一种新型磁流体创意显示教具

1.本实用新型属于教具或玩具领域，具体涉及一种新型磁流体创意显示教具。


背景技术：

2.磁流体是一种既具有液体的流动性，又具有固体磁性材料部分性质的新型功能材料。它由直径为纳米量级的磁性固体颗粒、载液以及界面活性剂三者混合而成。由于磁流体具有可控、可逆、响应迅速等特性，其在航空航天、生物医疗、建筑、汽车、军事工业等领域受到广泛应用。其中由于磁流体的“液-固相变”特性，现在磁流体的应用原理大多是依靠其受磁铁或电磁等吸引后产生定向指向或移动。从中我们可以依据不同的磁场强度和磁场分布，从而实现丰富的流动效果用以艺术展示和科教演示，以实现特殊的教育与娱乐价值。但当前的磁流体显示装置大部分仅局限于理论方面，磁流体实体教具十分少见，所以这类方面的研究还十分欠缺。现市面上现有一种简单磁流体玩具，即在透明玻璃瓶中盛满水和少量磁流体，使用者从瓶外用磁铁吸引磁流体，从而观察磁流体变形。然而这样的磁流体玩具过于简单，功能单调，并没有达到娱乐或益智的效果。
3.现有技术中公开了一种“磁流体创意益智玩具/教具”(专利号： zl202020265109.9)，其创意地将磁流体的“液-固相变”特性和类似平面拼图的丰富图案相结合，设计出了一种创新的益智玩具。但是其装置使用玻璃材质，重量较大且相对易损坏，其对磁流体的密封工艺要求高、效果较差，易造成磁流体粘壁使得显示效果受影响。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的是旨在发明一种新型磁流体创意显示教具，结合磁流体的“液-固相变”特性和平面拼图的丰富图案呈现，依据用户的自主创作自由设计图案所对应的磁铁阵列布局，通过磁铁组合的方式实现磁场的空间分布，从而实现磁流体对所创作图案的显示。使用pp、pe、ptfe、ps、abs 等有机材料并巧妙地设计结构，减轻装置重量并改善磁流体显示效果，同时减少装置操作难度。
5.为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种新型磁流体创意显示教具，其至少包括：磁流体容器1和励磁组件；
7.所述磁流体容器1包括有机材质边框和固定于所述边框内的两块有机材质透明板9；所述边框上设有用于向容器1内填充磁流体和基载液的注液孔，所述注液孔通过密封塞10密封，或进行永久胶封；有机材质透明板9与有机材质边框之间的缝隙中均匀涂满胶水，以此固定有机材质透明板9和边框。边框上端开有两注液孔，通过注液孔注满基载液和磁流体后，使用密封塞10将两孔密封或进行永久胶封，所述磁流体容器1内装有基载液和磁流体，其中总含量几乎充满容器但适当留有空气余量，磁流体的含量可以保证各种图案的饱满显示；所述磁流体容器1透明光滑，所述有机材质可为pp、pe、ps等，磁流体能够不粘壁流畅流动。
8.所述励磁组件包括以可拆卸的方式置于所述磁流体容器1背面的磁铁插板2 和以
可拆卸的方式嵌于所述磁铁插板2上以排列成设定图案的多个永磁体ⅰ6；所述磁铁插板2的磁铁插孔15采用密布交错排列(图4-1)，可以提供大量的磁场排布方案，插入的磁铁可以排列成诸多形状，以此使磁流体显示多种图案 (包括但不限于数字、字母、汉字、几何图形等)。在磁铁插板2上排布磁铁时，两两相邻磁铁的极性应当相反，如此保证相邻磁铁间为相互吸引的磁场分布，使磁流体形成连续体。
9.优选的，所述边框的四个内侧面均设有凸台ⅰ11，所述透明板9由所述凸台ⅰ11定位；如图2-1、2-2所示，透明板9置入边框后，透明板9的四个边由凸台ⅰ11支撑；因此，透明板9的四周与边框之间形成缝隙，在该缝隙中填充密封胶实现透明板9与边框的相互固定和密封；所述磁流体容器1后端的透明板9贴有不透光的薄膜或含有不透明的涂层，如此无法透视容器1背后的结构。
10.优选的，所述磁流体容器1安装于一外框3内；所述外框3背面设有安装有永磁体ⅱ的凹槽13；如图3-1、3-2、3-3所示，所述磁铁插板2设有安装有永磁体ⅲ的凸起16；所述磁铁插板2通过所述凸起16和凹槽13的相互配合以及所述永磁体ⅱ和永磁体ⅲ的相互吸附约束于外框3的背面。所述外框3不透明，外框3前端中间开有观察框，用户透过观察框可以观察磁流体容器1内磁流体的变化。磁铁插板2整体形状与猫或虎的面部卡通形象相似，其上侧两个凸起像猫或虎的两耳，两侧凸起16像猫或虎的胡须，此形状设计可以激起用户使用此装置的兴趣。
