在黑板上演示光学折反射定律测量折射率的演示仪的制作方法

本发明涉及一种在黑板上演示光学折反射定律测量折射率的演示仪，属于实验教学技术领域。

背景技术：

“悬挂式光学反折射定律的演示仪”（申请号2019105819888）等专利申请，与先前设备相比，其将激光笔安插组件、调节组合件等入射光线的调节部件整合到可在弧形滑槽上滑动的滑动平台上，圆心同心的刻度圆盘、弧形滑槽由径向连杆连成整体，在弧形滑槽上移动滑动平台，在一定程度上能保持入射光线紧贴刻度圆盘盘面、对准刻度圆盘圆心，是节省了时间，提高了课堂教学效率，但手动滑动平台仍不够细微，整体结构对制作演示仪的材料硬度要求较高，就此值得进一步再创新。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：基于申请号2019105819888专利技术，在π形滑动平台一端安装一齿轮，弧形滑槽槽底开齿条，用齿耦合带动π形滑动平台在弧形滑槽上运动，实现入射光线入射角的细微调节；刻度圆盘安装在与弧形滑槽连成整体的y形底盘上，刻度圆盘周边上的穿孔，穿在y形底盘上的螺柱上，刻度圆盘与y形底盘之间用弹簧支撑，拧动旋在螺柱上的蝶形螺帽，调节刻度圆盘盘面方向，以此降低对演示仪制作材料硬度的要求，减少制作成本和难度，同时更利于入射光线紧贴刻度圆盘盘面的调节，进一步节省时间，实验操作更便利，提高课堂教学效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明由投影激光笔、激光笔安插件、调节件、套环、t字形托板、柱形齿条、齿轮滑动平台组件（含π形滑动平台、齿轮、齿轮安置槽、锁定螺钉、锁定螺孔、滚筒、齿轮轴安插槽口、齿轮轴、凸字形坑槽、滚筒安插柱、第一弹簧、丫字形齿轮轴安插杆）、连杆、弧形滑槽、磁吸件、y形底盘、光学元件、刻度圆盘、螺柱、垫片、第二弹簧、蝶形螺帽、固定件、穿孔组成，刻度圆盘上刻有弧度刻画线、中分线、法线，固定件把光学元件夹固在刻度圆盘中分线下侧，光学元件的光学面与中分线平齐，投影激光笔安插在激光笔安插件中，激光笔安插件安装在t字形托板上，t字形托板竖直端上的套环套装在柱形齿条上，横穿装在套环壁上的两环壁穿孔之间、置于套环中的调节件，与柱形齿条通过齿轮耦合，并使得柱形齿条的圆弧背顶挤在套环的内壁上，顶挤的力度，使套装在柱形齿条上的套环能沿柱形齿条调节移动，又能稳定在恰当位置，其特征是：柱形齿条铸在齿轮滑动平台组件的π形滑动平台后端的中央，π形滑动平台前端的中央开齿轮安置槽，置于齿轮安置槽中的齿轮与弧形滑槽槽底平板上的齿条耦合，转动齿轮可带动π形滑动平台顺沿弧形滑槽槽口往返移动，弧形滑槽槽底平板的两端向外延伸，各安装一组磁吸件，弧形滑槽槽底平板上的齿条沿槽底平板中弧线刻制，弧形滑槽内侧外表面用径向连杆连接y形底盘中部的侧面，y形底盘、连杆、弧形滑槽槽底平板整体上处在同一平面，y形底盘的三支端各安装一组磁吸件，其磁吸件的槽盖上垂直于盖面铸有螺柱，在螺柱上自下而上穿装垫片、第二弹簧、刻度圆盘上的穿孔，旋装在螺柱上的蝶形螺帽压在刻度圆盘的穿孔上，刻度圆盘圆周上三个穿孔的位置与y形底盘三支端上磁吸件的槽盖上的螺柱位置相对应，拧旋蝶形螺帽可调节刻度圆盘盘面方向，y形底盘、弧形滑槽、连杆整体制做，刻度圆盘、y形底盘、弧形滑槽用轻质铝合金或硬质塑料制做。

