光具座的制作方法

本发明涉及物理实验技术，具体涉及一种光具座。

背景技术：

中学物理实验中涉及多个光学实验，如凸透镜实验、凹透镜实验、小孔成像实验等等，这些光学实验的实验器材均包括光具座，各光学实验元件安装于光具座上以完成相应的实验。

发明人在平时学习和研究中发现，现有技术中，光具座包括底座，底座上设置有一滑轨，滑轨上滑动连接有多个用于固定光学实验元件的固定件，实验时，将不同的实验元件一一固定到各固定件上，点亮光源后，通过在滑轨上来回滑动固定件以获取实验结果。

现有技术的不足之处在于，由于滑动连接具有一定的惯性，实验时，一方面难以匀速在滑轨上移动固定件，如将固定件匀速的从5cm处移动到7cm处以观察图像的变化，匀速移动难以实现；另一方面难以一步到位的移动固定件到标的位置，如需要将固定件滑动到5.4cm处，由于惯性第一次往往会将固定件移动到5.3cm-5.5cm之间，需要调节一两次才能到达5.4cm处。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种光具座，以解决技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光具座，包括基座、以及多个用于安装实验元件的固定件，所述基座上设置有沿着第一方向延伸的连接面，所述基座上沿着所述连接面设置有第一标尺，所述连接面上均匀间隔设置有多个第一插接部，所述固定件上设置有第二插接部，各所述固定件的第一插接部可与任一第二插接部插接配合；

所述固定件包括壳体、传动杆、齿轮、环状的齿条以及固定块，所述传动杆贯穿所述壳体，所述传动杆上位于壳体外侧的一端连接有旋钮，所述传动杆上位于所述壳体的内侧连接有所述齿轮，所述齿轮和所述齿条相啮合，所述壳体的顶面上设置有滑轨，所述固定块滑动连接于所述滑轨上，所述固定块固定连接于所述齿条上；

所述壳体上环绕所述旋钮设置有第二标尺，相邻两所述第一插接部间的距离不大于所述传动杆转动一圈带动所述固定块运动的距离，所述第一标尺比所述第二标尺大一个数量级。

上述的光具座，所述第一插接部为设置于所述连接面上的凹槽结构，所述第二插接部为设置于所述固定件上的凸起结构，所述凹槽结构从槽口到槽底径向尺寸依次递减，所述槽底固定有磁铁，所述凸起结构为磁吸结构。

上述的光具座，所述滑轨为设置于所述壳体顶面的相对两侧的条状槽，所述固定块上相对两侧设置有凸棱，两个所述凸棱与两个所述条状槽一一对应滑动连接，所述齿条设置于两个所述条状槽之间。

上述的光具座，所述固定块内设置有相连通的第一孔和第二孔，所述第一孔包括相垂直设置的第一段和第二段，所述第一段内螺接有第一杆，所述第二段内滑动连接有第二杆，所述第一杆的端部为锥形件，所述第二杆的端部为斜面，所述斜面贴合于所述锥形件上；

所述齿条位于所述第二孔中，所述齿条的两个侧面分别被所述第二孔的孔壁和第二杆的端部夹持。

上述的光具座，所述第二孔的孔壁上和第二杆的端部上夹持所述齿条的部位均设置有弹性部。

上述的光具座，所述第一段的底部设置有避让槽，所述避让槽的外形和所述第一杆端部的外形相契合。

上述的光具座，第二杆和第二孔的孔壁上均滑动连接有齿形件，齿形件的活动行程为一个齿形，齿形件与齿条的外形相啮合。

上述的光具座，所述齿形件上设置有t形滑块，所述第二杆和所述齿形件间设置有弹性垫，所述t形滑块的竖直段贯穿所述弹性垫，所述t形滑块的水平段滑动连接于所述第二杆上开设的滑槽中，所述水平段上设置有第一限位件，所述滑槽的一个侧壁上设置有第二限位件；