11.优选的，所述外框3的内侧面设有凸台ⅱ12，所述磁流体容器1由所述凸台ⅱ12定位；所述外框3与磁流体容器1之间的缝隙填充有密封胶，磁流体容器1置入外框3后，磁流体容器1的四个边由凸台ⅱ12支撑；因此，磁流体容器1的四周与边框之间形成缝隙，在该缝隙中填充密封胶实现磁流体容器1与外框3的相互固定和密封。当然，作为另一种固定容器1的方法，可在容器1 背部有卡扣、框架或盖板压住容器1。
12.优选的，还包括以可拆卸的方式安装于所述外框3的磁流体归位部件4；所述磁流体归位部件4用于将磁流体吸引聚集于磁流体容器1上方。
13.优选的，所述外框3上沿设有暗扣14；所述磁流体归位部件4设有用于与暗扣配合的挂耳17，磁流体归位部件4(归位棒)可以通过该结构固定，以此将归位棒保持在容器1前表面上侧，当然，归位棒上设有永磁体18。
14.优选的，还包括基座7，所述基座7设有用于与外框3配合的安装槽19和用于放置磁流体归位部件4的置物槽20。安装槽19深度可以使装置放入其中后保持稳定，以便独立坚置装置。其前侧高度设置为不遮挡观察框，其后侧高度设置为不影响磁铁插板2取用，置物槽20(图6-1)大小与归位棒契合，当归位棒从暗扣取下时，可以放入其中保存。
15.本产品显示效果良好，操作过程简单。本产品有益效果为：用户可通过该发明亲手体验磁流体呈现的科幻雅致的磁致流体相变物理现象，具有对纳米磁流体智能材料的科普意义；用户可随意组合图案，结合磁流体的美妙流动形态充分发挥想象力和创作力，是一种趣味性十足的创意玩具，亦是一种减压玩具；尤其适用于少儿启蒙知识教育，利用磁流体实现对知识性图案的流动形态呈现，是一种寓教于乐的创意学习教具，同时可培养少儿的想象力和创作力。
附图说明
16.本实用新型可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；
17.图1-1为本实用新型的整体结构示意图；
18.图1-2为本实用新型的爆炸图；
19.图1-3为本实用新型的显示效果示意图；
20.图2-1为本实用新型的磁流体容器的构成示意图；
21.图2-2为本实用新型的有机材质边框与有机材质透明板装配示意图；
22.图3-1为本实用新型的外框正面视图；
23.图3-2为本实用新型的外框背面视图；
24.图3-3为本实用新型的外框与磁流体容器装配示意图；
25.图4-1为本实用新型的磁铁插板的示意图；
26.图5-1为本实用新型的归位棒的示意图；
27.图6-1为本实用新型的基座示意图。
具体实施方式
28.为了使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案进一步说明。
29.实施例一：
30.本实施例的磁流体创意显示教具的工作逻辑总结为：采用磁铁插入磁铁插板上的孔洞，由用户自由创作图案，即用若干磁铁如拼图般排布任意图案，排布时永磁铁应尽可能在连续的孔洞上展开，且两两相邻磁铁的极性应当相反，这样将保证磁流体的连续性。永磁铁排布结束后，将磁铁插板置于装配的后方，即被对应的永磁铁吸附固定随后从基座中将装置取出，水平放置整个装置，适当摇晃容器，使磁流体流向磁铁排布的区域，磁流体被磁铁吸引从而显示出所创作的图案，用户即可透过透明容器观看磁流体所形成的图案以及形成图案的动态过程。
31.实施例二：
32.首先，使用磁流体归位棒将磁流体从装置底部吸到装置顶部，并将磁流体归位棒放入暗扣中保持位置不变。再将排布好磁铁阵列的磁铁面板被相应永磁体吸附固定于装置后方。当排布完磁铁阵列图案后，取下磁流体归位棒，使磁流体因重力坠落并被插板的磁铁阵列吸引聚集，实现更加动态的图案显示效果。
33.本实用新型的具有良好的磁流体显示效果。其操作逻辑简单，易于少儿使用，有利于少儿体验磁流体的显示，利于培养少儿对新型磁流体材料的兴趣，利于培养少儿的艺术兴趣，利于培养少儿的创造力和想象力。
34.以上具体实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。