专利名称：一种动态画面模拟装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用莫尔条纹模拟动态画面的装置。
现有的同类装置，由电动机、传动轴、光源、动片和栅线画面构成，动片用尼龙薄膜做成简单光栅，动光栅被直接张紧并驱动；栅线画面只在一侧设置等。例如中国专利号为89215185.4公开的装置。它存在如下缺点。1、动光栅强度低，造价高；2、模拟的范围小，例如不能模拟同轴同转速齿轮的传动等；3、只有一个光栅画面，不适于多方向观看；4、动光栅变形大，严重影响动态画面质量等。
本实用解决了上述等问题。本实用新型的目的在于设计一种具有低成本、高强度动光栅的模拟装置，和／或模拟范围更宽的装置；和／或可供多方向观看的装置；和／或是动光栅变形小、演示准确的装置。本实用新型包括壳体框架、动光栅、静光栅、画面、传动轴、驱动装置、光源等部分，其特征是，所述的动光栅为可卷曲的网格光栅(栅格光栅)，网格光栅的两组光栅的节矩均为常数，两组光栅线均为直线，其直线间交角为25°～90°，动光栅张紧在几个相互平行的传动轴上，一个或几个静光栅画面同某一侧面的动光栅平面平行且靠近。静光栅可为直线族，也可为曲线族。静光栅可按照莫尔条纹的形成规律设计。
上述的网格光栅为透射网格光栅，可以用透明胶片或筛网做成。最好用筛网。筛网可以由金属、塑料或棉线等做成。例如各种纱窗、各类筛网(滤网)等。最好使用尼龙筛网。筛网的两组栅线的节矩为常数，二者可以相等，也可不等。最好是相等，或比值为整数，两组直线光栅间的夹角可从25°～90°中任意选取。较好的方案是取一些特殊角。最好是90°。
上述的网格光栅的栅线同动光栅的运动方向之间，可以取任意角度，最好采用以下几种设计方案。1、一动光栅栅线平行于其紧邻处的动光栅运动方向(因动光栅可以卷曲，故这儿所指的栅线是各侧面的直线光栅，这儿所直的运动方向是各侧面平面光栅的运动方向)；2、任一动光栅栅线均不平行于光栅运动方向。当用正方形网格光栅时，最好使一光栅的栅线同光栅运动方向间的夹角为26.565°，或者63.53°。(也可设计为18.43或71.56°)。当用矩形网格光栅时，例如用两节矩之比为2或3时，可以用45°的夹角。在所有的方案中，由于实际上存在着两组平行光栅。因而静光栅中可以有两组光栅，分别同动光栅的两组光栅相对应。两组静光栅可以相互重迭，也可不重迭。这样模拟范围更宽，动态画面质量更高。
动光栅的张紧，可以利用自身的弹性，也可采用弹性元件，如弹簧、发条等。视动光栅的不同结构，可采用不同的张紧方案。例如，传动轴座上有槽，弹簧拉动传动轴，张紧动光栅。
为了提高动态图形的准确性，防止动光栅变形形成的图象变化，特别地在动光栅两侧设计有加强带(或绳)。例如使用塑料带、金属带、布带等，最好使用尼龙带。这点很重要。因为既使动光栅有1％的变形，也会产生10％或更大的图象变形。甚至图形发生质的变化，如方向变反等。
本实用新型可以有多种结构方案。动光栅可以为闭环形、卷筒形或者开环形。最好为闭环形。
闭环形结构中，动光栅可做成整体封闭环形，也可以用透明胶带粘接，或在两侧边连接。对接处，要注意节矩参数符合要求。闭环形结构的主要形式，可以为单画面式和多画面式。最好选用图一(a、b、c、d、e)所示的几种形式(在
图1、图2、图3中，2是动光栅，3、4是静光栅和画面，5是光源，1是传动轴)。动光栅可在驱动装置的作用下，通过带、齿轮或转轴等驱动。可连续运动，也可间断运动。最好作连续运动。这种结构具有结构简单、控制方便等优点。