所述齿轮滑动平台组件，其特征是：由π形滑动平台、齿轮、齿轮安置槽、锁定螺钉、锁定螺孔、滚筒、齿轮轴安插槽口、齿轮轴、凸字形坑槽、滚筒安插柱、第一弹簧、丫字形齿轮轴安插杆组成，π形滑动平台台面是扇形平面，扇形所对圆心与刻度圆盘圆心同心，π形滑动平台下的四个底脚都与台面垂直，四个底脚外侧端、顺着扇形台面的半径方向各自向外铸一滚筒安插柱，同侧两个滚筒安插柱在同一圆弧线上，滚筒安插柱外端头做有端帽，端帽直径比滚筒内径大，滚筒内径又比滚筒安插柱直径大，以便采用热胀冷缩方法，将滚筒套装在滚筒安插柱上，滚筒既能在滚筒安插柱上轻松滚动，又不会滑脱为宜，滚筒与π形滑动平台下面板之间间距与弧形滑槽的槽口平板板厚相当，锁定螺孔开在π形滑动平台台面外侧角区位，锁定螺钉旋穿锁定螺孔，可顶压在弧形滑槽的槽口平板上，锁定π形滑动平台，π形滑动平台的后端两底脚间做加强筋，前端、两底脚间开齿轮安置槽，在前端两底脚的端面中间、沿底脚纵轴线向内各开一凸字形坑槽，且在靠齿轮安置槽这侧的坑口相对各开一齿轮轴安插槽口，丫字形齿轮轴安插杆的上半部是圆柱状杆，下半部的整体外形是长方体，且在长方体上中部沿轴向下开u字形叉口，凸字形坑槽的周边尺寸与丫字形齿轮轴安插杆的周边尺寸相当，凸字形坑槽上、下两半部的高度都比丫字形齿轮轴安插杆上、下半部的高度高，第一弹簧套装在丫字形齿轮轴安插杆上半部的圆柱状杆上，丫字形齿轮轴安插杆插入凸字形坑槽中，第一弹簧顶压在凸字形坑槽下部顶面与丫字形齿轮轴安插杆下部之间，齿轮轴置于两齿轮轴安插槽口下，齿轮轴的两端顶压在丫字形齿轮轴安插杆的u字形叉口顶上，齿轮固定在齿轮轴上、置于齿轮安置槽中，弧形滑槽槽口两侧平板分别插扣在π形滑动平台两侧的台面与滚筒之间，齿轮滑动平台组件装敷在弧形滑槽槽口上，齿轮恰好与弧形滑槽槽底平板上齿条耦合,π形滑动平台、滚筒安插柱整体制作，及其制作材料与齿轮、滚筒、齿轮轴、丫字形齿轮轴安插杆的制作一样，用轻质铝合金或硬质塑料。

由于采用上述技术方案，本发明所具有的优点和积极效果是：一是降低了演示仪制作材料硬度的要求，减少制作成本和难度，二是更利于刻度圆盘盘面与入射光线之间的调节，进一步节省时间，实验操作更便利，提高课堂教学效率，灵活方便更实用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中柱形齿条、齿轮滑动平台组件、弧形滑槽的结构连接，剖视放大示意图。

图3是本发明中齿轮滑动平台组件组装后的结构及与柱形齿条连接，仰、俯视放大示意图。

图4是本发明中的π形滑动平台、齿轮轴安插槽口、齿轮轴、凸字形坑槽、第一弹簧、丫字形齿轮轴安插杆的结构连接，剖视放大示意图。

图5是本发明中固定件、刻度圆盘、穿孔的结构连接，及磁吸件的剖视放大示意图。

图6是本发明中调节件、套环、t字形托板、柱形齿条的结构连接，剖视放大示意图。

图7是本发明中调节件的部分结构连接，剖视放大示意图。

图8是本发明中柱形齿条、调节齿轮、π形滑动平台的结构连接，剖视放大示意图。

图9是本发明中激光笔安插件、套环、t字形托板的结构连接，剖视放大示意图。

图中1.投影激光笔,2.激光笔安插件，2-1.笔头调节螺钉，2-2.第一安插环，2-3.第二螺孔，2-4.笔尾调节螺钉，2-5.第二安插环，2-6.第三螺孔，2-7.拱形簧片，3.调节件，3-1.螺钉，3-2.插销条，3-3.调节齿轮，3-4.第一调节旋钮,3-5.旋杆，3-6.第二调节旋钮，3-7.第一螺孔，3-8.平键插槽，4.套环，4-1.环壁穿孔，5.t字形托板，6.柱形齿条，7.齿轮滑动平台组件，7-1.齿轮，7-2.齿轮安置槽，7-3.π形滑动平台，7-4.锁定螺钉，7-5.锁定螺孔，7-6.滚筒，7-7.齿轮轴安插槽口，7-8.齿轮轴，7-9.凸字形坑槽，7-10.滚筒安插柱，7-11.第一弹簧，7-12.丫字形齿轮轴安插杆，8.连杆，9.弧形滑槽,10.磁吸件,10-1.槽盖,10-2.圆盘形永磁铁，10-3.磁铁安放圆槽，11.y形底盘，12.光学元件，13.刻度圆盘,14.螺柱，15.垫片，16.第二弹簧，17.蝶形螺帽，18.固定件，18-1有机玻璃条形夹板，18-2.螺栓，18-3.小穿孔，18-4.第四螺孔，19.穿孔。

