多功能组合光学实验支架的制作方法
【专利摘要】一种多功能组合光学实验支架，所述组合支架包括导轨、托板和调节支架，所述导轨包括带有刻度尺的主导轨和副导轨，所述托板通过可拆卸螺丝连接在导轨上，所述调节支架固定在所述托板上。本实用新型提供一种使用方便、便于收纳、成本较低的多功能组合光学实验支架。
【专利说明】
多功能组合光学实验支架
技术领域
[0001]本实用新型涉及光学实验领域，尤其是一种多功能组合光学实验支架。
【背景技术】
[0002]当前，在我国初中科学教学中有16个以几何光学为主的实验，高中阶段有10个以物理光学为主的光学实验，大学物理实验教学中，光学实验占据三分之一。目前现有的光学实验装置大多数是可做实验内容单一，实验装置之间的通用性较差，一般都是一种装置只能做一类光学实验，假如要做不同类型的光学实验，则需要配备多种光学仪器，不仅使用不方便，而且不利于存放和管理，效率低成本高。
【发明内容】
[0003]为了克服现有光学实验仪器存在的缺陷，本实用新型提供一种使用方便、便于收纳、成本较低的多功能组合光学实验支架。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]—种多功能组合光学实验支架，所述组合支架包括导轨、托板和调节支架，所述导轨包括带有刻度尺的主导轨和副导轨，所述托板通过可拆卸螺丝连接在导轨上，所述调节支架固定在所述托板上。
[0006]进一步，所述调节支架为升降调节架，所述升降调节架包括竖杆、用以安装光学元器件的安装板和升降调节机构，所述竖杆的上端与所述安装板的下端连接，所述竖杆的下端与所述升降调节机构连接，所述安装板的中部开有用以安装光学元件的安装孔，所述升降机构包括旋柄、第一调节螺丝和第二调节螺丝，所述旋柄的两端设有相反内螺纹，所述旋柄的上下两端分别与上螺杆和下螺杆螺纹连接，所述下螺杆的下端固定在所述托板上，所述上螺杆的上端与用以第一调节螺丝安装的第一安装座固定连接，所述第一安装座的中心开有安装槽，所述安装槽内设有用以第二调节螺丝安装的第二安装座，所述竖杆的下端穿过第二安装座的中心，所述第一调节螺丝依次穿过第一安装座的外壁、第二安装座的下部，所述第二调节螺丝依次穿过第二安装座的上部、竖杆的下端。
[0007]再进一步，所述安装板的顶端设有与所述安装孔连通的螺丝孔，固定螺丝穿过螺丝孔顶触在光学元件上。
[0008]再进一步，所述升降调节支架为狭缝调节支架，所述狭缝调节支架还包括狭缝和用以调节狭缝大小的螺旋测微器，所述狭缝安装在所述安装孔内，所述螺旋测微器安装在所述安装板的侧面与所述狭缝连接。
[0009]再进一步，所述升降调节架为二维调节架，所述二维调节架还包括用以微调安装板水平位移的水平微调机构，所述水平微调机构位于所述安装板与所述竖杆之间，所述水平微调机构包括水平调节螺杆、与水平调节螺杆螺纹连接的中空底座和滑块，所述中空底座的底面与竖杆的上端固定连接的，所述中空底座的底面开有滑槽，所述滑块位于所述中空底座的空腔内并与所述水平调节螺杆连接，所述安装板的底端位于所述滑槽内并与所述滑块固定连接。
[00?0]更进一步，所述主导轨的长度为lm。
[0011 ]更进一步，所述副导轨设置有两个以上。
[0012]更进一步，所述下螺杆的下端通过连接板固定在所述托板上，所述托板的中心处开有通孔，所述连接板上设有与所述通孔正对的螺纹孔，安装螺丝穿过通孔与螺纹孔螺接。
