專利名稱：電動卷筒式投影器動感儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于教學儀器設備。
目前，已有的電動投影器動感儀，應用莫爾條紋原理，采用平板框安裝活動條紋光柵片自動做慢進快退的往復運動，使教學圖案內容的條紋動感投影片產生移動變化的莫爾條紋，基本能持續(xù)地產生動感效果。比以前電動推進，手動退回的動感儀，有所改進，但也存在以下缺陷1、它的平板框前后運動均伸出儀器主體之外很長，稍遇外界障礙(例如投影器支桿，教師手或手臂，其它教具等)就會停止運動，使儀器發(fā)生故障。若將平板框封閉起來，又使機體過長，已不便在投影器臺面上安放。2、它的平板框是靠摩擦輪摩擦推進的，正壓力過小，則摩擦輪對平板框的摩擦推力不足，不能推動平板框移動；正壓力過大，也同時增大了平板框與導軌間的摩擦力，使平板框不能沿導軌滑移，正壓力大小難于調節(jié)適當，經常發(fā)生故障。3、它的平板框由慢進到快退的轉變是靠電機壓輪所帶的運動滑柱與機架上固定的靜止滑柱接觸滑動(相當于變形的凸輪機構)，抬起摩擦輪(連同電機)，讓彈簧快速拉回平板框來實現(xiàn)的；快退后的再次緩進，要等待兩滑柱脫離接觸，使摩擦輪落下后才能實現(xiàn)。由于電機轉動極為緩慢(1轉/分)，就使摩擦輪抬起時間的長短極難調節(jié)；靜止滑柱稍高一點點，則摩擦輪抬起時間過長，平板框退至始點后，摩擦輪尚末落下，平板框不能立即緩進，儀器動感效果中斷較長時間；靜止滑柱稍低一點點，則摩擦輪抬起的時間過短，摩擦輪過早落下，平板框退至中途就又被摩擦輪推動緩進，提前到達終點而停止，使儀器動感效果中斷更長時間。一次次提前推進累積起來，甚至使平板框很少有緩進余地，儀器已無法工作。既使一時調修合適，由于運輸、搬挪等振動原因，稍稍改變了一些零部件相關的間隙，例如電機軸的串動，電機架板的變形，架板絞鍵的串動等等，都相當于改變了靜止滑柱的相對高度，因而舊病復發(fā)，重生故障?？傊?，做為一種課堂演示用的教學儀器，存在這樣多的故障因素，性能極不穩(wěn)定，極不可靠，不但工廠難于批量生產，更使普通教師難于調修和掌握。隨時發(fā)生的故障，都直接影響課堂演示教學效果，甚至影響教學秩序。4、另外，上述電動投影器動感儀，為使運動光柵與靜止動感投影片畫面同時清晰而采取的措施，并沒有達到它予期的目的它取消了動感投影片的邊框后，僅用夾板夾住投影片一端，期望其余部位平展在運動光柵上與之無間隙地密接。事實上，用夾板夾住一端，由于夾板本身具有一定厚度，又設在平板光柵之上，在臨近夾板的一段距離內不可避免地存在甚大的間隙；由于它僅夾住投影片一端，任投影片其余大部取自由狀態(tài)，結果投影片的邊邊角角甚至大面積畫面隨意翹曲(特別是在投影器強光照熱之后)形成隨機的過大的間隙，恰恰背離了它原來的期望。
本實用新型的目的在于針對上述問題，提供一種結構合理緊湊，控制機構準確無誤，制造容易，調試簡單，使用方便，性能穩(wěn)定可靠，無故障，投影動感效果好，實用性強的電動卷筒式投影器動感儀。
該儀器摒棄了前述光柵的平板框，采用進退兩個卷筒卷動光柵膠片帶往復運動，使儀器結構緊湊，整機封閉，無向外伸展的運動部件；該儀器摒棄了摩擦傳動方式，采用電機通過驅動銷直接撥動卷筒轉動，因而傳動可靠；該儀器摒棄了前述毛病百出的控制機構，用單方向相對移動凸輪推動頂桿，帶動撥銷滑移，來控制電機與卷筒傳動的離合，從而實現(xiàn)無故障、無間歇的往復轉動的轉換；該儀器摒棄了前述單端夾板夾片器，采用壓片框四周壓緊投影片而真正實現(xiàn)投影片與運動光柵的全面密接。
本實用新型結構合理緊湊，性能穩(wěn)定可靠，制造容易，操作簡便，可配用多種莫爾條紋教學軟片，使普通教學投影器產生形象生動的動感效果，廣泛適用于大、中、小學及職業(yè)教育、幼兒教育等教育部門。
以下對照附圖對本實用新型做詳細說明。
圖1為本實用新型的外觀立體示意圖。
圖2為儀器內部主要機件的裝配示意圖。(相當于圖1拆去底殼1，罩殼2，動感投影片3，壓片框4，以及托片框29等的俯視圖。)圖3為電機曲柄12的立體示意圖。
圖4為頂桿撥銷14的立體示意圖。
