本發(fā)明涉及一種科技館展覽互動展具，具體涉及一種火箭發(fā)射演示裝置及演示方法。

背景技術(shù)：

科技館是進行科普教育的場所，科技館內(nèi)現(xiàn)有的火箭發(fā)射演示方法局限于圖文版、動畫視頻等，展示方式比較抽象，不便于觀眾了解火箭發(fā)射時的有關(guān)知識?，F(xiàn)有的火箭發(fā)射演示機構(gòu)采用在火箭中間加導桿實現(xiàn)火箭升降，無火箭拼裝環(huán)節(jié)，具有如下缺點：1、火箭中間的導桿影響了展示效果，給觀眾的直觀印象是火箭是被中間的導桿拉上去的；2、沒有對火箭結(jié)構(gòu)的介紹，展覽效果不佳。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種火箭發(fā)射演示裝置及演示方法，使觀眾了解火箭的結(jié)構(gòu)組成、火箭裝配、發(fā)射塔架以及發(fā)射過程等知識，更有助于改善體驗者學習興趣和對科普知識的理解，用于科技館或其他科普展示場所開展火箭發(fā)射科普教育活動。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施例提供一種火箭發(fā)射演示裝置，包括火箭拼裝裝置和火箭發(fā)射裝置，所述火箭拼裝裝置包括拼裝模型、拼裝臺、操作按鈕、收納槽、復位裝置、燈光及音效裝置，所述拼裝模型為對應于長征二號f型火箭多個部件的等比模型，所述拼裝臺的上端面上設(shè)有對應地容置多個拼裝模型的拼裝凹槽，所述拼裝凹槽內(nèi)設(shè)有位置檢測傳感器，所述操作按鈕包括設(shè)于拼裝臺上的發(fā)射按鈕，所述收納槽設(shè)于拼裝臺內(nèi)，所述燈光及音效裝置包括設(shè)于拼裝凹槽內(nèi)的燈光、設(shè)于拼裝臺上的語音播報裝置；

所述火箭發(fā)射裝置包括火箭發(fā)射場塔架動態(tài)仿真模型、長征二號f型火箭動態(tài)仿真模型，所述火箭發(fā)射場塔架動態(tài)仿真模型內(nèi)設(shè)有直線導軌，所述長征二號f型火箭動態(tài)仿真模型與直線導軌之間設(shè)有升降機構(gòu)，所述升級機構(gòu)包括升降電機、滑輪和支撐架，所述支撐架的一端通過抱箍與長征二號f型火箭動態(tài)仿真模型固定連接，另一端與滑輪固定連接，所述滑輪設(shè)于升降電機的輸出軸上并與直線導軌滑動連接，所述升降電機與發(fā)射按鈕電性連接。

其中，所述火箭發(fā)射裝置還包括音響及燈光裝置和煙機裝置，所述音響和燈光裝置設(shè)于長征二號f型火箭動態(tài)仿真模型內(nèi)，所述煙機裝置設(shè)于長征二號f型火箭動態(tài)仿真模型的下端。所述音響及燈光裝置和煙機裝置與升降電機同時上電，在火箭發(fā)射演示開始的同時，音響及燈光裝置發(fā)聲、發(fā)光，煙機裝置模擬發(fā)射排煙。

進一步，所述火箭發(fā)射裝置還包括設(shè)于火箭發(fā)射場塔架動態(tài)仿真模型側(cè)方的背景展板和展臺。

優(yōu)選的，所述位置檢測傳感器為渦流檢測傳感器，拼裝模型內(nèi)裝有金屬環(huán)，火箭模型拼裝過程中，能對拼裝模型進行檢測、顯示拼裝模型是否就位。

本發(fā)明實施例還提供一種使用上述火箭發(fā)射演示裝置的火箭發(fā)射演示方法，包括火箭拼裝演示和火箭發(fā)射演示，其中，火箭拼裝演示包括如下步驟：