[0013]本实用新型的有益效果主要表现在:组合光学实验支架能够把初中、高中、大学乃至研究生需要做的几何光学实验和波动光学实验，统一到一个适当的实验平台上，像光源、透镜、狭缝、接收屏及CCD相机等实验仪器都能够放到统一标准的导轨上，常用实验器材如支柱、滑块、透镜等可以通用，以节约资源，同时相对复杂的物理光学实验都有一个相应的标准模块，便于放置存储，节省了实验室占地面积。
【附图说明】
[0014]图1是主导轨的结构示意图。
[0015]图2是副导轨的结构示意图。
[0016]图3是托板的结构示意图。
[0017]图4是升降调节架的结构示意图。
[0018]图5是二维调节架的结构示意图。
[0019]图6是狭缝调节支架的结构示意图。
[0020]图7平板玻璃折射率测量示意图。
[0021]图8基本光学量(光强、光功率)测量示意图。
[0022]图9牛顿环(反射式)测量示意图。
[0023]图10迈克尔逊干涉仪测量示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
[0025]参照图1?图10，一种多功能组合光学实验支架，所述组合支架包括导轨、托板和调节支架，所述导轨包括带有刻度尺的主导轨和副导轨，所述托板通过可拆卸螺丝I连接在导轨上，所述调节支架固定在所述托板上。
[0026]进一步，所述调节支架为升降调节架，所述升降调节架包括竖杆、用以安装光学元器件的安装板和升降调节机构，所述竖杆的上端与所述安装板的下端连接，所述竖杆的下端与所述升降调节机构连接，所述安装板的中部开有用以安装光学元件的安装孔，所述升降机构包括旋柄5、第一调节螺丝4和第二调节螺丝3，所述旋柄5的两端设有相反内螺纹，所述旋柄5的上下两端分别与上螺杆和下螺杆螺纹连接，所述下螺杆的下端固定在所述托板上，所述上螺杆的上端与用以第一调节螺丝4安装的第一安装座固定连接，所述第一安装座的中心开有安装槽，所述安装槽内设有用以第二调节螺丝3安装的第二安装座，所述竖杆的下端穿过第二安装座的中心，所述第一调节螺丝4依次穿过第一安装座的外壁、第二安装座的下部，所述第二调节螺丝3依次穿过第二安装座的上部、竖杆的下端。
[0027]再进一步，所述安装板的顶端设有与所述安装孔连通的螺丝孔，固定螺丝2穿过螺丝孔顶触在光学元件上。
[0028]再进一步，所述升降调节支架为狭缝调节支架，所述狭缝调节支架还包括狭缝和用以调节狭缝大小的螺旋测微器7，所述狭缝安装在所述安装孔内，所述螺旋测微器7安装在所述安装板的侧面与所述狭缝连接。
[0029]再进一步，所述升降调节架为二维调节架，所述二维调节架还包括用以微调安装板水平位移的水平微调机构，所述水平微调机构位于所述安装板与所述竖杆之间，所述水平微调机构包括水平调节螺杆6、与水平调节螺杆6螺纹连接的中空底座和滑块，所述中空底座的底面与竖杆的上端固定连接的，所述中空底座的底面开有滑槽，所述滑块位于所述中空底座的空腔内并与所述水平调节螺杆6连接，所述安装板的底端位于所述滑槽内并与所述滑块固定连接。
[0030]更进一步，所述主导轨的长度为lm。
[0031]更进一步，所述副导轨设置有两个以上。
[0032]更进一步，所述下螺杆的下端通过连接板固定在所述托板上，所述托板的中心处开有通孔，所述连接板上设有与所述通孔正对的螺纹孔，安装螺丝穿过通孔与螺纹孔螺接。
[0033]本实施例中，主导轨是用于主要光学元器件放置的，副导轨主要用于衍生光学元器件的放置，副导轨设置有多个并设计成不同长度;托板固定在导轨上，能够保证光学元器件中心垂直;主导轨与副导轨一般放在光学操作平台上，根据实验要求固定在操作平台上即可;托板套在导轨上，通过可拆卸螺丝I侧面固定托板，托板正中心处开有一个M6的通孔，调节支架的连接板上设有一个M5的螺纹孔，从托板底部向上拧安装螺丝，使调节支架固定在托板上。