当所述弹性垫处于舒张状态时，所述第一限位件和第二限位件不接触，当所述弹性垫被压缩预设幅度时，所述第一限位件和第二限位件限位配合。

上述的光具座，所述第一限位件和第二限位件均为齿状凸起。

上述的光具座，所述固定块上设置有中心指示线，当所述固定块位于所述壳体的顶部中间位置时，所述中心指示线与所述第二标尺的零刻度线对接且两者处于同一直线上。

在上述技术方案中，本发明提供的光具座，实验时第一步先将固定件插到基座上的大概位置，进行粗定位，然后通过旋钮转动以带动固定件微移动，实现精定位，相比滑动连接，连接齿轮的旋钮操控时不仅容易匀速转动，也能够较为方便的一次性转动到标的位置。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的光具座的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的基座的俯视图；

图3为本发明实施例提供的基座的剖视图。

图4为本发明实施例提供的固定件的俯视图；

图5为本发明实施例提供的固定件去除固定块的主视图；

图6为本发明实施例提供的固定块的剖视图；

图7为本发明实施例提供的第二杆的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的第二杆和齿形件的连接示意图。

附图标记说明：

1、基座；2、固定件；3、连接面；4、第一标尺；5、第一插接部；6、第二插接部；7、壳体；8、齿条；9、固定块；10、旋钮；11、滑轨；12、第二标尺；13、磁铁；14、第一孔；15、第二孔；16、第一段；17、第二段；18、第一杆；19、第二杆；20、弹性部；21、避让槽；22、齿形件；23、中心指示线；24、t形滑块；25、弹性垫；26、滑槽；27、水平段；28、竖直段；29、第一限位件；30、第二限位件。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

如图1-7所示，本发明实施例提供的一种光具座，包括基座1、以及多个用于安装实验元件的固定件2，所述基座1上设置有沿着第一方向延伸的连接面3，所述基座1上沿着所述连接面3设置有第一标尺4，所述连接面3上均匀间隔设置有多个第一插接部5，所述固定件2上设置有第二插接部6，各所述固定件2的第一插接部5可与任一第二插接部6插接配合；所述固定件2包括壳体7、传动杆、齿轮、环状的齿条8以及固定块9，所述传动杆贯穿所述壳体7，所述传动杆上位于壳体7外侧的一端连接有旋钮10，所述传动杆上位于所述壳体7的内侧连接有所述齿轮，所述齿轮和所述齿条8相啮合，所述壳体7的顶面上设置有滑轨11，所述固定块9滑动连接于所述滑轨11上，所述固定块9固定连接于所述齿条8上；所述壳体7上环绕所述旋钮10设置有第二标尺12，相邻两所述第一插接部5间的距离不大于所述传动杆转动一圈带动所述固定块9运动的距离，所述第一标尺4比所述第二标尺12大一个数量级。

具体的，基座1为光具座的底座结构，实验时其放置于实验桌面上，现有技术中的基座1上设置有滑轨11，本实施例在基座1上设置滑轨11的区域设置一连接面3，连接面3可以是平面也可以是曲面，连接面3上设置一系列的第一插接部5，各第一插接部5的布置方向(第一方向)即是现有技术中滑轨11的延伸方向，固定件2上设置有第二插接部6，第一插接部5和第二插接部6相插接配合，实验时根据实际需求将固定件2插到相应的第一插接部5上。第一插接部5和第二插接部6为相配合的插接结构，插接结构为常见的机械方式，如立柱与通孔的插接、公插头和母插头的插接、以及现有技术中其它的插接结构等等。固定件2包括包括壳体7、传动杆、齿轮、环状的齿条8以及固定块9，第二插接部6设置于壳体7上，固定件2通过壳体7连接于基座1上，同时，壳体7上还设置有传动部分以驱动最终的实验元件，传动元件包括传动杆、齿轮、环状的齿条8，传动杆的一端设置有旋钮10且旋钮10位于壳体7的外侧，旋钮10供实验者转动，传动杆的另一端连接有齿轮，齿条8呈环状布置，齿轮与齿条8相啮合，如此转动旋钮10即会带动传动杆转动，传动杆带动齿轮转动，齿轮驱动齿条8环形运动，固定块9固定于齿轮上，同时固定块9滑动连接于壳体7顶面的滑轨11上，通过以上的传动结构，转动旋钮10即可带动固定块9在壳体7上沿着滑轨11往复运动，实验元件固定于固定块9上，如此实现对固定块9的驱动。