筒式结构的原理图见图二，它也可设计为单画面式和多画面式，但以单画面式(图二、a)最好，双画面式(图二、b、c)次之。卷筒式结构中，动光栅的长度大于它所绕过的传动轴的距离之和，动光栅联接在传动轴(筒)上。驱动装置采用快回机构。快回机构可用凸轮式、滑块式、电子定时式，擒纵式，缺齿齿轮式等。例如，使用凸轮式，凸轮式快回机构包括凸轮、挡板、弹性元件、电动机、止动元件等。弹性元件装在一个传动轴上，对传动轴施加一个力矩，可使动光栅卷在该传动轴上。弹性元件可用发条、扭转弹簧、拉伸弹簧等。主动轮同被动轮用带传动。主动轮、凸轮、电机装在滑块上。滑块可在远离被动轴轴线的方向上滑动并由弹簧拉紧之。凸轮在主动轴转到适当位置时，可顶住挡板，顶开主动轴、放松传动皮带。工作开始时，动光栅卷在装有弹性元件的传动轴上。传动带处于张紧位置(即凸轮与档板脱开)，驱动装置带动动光栅运动。当凸轮接触并顶开主动轴后，皮带放松，被动轮在弹性元件的带动下快速转动，重新将动光栅卷在原传动轴上。动光栅加强带上，靠近主动传动轴的一侧有止动定位片和定位销。动光栅卷到适当位置后，便停住(不反弹)。凸轮脱开后，开始下一个循环。这种结构也可用齿传动带替带传动。
快回机构还可用缺齿齿轮形结构。它包括弹性元件、齿轮付、止动卡等。快速返回采用同上例相似的弹射快回。主动轮通过齿同被动轮啮合。主动齿轮(直接或间接地由电机驱动)上某处(也可几处)少一个或连续地少几个齿(从齿根部截去)。当主动轮转到缺齿位置时，被动齿轮处于自由状态。动光栅快速卷回到另一传动轴上，并由止动卡和定位销停在适当位置。重新啮合后，开始下一个循环。卷筒式结构具有简单，安装方便，运行可靠等优点。
开环形结构，也可设计成单画面式(见图三、a)和双画面式(图三、b)。最适于单画面式。驱动装置也为快回机构。快回机构同上述卷筒式结构的快回机构相类似，不再赘述。
本实用新型的静光栅和画面，可以分别为两张透明片做成，这样便于设计，适于少量生产，也可以直接设计在一张透明载体上。最好采用二者合成在一张透明片上的方案，这样便于批量生产。
本实用新型具有如下优点。1、动光栅强度高，耐磨损，来源广，价格低，可做大型或巨形画面。2、表达的范围广，例如，可表达多级齿轮传动、可表达同速度但不同条纹宽的运动。3、可以多方向同时观看，扩展了应用范围。4、动光栅采用统一的规格，便于设计和更换各种不同的画面等。
本实用新型有十分广泛的用途。可用于广告，装饰画，橱窗、招牌、告示牌等，此外还可结合到挂历，挂钟等产品中，组成新的设计。
本实用新型可模拟多种不同的内容。例如，风车、风扇、车轮、螺旋浆等的转动、齿轮、涡杆，链、带等的传动，气体、液体等的流动，多种物体的平动，以及工艺流程，交通线路、径络、信息流等等。
以下结合附图介绍两个实施例。图四为第一实施例的轴测图，图五为第二实施例的轴测图。图四、图五中的壳体框架(10)只画出一部分。
第一实施例采用了闭环式动光栅结构。动光栅(2)由尼龙筛网对接成环状。二栅线节矩相等，两侧边用尼龙带(6)加强。动光栅张紧在四个平行的传动轴(1)上。动光栅环内，有日光灯作为光源(5)。壳体框架(10)用来安装传动轴和光源。一个传动轴通过主动轮(9)、带(8)用低速电机(7)传动。静光栅(3)同画面(4)合成为一体。静光栅和画面表达了一种运动着的路面。路两侧为原野，天空为白云等。静光栅和画面可按需要设计、这只是一例。