[0034]如图4所示，升降调节架:通过固定螺丝2将光学元器件固定在固定板上，第一调节螺丝4和第二调节螺丝3初步调节好高度，旋柄5微调高度，使各器件在等高位置;第二调节螺丝3拧松可以使竖杆上下升降，第一调节螺丝4拧松可以使包括第二调节螺丝3的第二安装座整体上下升降，旋柄5顺时针旋转可以使包括第一调节螺丝4的第一安装座整体上升，逆时针旋转可以使第一调节螺丝4的第一安装座整体下降。
[0035]如图5所示，二维调节架:其它部件的功能与升降调节架一致，二维调节架可通过水平调节螺杆6水平微调器件的中心位置;螺丝8微调固定光学元器件的垂直面，螺丝8有上下两颗，上面那颗顺时针拧使元器件上半部分往里倾斜，逆时针拧往外倾斜;下面那颗螺丝顺时针拧使元器件下半部分往里倾斜，逆时针拧往外倾斜;通过水平调节螺杆6顺时针旋转使安装板向右移动，水平调节螺杆6逆时针旋转使安装板向左移动。
[0036]如图6所示，狭缝调节支架:通过螺旋测微器7，调节狭缝的宽度(范围:0?2_)。
[0037]普通物理四大项实验内容包括利用平板玻璃测量折射率、透镜成像焦距测量、光学仪器(望远镜与显微镜)和基本光学量测量(光强、光功率)；近代物理七大项实验内容包括双缝干涉、莫尔条纹、双棱镜、劈尖、牛顿环(反射式)、迈克尔逊干涉和马赫-曾德尔干涉。
[0038]本实用新型能够完成普通物理四大项实验内容，近代物理七大项实验内容，做以上实验首先把各实验器件通过托板、升降调节架固定到导轨上，托板固定好后能够保证各器件中心垂直，用升降调节架使各器件等高。从普通物理、近代物理光学实验中各取两个实验来阐述该实验装置的用途:
[0039]仪器装置主要有:导轨、托板、升降调节架、二维调节架、狭缝调节支架、CXD相机、光源(He-Na激光器)、光功率计、直流稳压电源以及各类光学器件。
[0040]实施例一:平板玻璃折射率测量如图7所示
[0041]光源(He-Na激光器)11、毛玻璃12、平板玻璃13、(XD相机14用升降调节架固定在主导轨上，激光器产生激光光束，毛玻璃12消减光强(防止损坏CXD相机)，CXD相机14记录光强位置，使光束在导轨上移动Imm，比较两个光束产生光点的中心位置的偏移，获得光束位移量。
[0042]实施例二:基本光学量(光强、光功率)测量如图8所示
[0043]将光源21、扩束镜22、望远镜实验系统(两凸透镜组成)23、可调光阑24、光功率计25固定在主导轨上，激光器产生激光光束，通过扩束镜22、望远镜实验系统23将激光器的光束扩大，使扩大后的光束通过可调光阑24照射到光功率计25上，然后可以计算得到光强、光功率。
[0044]实施例三:牛顿环(反射式)测量图9所示
[0045]反射式牛顿环实验说明:
[0046]将光源31、扩束镜32、半反半透镜33、牛顿环35放置在主导轨上，将磨玻璃屏或CCD相机34放置在垂直主导轨的副导轨上，激光器产生激光光束，通过扩束镜32将光束扩大，通过半反半透镜33使一路光照射到牛顿环35、另一路光直接照射到CCD相机34上，最终牛顿环35的反射光线与原先直接照射到CCD相机34上的光线形成干涉。
[0047]实施例四:迈克尔逊干涉仪测量如图10所示
[0048]将光源41、半反半透镜42、一个全反射镜45放置在主导轨上，将接收屏43放置在垂直主导轨的副导轨上，将另一个全反射镜44放置在另一侧垂直主导轨的副导轨上，通过调节升降调节架使各器件等高、同轴。用二维调节架调节反射镜的垂直面，以及相互之间的距离使其在接收屏43上形成干涉条纹。
