[實用新型]一種彩色背景萬花筒裝置

有效

• 申請號: 201720419553.X
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN206788485U
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 馬漢青;張志華
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G02B27/08
• 分類號: G02B27/08
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 趙志遠

技術領域

本實用新型屬于光學技術領域，涉及一種彩色背景萬花筒裝置。

背景技術

萬花筒是一種常見的光學玩具，于1816年由蘇格蘭科學家布魯斯特發明，其原理是光的反射，即將有鮮艷顏色的實物放置于圓筒的一端，圓筒中間放置三片組合成等邊三角形的鏡子，另一端用開了小孔的紙密封，由孔中看去即可觀測到對稱的美麗圖像，通過旋轉鏡筒，實物不斷組合變化，觀察到的圖像也各不相同，妙趣橫生。

現有萬花筒的結構改進大都局限于對鏡片系統的改進，即在傳統的三片鏡基礎上，通過增加鏡片的數量構成四片鏡系統、五片鏡系統、圓筒鏡系統等；或者改變鏡片的傾角使三片鏡形成一個棱臺形狀；或者在鏡片上鍍各種光學薄膜如增反膜、色散膜等，這方面的研究不僅廣泛而且成熟。

三棱鏡是一種光學儀器，它是由透明材料作成的截面呈三角形的棱鏡，屬于色散棱鏡的一種，重要特征是能夠使復色光在通過棱鏡時發生色散。歷史上，牛頓曾經做過著名的三棱鏡分解太陽光的實驗，通過三棱鏡將太陽白光分解為七色光，有力證明了光的色散特性。將白光色散的方法有很多種，而三棱鏡色散無疑是其中最早最簡單的一種，通過三棱鏡與萬花筒的結合，可以改變傳統萬花筒僅僅依靠白色背景光源的現狀，獲得極其絢麗的彩色花樣。

實用新型內容

本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種結構簡單、裝配方便快捷，調節靈活，色彩更加炫彩的彩色背景萬花筒裝置。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種彩色背景萬花筒裝置，該裝置包括工作臺、設置在工作臺上的三棱鏡支架、設置在三棱鏡支架頂部的三棱鏡轉軸、與三棱鏡轉軸固定連接的三棱鏡、與三棱鏡相對而設并固定在工作臺上的萬花筒、設置在三棱鏡支架底部的位移傳動單元以及與位移傳動單元電連接的電氣控制器，該電氣控制器通過位移傳動單元帶動三棱鏡支架在工作臺上進行往復直線運動，用以調節三棱鏡與萬花筒之間的距離。

所述的位移傳動單元包括開設在工作臺上的位移滑槽、布設在位移滑槽中的直線導軌、設置在三棱鏡支架底部并與直線導軌滑動連接的導軌滑塊、直線電機以及與直線電機相對設置的光柵尺，所述的直線電機與電氣控制器電連接。

所述的導軌滑塊底部設有與直線導軌形狀尺寸相適配的導軌卡槽，并通過導軌卡槽可滑動地卡嵌在直線導軌上。

所述的光柵尺通過倒L形連接板設置在三棱鏡支架的下表面上，并與直線電機相對設置。

所述的直線電機的動子通過螺栓固定在三棱鏡支架的下表面上，所述的直線電機的定子與動子相對設置，并沿直線導軌的長度方向布設在位移滑槽中。

所述的三棱鏡的鏡面與萬花筒的鏡筒相垂直。

所述的萬花筒為三鏡片式萬花筒。

所述的三棱鏡為標準三棱鏡，材質不限，三棱鏡鏡面大小與萬花筒的直徑大致相當，三棱鏡放置于萬花筒前方合適的位置處，具體位置視陽光照射方向而定。

在實際應用時，啟動電氣控制器，電氣控制器控制直線電機帶動三棱鏡支架沿直線導軌移動，在移動過程中，光柵尺會將三棱鏡支架的運動狀態實時反饋給電氣控制器，待三棱鏡支架移動至設定位置時，此時，在電氣控制器的調控下，直線電機停止工作，然后通過旋轉三棱鏡至合適角度，即可實現太陽光的色散，并使色散光譜入射到萬花筒的透光端，此時通過萬花筒另一端的小孔就能觀察到視野極其絢麗的對稱圖形。

與現有技術相比，本實用新型具有以下特點：

1)由于采用光柵尺，則能夠將三棱鏡支架的運動狀態實時反饋給電氣控制器，進一步提高了三棱鏡支架的位移精度，保證三棱鏡與萬花筒之間距離的合適性；

2)整體結構簡單，由于直線電機可以實現無接觸傳遞力，機械摩擦損耗幾乎為零，可以實現三棱鏡與萬花筒間距的自動化調整，運動平穩、噪聲小，調節更加靈活，操作更加快捷方便，使用壽命長。

附圖說明

圖1為本實用新型整體結構示意圖；

圖2為本實用新型位移傳動單元的結構示意圖；

圖中標記說明：

1—工作臺、2—三棱鏡支架、3—三棱鏡轉軸、4—三棱鏡、5—萬花筒、6—位移傳動單元、61—位移滑槽、62—直線導軌、63—導軌滑塊、64—光柵尺、65—動子、66—定子、67—倒L形連接板。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。

實施例：