动光栅同静光栅之间相距1毫米左右。图四中设置一个画面，可作为广告和装饰画使用。图四的背后侧面也可放有静光栅和画面，这样可作为招牌使用。类似地，两侧侧面也可放置静光栅和画面。
第二实施例采用单画面卷筒式方案。动光栅(2)用尼龙筛栅做成，动光栅之一组光栅同运动方向夹角约为26.5°。动光栅的两端连接在两个传动轴上。动光栅长度约为画面宽度的3倍。传动轴(1)直径较大，动光栅两侧用薄带(6)加强。动光栅后有光源(5)。左侧传动轴下端有扭转弹簧(14)，对其施加一力矩。主动齿轮(11)同被动齿轮(12)脱开时，动光栅卷在左侧传动轴上。主动齿轮上连续地从根部截去两个齿，低速电机(7)带动主动轴作连续转动，动光栅作快回运动。加强带上有止动定位片(12)以防快回过位和反弹。壳体框架(10)上有同止动定位片配合的止动销(13)。止动定位片处在主动传动轴一侧(右侧)。静光栅(3)和画面(4)合成在一张透明片上。动光栅和画面可按需要设计为各种形式。
两个实施例中，画面的外侧均有玻璃保护。
权利要求1.一种动态画面模拟装置，包括壳体框架(10)、静光栅(3)、画面(4)、动光栅(2)、传动轴(1)、驱动装置、光源(5)等，其特征是，所述的动光栅为可卷曲的网格光栅，网格光栅的两组光栅的节矩均为常数，两组光栅线均为直线，两直线间夹角为25°～90°，动光栅张紧在几个相互平行的传动轴上；一个或多个光栅画面同某一侧面的动光栅平面平行且靠近；
2.由权利要求1所述的动态画面模拟装置，其特征是，所述的网格光栅为筛网；
3.由权利要求1所述的动态画面模拟装置，其特征是，所述的网格光栅中，有一组栅线平行于紧邻处动光栅的运动方向；
4.由权利要求1所述的动态画面模拟装置，其特征是，所述的网格光栅中，任一组光栅栅线均不平行于其紧邻的动光栅运动方向；
5.由权利要求1所述的动态画面模拟装置，其特征是，所述的静光栅，含有两组与动光栅的两组光栅分别相对应的光栅；
6.由权利要求1所述的动态画面模拟装置，其特征是，所述的网格光栅的两侧边有加强带(6)；
7.由权利要求1所述的动态画面模拟装置，其特征是，所述的网格光栅为闭环形；
8.由权利要求1所述的动态画面模拟装置，其特征是，所述的网格光栅的长度大于各传动轴之间的距离之和，其两端联接且卷在两个传动轴上，其中一个传动轴上有施加力矩的弹性元件，驱动装置为快回机构；
9.由权利要求1所述的动态画面模拟装置，其特征是，所述的网格光栅为开环形，驱动装置为快回机构；
10.由权利要求1和权利要求8所述的动态画面模拟装置，其特征是，所述的快回机构包括弹性元件(14)、主动齿轮和被动齿轮，主动齿轮(11)上某处缺少(截去)一至几个齿；
11.由权利要求1和权利要求9所述的动态画面模拟装置，其特征是，所述的快回机构包括凸轮、档块、弹性元件、止动元件、电机等，主动轴、电机、凸轮装在滑块上，滑块由弹性元件拉紧，档块工作表面距凸轮中心的距离小于凸轮的最大半径。
专利摘要一种动态画面模拟装置，泛及利用莫尔条纹模拟动态画面的装置；它解决了目前该类装置表达范围小，动光栅强度低等问题。它包括壳体、动光栅、静光栅、画面、驱动装置、光源等。其特征是动光栅为网格光栅，在一个或多个动光栅侧面有静光栅和画面等。它可用于广告，橱窗、装饰画、招牌等领域。可模拟流动、转动、传动等多种动态画面。具有模拟范围广，造价低，易于推广等优点。
文档编号G09F19/12GK2094781SQ9120382
公开日1992年1月29日 申请日期1991年3月13日 优先权日1991年3月13日
发明者韩方元 申请人:张亚媚, 韩方元