[0049]本实用新型是模块化、标准化的，搭建简单，更加有利于学生动手能力的培养，加深学生对光学理论的理解;更好的培养学生的综合思维能力、创新能力、分析与解决问题的能力和设计与制作能力等;通过使用本实用新型，使得学生养成良好的实验习惯和严谨的科学作风，为后续课程的学习打好基础，为今后从事中学物理教学、进行光学及其相关科学研究奠定扎实的基础。
[0050]现在越来越多的高校和研究机构重视光学实验，这使得组合光学实验仪器产品的研究及开发更加具有实际意义，同时，模块化、标准化的设计使得组合光学实验仪器产品更加具有竞争力，市场前景非常好，具有非常好的社会效益。
【主权项】
1.一种多功能组合光学实验支架，其特征在于:所述组合支架包括导轨、托板和调节支架，所述导轨包括带有刻度尺的主导轨和副导轨，所述托板通过可拆卸螺丝连接在导轨上，所述调节支架固定在所述托板上。2.如权利要求1所述的多功能组合光学实验支架，其特征在于:所述调节支架为升降调节架，所述升降调节架包括竖杆、用以安装光学元器件的安装板和升降调节机构，所述竖杆的上端与所述安装板的下端连接，所述竖杆的下端与所述升降调节机构连接，所述安装板的中部开有用以安装光学元件的安装孔，所述升降机构包括旋柄、第一调节螺丝和第二调节螺丝，所述旋柄的两端设有相反内螺纹，所述旋柄的上下两端分别与上螺杆和下螺杆螺纹连接，所述下螺杆的下端固定在所述托板上，所述上螺杆的上端与用以第一调节螺丝安装的第一安装座固定连接，所述第一安装座的中心开有安装槽，所述安装槽内设有用以第二调节螺丝安装的第二安装座，所述竖杆的下端穿过第二安装座的中心，所述第一调节螺丝依次穿过第一安装座的外壁、第二安装座的下部，所述第二调节螺丝依次穿过第二安装座的上部、竖杆的下端。3.如权利要求2所述的多功能组合光学实验支架，其特征在于:所述安装板的顶端设有与所述安装孔连通的螺丝孔，固定螺丝穿过螺丝孔顶触在光学元件上。4.如权利要求2所述的多功能组合光学实验支架，其特征在于:所述升降调节支架为狭缝调节支架，所述狭缝调节支架还包括狭缝和用以调节狭缝大小的螺旋测微器，所述狭缝安装在所述安装孔内，所述螺旋测微器安装在所述安装板的侧面与所述狭缝连接。5.如权利要求3所述的多功能组合光学实验支架，其特征在于:所述升降调节架为二维调节架，所述二维调节架还包括用以微调安装板水平位移的水平微调机构，所述水平微调机构位于所述安装板与所述竖杆之间，所述水平微调机构包括水平调节螺杆、与水平调节螺杆螺纹连接的中空底座和滑块，所述中空底座的底面与竖杆的上端固定连接的，所述中空底座的底面开有滑槽，所述滑块位于所述中空底座的空腔内并与所述水平调节螺杆连接，所述安装板的底端位于所述滑槽内并与所述滑块固定连接。6.如权利要求1或2所述的多功能组合光学实验支架，其特征在于:所述主导轨的长度为Im07.如权利要求1或2所述的多功能组合光学实验支架，其特征在于:所述副导轨设置有两个以上。8.如权利要求2所述的多功能组合光学实验支架，其特征在于:所述下螺杆的下端通过连接板固定在所述托板上，所述托板的中心处开有通孔，所述连接板上设有与所述通孔正对的螺纹孔，安装螺丝穿过通孔与螺纹孔螺接。
【文档编号】G09B23/22GK205582352SQ201520997804
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2015年12月4日
【发明人】魏高尧, 施皓天, 童珺怡
【申请人】浙江工业大学, 杭州博源光电科技有限公司