近颜色的科普装置包括底座1、装置外壳2、左侧内转筒71、右侧内转筒72、左侧旋转器41、右侧旋转器42、内部双向旋转器8、左侧相近颜色色块图31、右侧相近颜色色块图32、限位器9、解密挡板5、遮挡条6。

如图1所示，其中：

1是底座，采用透明亚克力制成。

2是装置外壳，采用白色亚克力制成。

31是左侧相近颜色色块图，采用带背胶相纸制成。

32是右侧相近颜色色块图，采用带背胶相纸制成。

41是左侧旋转器，转盘与转轴采用白色亚克力制成，轴承为高速轴承。

42是右侧旋转器，转盘与转轴采用白色亚克力制成，轴承为高速轴承。

5是解密挡板，弧形挡板采用黑色亚克力制成，拉手采用白色亚克力制成。

71是左侧内转筒，采用透明亚克力制成。

72是右侧内转筒，采用透明亚克力制成。

8是内部双向旋转器，连接杆采用透明亚克力制成，轴承为高速轴承。

9是限位器，凹槽圆盘与限位挡片采用透明亚克力制成，弹簧采用不锈钢材质，线径1mm，外径5mm，长度50mm。

装置外壳2安装在底座1两侧半圆形孔101上，与底座1固定不动；左侧内转筒71和右侧内转筒72结构与功能相同，安装在装置外壳2内部的左右两侧，与装置外壳2共轴心，可同时分别绕轴360度双向转动；左侧旋转器41安装在装置外壳2左侧，与左侧内转筒71连接固定不动，可带动左侧内转筒71一同绕轴360度双向转动；右侧旋转器42结构和功能与左侧内转筒41相同，安装在装置外壳2右侧；内部双向旋转器8两端分别安装在左侧内转筒71和右侧内转筒72上，与其固定不动，可使左侧内转筒71和右侧内转筒72同时分别绕轴360度双向转动、互不影响；左侧相近颜色色块图31和右侧相近颜色色块图32功能相同，分别粘贴到左侧内转筒71和右侧内转筒72外壁表面，随其一同转动；限位器9共有2个，结构与功能相同，分别安装在左侧内转筒71和右侧内转筒72两侧，可使观察口203处显示的色块数量限制在1个。

如图4所示，底座1两侧开半圆形孔101，孔直径等于装置外壳2外径，两侧面内侧有弧形凹槽102，底座1起到支撑装置外壳2的作用，弧形凹槽102为解密挡板5提供了可滑动的空间。

如图5所示，装置外壳2包括外筒201、筒盖202、观察口203；筒盖202中心开圆形孔，孔直径等于轴承413外径，安装在外筒201左右两侧，与外筒201固定不动；观察口203处透明，可观察色块颜色。

如图6所示，左侧相近颜色色块图31展开图，形式是由浅至深排列的渐变色色块，其颜色取色于标准色卡上连续的4种相近颜色；每个色块右下角由浅至深标有从1到4的数字编号。

如图7所示，右侧相近颜色色块图32展开图，其颜色和形式与左侧相近颜色色块图31展开图相同，差别在于每个色块的左下角由浅至深标有从1到4的数字编号。

如图8所示，左侧旋转器4包括转盘411、转轴412、轴承413；转盘411中心开圆形孔，孔直径等于转轴412直径；轴承外圈413安装在筒盖202圆形孔上，与筒盖202固定不动；转轴412穿过轴承413内圈圆，一端安装在转盘411圆形孔上，另一端安装在第一内筒盖712圆形孔上，与其固定不动，可带动左侧内转筒71一同绕轴360度双向转动。

如图9所示，解密挡板5包括弧形挡板501、拉手502；安装在弧形凹槽102内，可沿弧形凹槽102滑动；弧形挡板501的弧长为弧形凹槽102弧长的三分之二；拉手502安装在弧形挡板501上端；当解密挡板5在弧形凹槽102内上下滑动时，可遮挡或显示数字编号。

如图10所示，左侧内转筒71包括内筒711、第一内筒盖712、第二内筒盖713；内筒71外径小于外筒201内径，内筒71长小于外筒201筒长的一半；第一内筒盖712中心开圆形孔，孔直径等于连接杆801直径，安装在内筒711左侧，与内筒711固定不动；第二内筒盖713中心开圆形孔，孔直径等于轴承802外径，安装在内筒711右侧，与内筒711固定不动。

如图11所示，内部双向旋转器8包括连接杆801、轴承802；轴承802共有2个，分别安装在第二内筒盖713中心孔上，与第二内筒盖713固定不动；连接杆801两端分别安装在两轴承802的内圈圆上，与两轴承802固定不动。

如图12所示，限位器9包括凹槽圆盘901、限位挡片902、弹簧组成903；凹槽圆盘901有8个凹槽，安装在第一内筒盖712中心孔下端，与第一内筒盖712固定不动；限位挡片902有1个弧形凸起，其弧度小于凹槽弧度，安装在凹槽圆盘下方，弧形凸起紧贴凹槽，起到限位作用,使观察口203处显示的色块数量限制在1个；弹簧903数量为2个，一端安装在限位挡片902边缘，另一端安装在第一内筒盖712中心孔轴线上，与第一内筒盖712固定不动。

第一种实施方式中，如图2所示，一种人眼识别相近颜色的科普演示装置在非解密状态下，解密挡板5安装在底座1两内侧弧形凹槽102内，可沿弧形凹槽102滑动，拉动解密挡板5上滑至弧形凹槽102顶端，遮挡数字编号，此时装置处于非解密状态；左侧旋转器41安装在装置外壳2左侧，与左侧内转筒71连接固定不动，可带动左侧内转筒71和左侧相近颜色色块图31一同绕轴360度双向转动，转动左侧转盘411，在观察口203处滚动出现不同颜色的色块，没有遮挡条6的隔离下，色块间不存在空间距离的情况下，人眼识别色块颜色，可以很容易判别相近颜色；同样转动右侧旋转器42，也可观察到同样的现象；遮挡条6采用黑色亚克力制成，安装在外筒201上，与外筒201固定不动，使左右两侧色块间产生空间距离，在空间距离的作用下，人眼识别左右两侧色块颜色，判别两者是否为同种颜色。

第二种实施方式中，如图3所示，一种人眼识别相近颜色的科普演示装置在解密状态下，解密挡板5安装在底座1两内侧弧形凹槽102内，可沿弧形凹槽102滑动，拉动解密挡板5下滑至弧形凹槽102底端，此时装置处于解密状态，观察口203显示数字编号，对比数字编号，依据数字编号的相同与否，解密在第一种实施方式中，通过人眼识别，主观认为的相同颜色，是属于真实的同一种颜色，还是属于相近颜色。

具体实施方案

具体使用方法：本发明一种人眼识别相近颜色的科普装置，当公众转动左侧转盘411时，观察口203处色块颜色不断变化，没有遮挡条6的隔离下，色块间不存在空间距离，公众通过观察口203识别色块颜色，可直接判别出不同色块上的相近颜色；同样，转动右侧旋转器42，也可看到同样的现象；在有遮挡条6的隔离下，使左右两侧色块间产生了空间距离，同时转动两侧转盘411，对比观察左右两侧色块上的颜色，当公众通过人眼识别，主观认为两侧色块颜色一致时，下滑解密挡板5，对比色块上的数字编号，依据数字编号的相同与否，解密左右两侧色块上的颜色是属于真实的同一种颜色，还是属于相近颜色。