本实施例中，连接面3上有显示第一插接部5位置的第一标尺4，旋钮10的外围有显示旋钮10转动幅度也即固定块9移动距离的第二标尺12，第一标尺4和第二标尺12均为刻度值，固定块9在壳体7上的最大移动行程大于两相邻第一插接部5间的距离，如相邻第一插接部5件的距离为10cm，则固定块9的行程大于10cm，如为10cm、12cm、15cm等等。如此固定块9被布置到连接面3上的任意工作位置，而不会出现盲点无法布置。同时，第一标尺4的数量级大于第二标尺12的数量级，如第一标尺4为分米级，其上标注1分米、2分米直至20分米、50分米等等，相邻第一插接件的距离为1分米、两分米等等，对应的，第二标尺12的数量级为厘米，1厘米到10厘米，1厘米到20厘米等等。若第一标尺4的数量级为厘米级，则第二标尺12的数量级为毫米级。

本实施例提供的光具座在使用时，实验员先大概判断固定块9的固定位置，从而将固定件2固定到附件的一个第一插接部5上，随后实验时，缓慢转动旋钮10以观察实验现象，最终获取实验结果，若实验过程中发现固定件2的位置差距较大，则拔起固定件2插到另外合适的第一插接部5上。本实施例中，第一插接部5为固定块9的粗定位，旋钮10转动为固定块9的精定位，最终计算时，第一标尺4的刻度加上或者减掉第二标尺12的刻度即为固定块9所处的位置。

本发明实施例提供的光具座，实验时第一步先将固定件2插到基座1上的大概位置，进行粗定位，然后通过旋钮10转动以带动固定件2微移动，实现精定位，相比滑动连接，连接齿轮的旋钮10操控时不仅容易匀速转动，也能够较为方便的一次性转动到标的位置。

本实施例中，优选的，所述第一插接部5为设置于所述连接面3上的凹槽结构，所述第二插接部6为设置于所述固定件2上的凸起结构，所述凹槽结构从槽口到槽底径向尺寸依次递减，所述槽底固定有磁铁13，所述凸起结构为磁吸结构，径向尺寸依次递减形成一导向结构，如喇叭口、倒锥状结构等，如此便于第二插接部6的插入，磁铁13一方面使得第一插接部5和第二插接部6的连接更为稳固，另一方面磁铁13能够较为准确的吸住凸起结构，也使得其定位更为准确。

本实施例中，进一步的，所述滑轨11为设置于所述壳体7顶面的相对两侧的条状槽，所述固定块9上相对两侧设置有凸棱，两个所述凸棱与两个所述条状槽一一对应滑动连接，所述齿条8设置于两个所述条状槽之间，两条滑轨11使得固定块9的滑动更为稳定，设置于顶面的相对两侧对固定块9的平衡支撑效果更好，固定块9的中间区域接受驱动，而两侧给予支撑。

本实施例中，如图6所示，进一步的，所述固定块9内设置有相连通的第一孔14和第二孔15，所述第一孔14包括相垂直设置的第一段16和第二段17，所述第一段16内螺接有第一杆18，所述第二段17内滑动连接有第二杆19，所述第一杆的端部为锥形件，所述第二杆的端部为斜面，所述斜面贴合于所述锥形件上；所述齿条8位于所述第二孔15中，所述齿条8的两个侧面分别被所述第二孔15的孔壁和第二杆19的端部夹持，固定块9通过第二杆19和第二孔15孔壁的夹持以固定连接于齿条8上，同时，第二杆19活动连接于固定块9内第一孔14的第二段17中，其接受第一段16内的第一杆18的驱动，第一杆18和第二杆19的端面为相贴合的斜面，由此组成斜楔驱动机构，第一杆18螺接于第一段16内中，操作时，实验员转动第一杆18以控制其进退，当第一杆18逐渐退出时，第二杆19即可自由活动，此时可拽动固定块9，其可以与齿条8发生相对移动，从而调节固定块9的固定位置，如进行位置校准时需要调节位置等等，而当第一杆18朝进入第一段16的方向移动时，其则会紧压第二杆19，由此使得第二杆19紧压住齿条8，此时固定块9与齿条8紧密连接。