具体实施方式

在图1中，刻度圆盘13上刻有弧度刻画线、中分线、法线，固定件18把光学元件12夹固在刻度圆盘13中分线下侧，光学元件12的光学面与中分线平齐，投影激光笔1安插在激光笔安插件2中，激光笔安插件2安装在t字形托板5上，t字形托板5竖直端上的套环4套装在柱形齿条6上，横穿套环4两侧壁、置于套环4中的调节件3，与柱形齿条6通过齿轮耦合，并使得柱形齿条6的圆弧背顶挤在套环4的内壁上，顶挤的力度，使套装在柱形齿条6上的套环4能沿柱形齿条6调节移动，又能稳定在恰当位置，其特征是：柱形齿条6铸在齿轮滑动平台组件7中的π形滑动平台7-3后端的中央，π形滑动平台7-3前端的中央开齿轮安置槽7-2，置于齿轮安置槽7-2中的齿轮7-1与弧形滑槽9槽底平板上的齿条耦合，转动齿轮7-1可带动π形滑动平台7-3顺沿弧形滑槽9槽口往返移动，弧形滑槽9槽底平板的两端向外延伸，各安装一组磁吸件10，弧形滑槽9槽底平板上的齿条沿槽底平板中弧线刻制，弧形滑槽9内侧外表面用径向连杆8连接y形底盘11中部的侧面，y形底盘11、连杆8、弧形滑槽9槽底平板整体上处在同一平面，y形底盘11的三支端各安装一组磁吸件10，其磁吸件10的槽盖10-1上垂直于盖面铸有螺柱14，在螺柱14上自下而上穿装垫片15、第二弹簧16、穿孔19，旋装在螺柱14上的蝶形螺帽17压在穿孔19上，刻度圆盘13圆周上三个穿孔19的位置与y形底盘11三支端上磁吸件10的槽盖10-1上的螺柱14位置相对应，拧旋蝶形螺帽17可调节刻度圆盘13盘面方向，y形底盘11、弧形滑槽9、连杆8整体制做，刻度圆盘13、y形底盘11、弧形滑槽9用轻质铝合金或硬质塑料制做。

在图2、3、4中，π形滑动平台7-3台面是扇形平面，扇形所对圆心就是刻度圆盘13圆心，π形滑动平台7-3下的四个底脚都与台面垂直，四个底脚外侧端、顺着扇形台面的半径方向各自向外铸一滚筒安插柱7-10，同侧两个滚筒安插柱7-10在同一圆弧线上，滚筒安插柱7-10外端头做有端帽，端帽直径比滚筒7-6内径大，滚筒7-6内径又比滚筒安插柱7-10直径大，以便采用热胀冷缩方法，将滚筒7-6套装在滚筒安插柱7-10上，滚筒7-6既能在滚筒安插柱7-10上轻松滚动，又不会滑脱为宜，滚筒7-6与π形滑动平台7-3下面板之间间距与弧形滑槽9的槽口平板板厚相当，锁定螺孔7-5开在π形滑动平台7-3台面外侧角区位，锁定螺钉7-4旋穿锁定螺孔7-5，可顶压在弧形滑槽9的槽口平板上，锁定π形滑动平台7-3，π形滑动平台7-3的后端两底脚间做加强筋，前端、两底脚间开齿轮安置槽7-2，在前端两底脚的端面中间、沿底脚纵轴线向内各开一凸字形坑槽7-9，且在靠齿轮安置槽7-2这侧的坑口相对各开一齿轮轴安插槽口7-7，丫字形齿轮轴安插杆7-12的上半部是圆柱状杆，下半部的整体外形是长方体，且在长方体上中部沿轴向下开u字形叉口，凸字形坑槽7-9的周边尺寸与丫字形齿轮轴安插杆7-12的周边尺寸相当，凸字形坑槽7-9上、下两半部的高度，都比丫字形齿轮轴安插杆7-12上、下半部的高度高，第一弹簧7-11套装在丫字形齿轮轴安插杆7-12上半部的圆柱状杆上，丫字形齿轮轴安插杆7-12插入凸字形坑槽7-9中，第一弹簧7-11顶压在凸字形坑槽7-9下部顶面与丫字形齿轮轴安插杆7-12下部之间，齿轮轴7-8置于两齿轮轴安插槽口7-7下，齿轮轴7-8的两端顶压在丫字形齿轮轴安插杆7-12的u字形叉口顶上，齿轮7-1固定在齿轮轴7-8上、置于齿轮安置槽7-2中，弧形滑槽9槽口两侧平板分别插扣在π形滑动平台7-3两侧的台面与滚筒7-6之间，齿轮滑动平台组件7装敷在弧形滑槽9槽口上，齿轮7-1恰好与弧形滑槽9槽底平板上齿条耦合。