圖5為圖2的A-A局部仰視示意圖。
圖6為圖2的B-B剖面示意圖。
圖7為圖1的A-A局部剖面示意圖。(拆去托片框29)圖8為圖1的B-B局部剖面示意圖。
各圖中標記為底殼1，罩殼2，動感片3，壓片框4，緩進卷筒軸5，阻尼扭轉彈簧6，緩進卷筒7，左滑輥8，光柵膠片帶9，滑槽曲柄10，頂桿復位壓縮彈簧11，電機曲柄12，慢轉電機13，頂桿撥銷14，凸輪限位銷15，凸輪軸16，凸輪復位扭轉彈簧17，單向凸輪18，速退右旋扭轉彈簧19，右滑輥20，速退左旋扭轉彈簧21，速退卷筒軸22，速退卷筒23，電機曲柄12的驅動銷部位24，頂桿撥銷14的撥銷部位25，頂桿撥銷14的尖端部位26，軟塑彈性壓爪27，壓片框軸28，托片框29。
見圖2，緩進卷筒7、滑槽曲柄10，與緩進卷筒軸5固定連接。速退卷筒23，固定連接在速退卷筒軸22上。電機曲柄12固定連接在慢轉電機13的輸出軸上。
見圖2及圖6，光柵膠片帶9的兩端分別粘牢在緩進卷筒7和速退卷筒23上，反方向卷緊，并張緊在左滑輥8和右滑輥20上。當緩進卷筒7被驅動作逆時針轉動時(順時針、逆時針方向是對圖6而言，下同)，卷動光柵膠片帶9，使其在兩滑輥8、20上平直段緩慢向左移進，并使阻尼扭轉彈簧6逐漸放松；同時拖動速退卷筒23也做逆時針轉動，釋放光柵膠片帶9，并使速退扭轉彈簧19、21逐漸更加卷緊。當緩進卷筒7與慢轉電機13的驅動脫離時，速退扭轉彈簧19、21就以其彈性恢復力矩帶動速退卷筒23迅速順時針轉動，并卷動光柵膠片帶9，使其在兩滑輥8、20上的平直段快速向右退回，同時拖動緩進卷筒7也做順時針轉動，釋放它卷起的光柵膠片帶9。阻尼扭轉彈簧6在退片過程中，起逐漸增大的阻尼作用，保持光柵膠片帶9始終處于張緊狀態(tài)，并減小反轉停止時的振動。設計使阻尼扭轉彈簧6的最大扭矩遠小于速退扭轉彈簧19、21的最小總扭矩，因而不至于阻止退片動作。當兩個卷筒7、23順時針快速轉過近360°時，緩進卷筒7再次被驅動，開始下一周期的動作。
這樣，既實現(xiàn)了光柵膠片帶9慢進快退的動作，又使儀器結構緊湊，占據(jù)空間小，便于封閉于機殼內，(僅留通光窗口，如圖1所示)不至因外伸活動部件觸及外界障礙而發(fā)生停機故障。
見圖5及圖2。當慢轉電機13帶動電機曲柄12逆時針轉動，電機曲柄12上的驅動銷24撥動頂桿撥銷14上的撥銷25，從而帶動滑槽曲柄10轉至如圖5位置時，單向凸輪18受凸輪限位銷15的限制已不能順時針轉動。頂桿撥銷14即被單向凸輪18的斜弧凸輪面逐漸頂動向左滑移。當頂桿撥銷14左移至其撥銷25與電機曲柄12的驅動銷24錯開時，滑槽曲柄10就迅速被速退扭轉彈簧19、21的彈性恢復力矩順時針轉回近360°。此間，滑槽曲柄10滑槽內的頂桿撥銷14已被頂桿復位壓縮彈簧11向外推至原位。直至頂桿撥銷14的撥銷25又接觸到電機曲柄12的驅動銷24，立刻重被驅動做逆時針緩慢轉動，就開始下一個周期的動作。由于單向凸輪18可繞凸輪軸16做逆時針轉動，所以，不妨礙頂桿撥銷14的尖端26做順時針轉動，當頂桿撥銷14的尖端26被驅動做緩慢逆時針轉動時，單向凸輪18受凸輪復位扭轉彈簧17的彈性恢復力矩作用也跟隨其后做順時針轉動，直至受到凸輪限位銷15的限制而停止，準備好下一周期再單方向起到相對移動凸輪的作用。
這樣，就順利實現(xiàn)了光柵膠片帶9慢進快退的無間歇的互相轉換。進而，由于可以方便地設計適當?shù)膯蜗蛲馆?8的斜弧凸輪面的升程，使它大于頂桿撥銷14所需要的退程(例如大2mm)，就完全允許單向凸輪18，頂桿撥銷14及相關零件有較大的制造和安裝誤差，既使再有少量的變形和磨損，也無礙于光柵膠片帶9順利完成慢進快退的互相轉換，完全不需調節(jié)，也不會發(fā)生中途停頓的故障。因為在這種機構下，轉換時間的少許提前或推后，僅稍許改變兩個卷筒7、23已卷起的光柵膠片帶9無效部分的長度而已。
而且，驅動力的主要傳遞過程中摒除了摩擦傳動方式，因此完全避免了摩擦傳動帶來的種種故障。
見圖1，為實現(xiàn)動感片3與光柵膠片帶9的真正全面密接，該儀器采用壓片框4，從四周全面壓住動感片3。