本实施例中，齿条8的表面为齿形结构，且难以确定其齿顶和齿槽的具体位置，因此第二杆19和第二孔15的孔壁难以严丝合缝的夹持住齿条8，为此，本实施例提供两个优选技术方案，其一，所述第二孔15的孔壁上和第二杆19的端部上夹持所述齿条8的部位均设置有弹性部20，如橡胶垫，设置弹性部20具有双重作用，其一其能够更好的卡住齿条8，齿条8外表面为凹凸不齐的结构，弹性部20能够更为有效的卡住齿形结构，另一方面，当第一杆18不压迫第二杆19时，弹性部20恢复原形也便于齿条8与固定块9的相对移动。进一步的，所述第一段16的底部设置有避让槽21，所述避让槽21的外形和所述第一杆18端部的外形相契合，当长期使用后，弹性件可能弹性能力下降，如此需要第一杆18进一步压迫第二杆19以提供更大的压力，避让槽21用于在第一杆18进一步固定块9内部移动并超过第二杆19的边缘部分时插入，防止此时第一段16的槽壁阻挡第一杆18的进一步前进。

其二，如图7所示，第二杆19和第二孔15的孔壁上均滑动连接有齿形件22，齿形件22的活动行程为一个齿形，齿形件22与齿条8的外形相啮合，在第二杆19和第二孔15的孔壁上设置滑轨结构，齿形件22滑动连接于该滑轨结构上，同时设置限位结构，使得齿形件22的滑动行程得以限制，如此在夹持齿条8时，齿形件22自动滑动到与齿条8相啮合的位置，本实施例中，为了保证使用过程中齿形件22不再滑动，需要紧拧第一杆18，使其对第二杆19施加足够大的压力。作为进一步的解决方案，如图8所示，所述齿形件22上设置有t形滑块24，所述第二杆19和所述齿形件22间设置有弹性垫25，所述t形滑块24的竖直段28贯穿所述弹性垫25，所述t形滑块24的水平段27滑动连接于所述第二杆19上开设的滑槽26中，所述水平段27上设置有第一限位件29，所述滑槽26的一个侧壁上设置有第二限位件30；在调节固定块9时，由于没有第一杆18的压迫，所述弹性垫25处于舒张状态，此时所述第一限位件29和第二限位件30不接触，齿形块可以自由来回滑动，而第二杆19被第一杆18所压迫时，所述弹性垫25被压缩到预设幅度时，所述第一限位件29和第二限位件30限位配合，此时由于第一限位件29的阻挡，第二限位件30无法移动，此时齿形件22自然无法移动，这就解决了第一杆18必须紧拧才能防止齿形件22滑动的问题，当第一杆18拧到预设幅度使得第一限位件29和第二限位件30限位配合时，齿形件22由于限位肯定无法移动。本实施例中，优选的，所述第一限位件29和第二限位件30均为齿状凸起，齿状凸起较易配合，但是显然的，第一限位件29和第二限位件30也可以现有技术中其它的限位结构，如阵列布置的限位杆或限位孔等等。

本实施例中，进一步的，所述固定块9上设置有中心指示线23，当所述固定块9位于所述壳体7的顶部中间位置时，所述中心指示线23与所述第二标尺12的零刻度线对接且两者处于同一直线上。每次实验之前，优选的，调整固定块9以使得中心指示线23与第二标尺12的零刻度线对接，如此一方面说明固定块9的位置正确没有发生偏移，若偏移需要进行校准，另一方面也便于后续的数据记录，零位对其直接加减旋钮10转动的距离即可。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。