在图5中，刻度圆盘13上接固定件18，固定件13由有机玻璃条形夹板18-1、螺栓18-2、小穿孔18-3、第四螺孔18-4组成，有机玻璃条形夹板18-1的两端各开一个小穿孔18-3，螺栓18-2穿过小穿孔18-3，旋接在刻度圆盘13中下部的第四螺孔18-4中，穿孔19分布在刻度圆盘13圆周上，磁吸件10包含槽盖10-1、圆盘形永磁铁10-2、磁铁安放圆槽10-3，圆盘形永磁铁10-2安放在磁铁安放圆槽10-3中，槽口内侧壁开有内螺纹，槽盖10-1外侧壁开有外螺纹，槽盖10-1旋盖在磁铁安放圆槽10-3上，将圆盘形永磁铁10-2封固在磁铁安放圆槽10-3中。

在图6、7中，套环4铸在t字形托板5的竖直端，旋杆3-5右端铸有第一调节旋钮3-4，自旋杆3-5左端在侧面沿杆向开平键插槽3-8至其中部右侧，旋杆3-5自右向左横穿套环4左右环壁上的两环壁穿孔4-1，调节齿轮3-3的平键在平键插槽3-8中插至其槽右端，使调节齿轮3-3套装在旋杆3-5上，调节齿轮3-3与柱形齿条6耦合，第二调节旋钮3-6上铸有顶部成圆弧形的插销条3-2，插销条3-2与第二调节旋钮3-6平面垂直，插销条3-2穿插在平键插槽3-8中，旋杆3-5左端插在第二调节旋钮3-6中间的插孔中，其插合部分形状保持旋杆3-5既有的圆柱形，插销条3-2插挤在调节齿轮3-3的平键上，将调节齿轮3-3固定在旋杆3-5中央，在第二调节旋钮3-6的侧面、插销条3-2圆弧顶上方、沿第二调节旋钮3-6径向开第一螺孔3-7，螺钉3-1旋穿第一螺孔3-7顶压在平键插槽3-8端部的槽底上，把第二调节旋钮3-6固定在旋杆3-5上，第一调节旋钮3-4、第二调节旋钮3-6的外径、厚度相同。

在图8中,柱形齿条6铸在π形滑动平台7-3一端的中央,且垂于π形滑动平台7-3平面，柱形齿条6是圆缺形柱体，圆缺对应的柱体侧平面制为齿条，柱体的圆弧背面靠π形滑动平台7-3的后端边缘，调节齿轮3-3与柱形齿条6齿耦合。

在图9中，第一安插环2-2、第二安插环2-3分别固定在t字形托板5的两端，第一安插环2-2与第二安插环2-3环面正对，拱形簧片2-7安装在第一安插环2-2与第二安插环2-3之间的t字形托板5上，其活动的拱起端朝向第一安插环2-2，投影激光笔1将压在拱形簧片2-7上方，其笔头与笔尾分别安插在第一安插环2-2、第二安插环2-3之中，在第一安插环2-2环顶、垂直于环顶侧面开第三螺孔2-6，笔头调节螺钉2-1旋插在第三螺孔2-6中，在第二安插环2-3的前后侧面上、沿前后径向各开一个第二螺孔2-3，在第二螺孔2-3中各旋插一个笔尾调节螺钉2-4，套环4是高度、环壁厚度适当的圆环，铸在t字形托板5的竖直端，在套环4的左右环壁上对应横向各开一环壁穿孔4-1，套环4、t字形托板5、第一安插环2-2、第二安插环2-3用轻质铝合金或硬质塑料制做，拱形簧片2-7用碳素弹簧钢、合金弹簧钢制做。

本发明需要说明的是：本发明是基于申请号2019105819888专利技术进行的再创新，原申请中的“激光笔安插组件”、“调节组合件”、“磁吸组件”、“固定组件”等技术，结构组合不仅实用可行，其原理也符合科学性，故在本发明中将这些组件各自视为独立物件，分别为“激光笔安插件”、“调节件”、“磁吸件”、“固定件”；本发明中附图6、7、8、9和[0021]-[0023]自然段的相应附图说明，与原申请技术中的相关附图和相应附图说明，没有实质性不同，其赘述，一是为了展示一个完整演示仪，二是为了便于审查员的审查与对照。