見圖7，讓動感片3的有效部分落在壓片框4矩形窗口的長邊范圍內，壓片框4兩短邊下裝有軟塑彈性壓爪27，軟塑彈性壓爪27將矩形動感片3的兩個短邊邊緣壓緊在罩殼2的低落臺階沿上，在壓片過程中并對動感片3稍有拉伸的分力，利于動感片展平。
見圖8，在另一方向上，也使動感片3的有效部分落在壓片框4的矩形窗口短邊范圍內，壓片框4的兩長邊下也裝有軟塑彈性壓爪27，將動感片3的兩長邊邊緣壓緊在托片框29上，同樣在壓片過程中對動感片3稍有拉伸的分力，也利于動感片3的展平。
設計使罩殼2的低落臺階沿和托片框29承載動感片3的表面與張緊在兩滑輥8、20上的光柵膠片帶9接近等高，就實現(xiàn)了動感片3與光柵膠片帶9的全面可靠密接，避免了動感片翹曲引起圖像與光柵條紋不同時清晰的蔽端。
以下結合
本實用新型一具體實施例如圖1～8所示光柵膠片帶9，長860mm，寬140mm，厚0.1mm，中段長480mm內印制橫向光柵條紋，條紋密度為24對線/cm。動感片3長235mm，寬163mm，居中長170mm，寬130mm有效面積上印制莫爾條紋圖案。壓片框4其通光窗口長170mm，寬130mm，用工程塑料注塑制成。緩進卷筒7和速退卷筒23用外徑Φ40mm長152mm，壁厚2mm的工程塑料園筒與工程塑料端堵鑲嵌加粘結制成。緩進卷筒軸5長182mm，速退卷筒軸22，長186mm，均Φ6mm，冷拔鋼制。上述兩軸四處軸瓦，黃銅制，長4mm，內徑Φ6mm，外徑Φ10mm。左右兩滑輥冷拔鋼制，長152mm(不計端軸)，Φ6mm。阻尼扭轉彈簧6，用Φ0.8mm碳素彈簧鋼絲繞制，有效圈數(shù)9圈，左旋，中徑20mm。速退扭轉彈簧19、21，用Φ1mm碳素彈簧鋼絲密繞，有效圈數(shù)7圈，中徑Φ20mm，左旋右旋各一。底殼1，罩殼2，滑槽曲柄10，頂桿撥銷14，單向凸輪18，電機曲柄12，托片框29，均以工程塑料注塑制成。軟塑彈性壓爪27用軟質塑料注塑制成。頂桿復位壓縮彈簧11，凸輪復位扭轉彈簧17，用Φ0.3mm碳素彈簧鋼絲制做。慢轉電機13采用交流220V微型(3W)慢轉(1轉/分)單旋向高扭矩同步電機。與兩卷筒軸5、22及慢轉電機13軸固定連結的零件，均采用園錐鋼銷釘連接加粘固。凸輪軸16，凸輪限位銷15，壓片框軸28，均用Φ2mm車條鋼制做，安裝后熱燙塑封。圖2所示零部件以及電源開關，指示燈等，均安裝在底殼1上，上部整體用罩殼2封閉于機殼內。整機外形尺寸約為長300mm，寬250mm，高65mm，機殼主體高約54mm。
將該動感儀放在投影器臺面上，接通電源，打開電源開關，掀開壓片框4，放入教學圖案投影動感片3，再合上壓片框4，調節(jié)好投影方位和焦距，即可自動演示出莫爾條紋片的動感效果，在投影銀幕上觀察到圖案中廣義流體徐徐流動的生動情形。
權利要求1.一種具有移動光柵的電動卷筒式投影器動感儀，其特征是由慢轉電機13驅動緩進卷筒7卷動光柵膠片帶9緩慢移進；再由速退扭轉彈簧19、21的彈性恢復力矩卷動速退卷筒23從而卷動光柵膠片帶9迅速退回；通過頂桿撥銷14和單向凸輪18控制慢轉電機13與緩進卷筒7的離合，來控制光柵膠片帶9慢進快退無間歇的互相轉換，使動感片3自動持續(xù)形成莫爾條紋移動變化的動感效果。由底殼1、罩殼2、動感片3、壓片框4、緩進卷筒軸5、阻尼扭轉彈簧6、緩進卷筒7、左滑輥8、光柵膠片帶9、滑槽曲柄1 0、頂桿復位壓縮彈簧11、電機曲柄12、慢轉電機13、頂桿撥銷14、凸輪限位銷15、凸輪軸16、凸輪復位扭轉彈簧17、單向凸輪18、速退右旋扭轉彈簧19、右滑輥20、速退左旋扭轉彈簧21、速退卷筒軸22、速退卷筒23、軟塑彈性壓爪27、壓片框軸28、托片框29組成。(24為電機曲柄12的驅動銷部位、25為頂桿撥銷14的撥銷部位、26為頂桿撥銷14的尖端部位)
2.按權利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于緩進卷筒7和速退卷筒23外徑為30mm-50mm，長度為140mm-180mm，慢轉動時卷筒邊緣的線速度為90mm/分-150mm/分。
3.按權利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于光柵膠片帶9長為400mm-1000mm，寬130mm-210mm，厚0.05mm-0.15mm，用透明投影膠片帶制成，全長或其中段300mm-500mm內印制橫向光柵條紋，條紋密度為6-40對線/cm。
4.按權利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于光柵膠片帶9兩端粘牢在緩進卷筒7和速退卷筒23上，反方向卷緊，并張緊在左滑輥8和右滑輥20上。
5.按權利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于緩進卷筒7和速退卷筒23的緩慢轉動依靠慢轉電機13的驅動，快速反轉依靠速退右旋扭轉彈簧19和速退左旋扭轉彈簧21的彈性恢復力矩帶動。
6.按權利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于阻尼扭轉彈簧6在退片時起張緊光柵條紋帶9的作用。
7.按權利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于緩進卷筒7和速退卷筒23正、反轉的轉換依靠電機曲柄12的驅動銷24與頂桿撥銷14的撥銷25的離、合來完成。
8.按權利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于電機曲柄12的驅動銷24與頂桿撥銷14的撥銷25的離合依靠頂桿撥銷14的進退來實現(xiàn)頂桿撥銷14后退，其撥銷25與電機曲柄12的驅動銷24錯開，使它們分離；頂桿撥銷反轉一周過程中前進復位，再使它們接觸而接合。
9.按權利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于頂桿撥銷14的后退動作依靠單向凸輪18的斜弧面推動頂桿撥銷14的尖端26完成；頂桿撥銷14的前進復位靠頂桿復位壓縮彈簧11的彈性恢復力完成。
10.按權利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于單向凸輪18受凸輪限位銷15的限制，單方向起到相對移動凸輪的作用；反方向時可以繞凸輪軸16轉動足夠角度，不防礙頂桿撥銷14的尖端26反轉。單向凸輪18受凸輪復位扭轉彈簧17的彈性復恢力矩的作用而復位。
11.按權利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于單向凸輪18的斜弧面的升程比頂桿撥銷14為使驅動銷24和撥銷25錯開所需要的退程大0.5mm-3mm。
12.按權利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于動感片3的有效圖案尺寸為長150mm-180mm，寬120mm-140mm，居動感片3中部，動感片3的尺寸大于有效圖案相應尺寸10mm-100mm。
13.按權利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于壓片框4下面安裝軟塑彈性壓爪27,4-20個。
14.按權利要求1所說的電動卷筒式投影器動感儀，其特征在于；動感片3的有效圖案部分與光柵膠片帶9之間的間隙為0-0.5mm。
專利摘要本實用新型屬教學儀器設備,主要由光柵膠片帶9,緩進卷筒7,速退卷筒23,速退扭轉彈簧19、21,滑槽曲柄10,頂桿撥銷14,單向凸輪18,電機曲柄12,慢轉電機13,動感片3,壓片框4等組成。它以卷片方式實現(xiàn)光柵膠片帶9慢進快退無間歇的自動轉換;它以壓片框4四周壓住動感片3,實現(xiàn)光柵膠片帶9與動感片3的密接。本實用新型結構緊湊,性能可靠,制造容易,使用方便,配用多種教學動感片,可使普通投影器的投影圖案自動持續(xù)產生莫爾條紋動感效果。適用于大、中、小學及其它教育部門。
文檔編號G09B5/02GK2340038SQ9720999
公開日1999年9月22日 申請日期1997年2月21日 優(yōu)先權日1997年2月21日
發(fā)明者顧彥, 王冬梅 申請人:東北師范大學