(1-1)參與者根據(jù)火箭各個部件的形狀和輪廓，將收納槽中的拼裝模型按照正確的位置組裝于拼裝臺上的拼裝凹槽內(nèi)；

(1-2)參與者每組裝正確一個部件，燈光及音效裝置會點亮相應燈光并介紹當前拼裝位置的拼裝模型，所有拼裝模型組裝完成時，拼裝臺上的發(fā)射按鈕開始閃爍；

(1-3)參與者按下發(fā)射按鈕，啟動升降電機，開啟火箭發(fā)射的演示功能，發(fā)射按鈕燈光長亮至演示結(jié)束；

(1-4)發(fā)射演示結(jié)束后，拼裝臺上的拼裝模型自動復位到收納槽中，等待下一次演示；

火箭發(fā)射演示包括如下步驟：

(2-1)參與者完成火箭拼裝，按下發(fā)射按鈕；

(2-2)參與者觀看火箭發(fā)射的演示，了解火箭發(fā)射點火前后的過程及原理。

其中，所述參與者有1～2名，2名參與者參與競技時，最先完成火箭模型拼裝的參與者可獲得火箭發(fā)射的啟動權(quán)。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：本發(fā)明根據(jù)酒泉載人航天發(fā)射場實景制作發(fā)射塔架、長征2f火箭等比模型，火箭升降機構(gòu)隱藏在發(fā)射塔架內(nèi)，懸臂提升方式將火箭升起，再配合聲光煙霧效果，逼真再現(xiàn)火箭發(fā)射時的場景。設(shè)置長征2f火箭模型拼裝臺，火箭拼裝過程中，能對拼裝模型進行檢測、顯示拼裝模型是否就位?；鸺l(fā)射演示結(jié)束，自動開合機構(gòu)打開，拼裝模型自動收放到底部收納槽內(nèi)，方便下一輪演示。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一的主視圖；

圖2為圖1中去除發(fā)射塔架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為實施例一中拼裝臺處的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記說明：

10、拼裝模型；11、拼裝臺；110、拼裝凹槽；12、操作按鈕；13、收納槽；14、復位裝置；16、位置檢測傳感器；

20、火箭發(fā)射場塔架動態(tài)仿真模型；21、長征二號f型火箭動態(tài)仿真模型；22、直線導軌；23、支撐架。

具體實施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細描述。

如圖3、圖4所示，一種火箭發(fā)射演示裝置，包括火箭拼裝裝置和火箭發(fā)射裝置，所述火箭拼裝裝置包括拼裝模型10、拼裝臺11、操作按鈕12、收納槽13、復位裝置14、燈光及音效裝置，所述拼裝模型10為對應于長征二號f型火箭多個部件的等比模型，所述拼裝臺11的上端面上設(shè)有對應地容置多個拼裝模型10的拼裝凹槽110，所述拼裝凹槽110內(nèi)設(shè)有位置檢測傳感器16，所述操作按鈕12包括設(shè)于拼裝臺11上的發(fā)射按鈕，所述收納槽13設(shè)于拼裝臺11內(nèi)，收納槽13的開口(圖3中附圖標號13所指位置)設(shè)于拼裝臺11一側(cè)的頂部，模型拼裝完成后，復位裝置14自動將拼裝凹槽的底部打開(如圖4中右側(cè)的拼裝工位)，拼裝模型10自動落入收納槽13內(nèi)，實現(xiàn)拼裝模型10的自動回收，待下一次拼裝使用。上述的復位裝置如圖4所示，也可以選用任何能將拼裝凹槽底部打開、關(guān)閉的結(jié)構(gòu)。

所述燈光及音效裝置包括設(shè)于拼裝凹槽110內(nèi)的燈光、設(shè)于拼裝臺11上的語音播報裝置。

本實施例中，所述位置檢測傳感器16為渦流檢測傳感器，拼裝模型內(nèi)設(shè)有金屬環(huán)，火箭拼裝過程中，能對拼裝模型進行檢測、顯示拼裝模型是否就位。拼裝模型識別采用現(xiàn)有的射頻識別(rfid)檢測技術(shù)，具有技術(shù)成熟穩(wěn)定，識別距離可控；采用led發(fā)光指示拼裝模型是否拼裝到位。拼裝復位機構(gòu)的位置傳感器采用霍利威爾公司霍爾傳感器，采用非接觸式檢測，沒有接觸部件，無機械磨損，性能穩(wěn)定，故障率低。

如圖1、圖2所示，所述火箭發(fā)射裝置包括火箭發(fā)射場塔架動態(tài)仿真模型20、長征二號f型火箭動態(tài)仿真模型21，所述火箭發(fā)射場塔架動態(tài)仿真模型20內(nèi)設(shè)有直線導軌22，所述長征二號f型火箭動態(tài)仿真模型21與直線導軌22之間設(shè)有升降機構(gòu)，所述升級機構(gòu)包括升降電機、滑輪和支撐架23，所述支撐架23的一端通過抱箍與長征二號f型火箭動態(tài)仿真模型21固定連接，另一端與滑輪固定連接，所述滑輪設(shè)于升降電機的輸出軸上并與直線導軌22滑動連接，所述升降電機與發(fā)射按鈕電性連接，可實現(xiàn)長征二號f型火箭動態(tài)仿真模型沿直線導軌上下1.5米行程平穩(wěn)運行。

所述長征二號f型火箭動態(tài)仿真模型發(fā)射演示參照現(xiàn)有的用在火箭中間加導桿實現(xiàn)火箭升降的火箭發(fā)射演示機構(gòu)，火箭發(fā)射場塔架動態(tài)仿真模型通過分層打開機構(gòu)實現(xiàn)分層打開，分層打開機構(gòu)采用傳感器對執(zhí)行機構(gòu)位置進行檢測，并將檢測信號發(fā)送給控制器，由控制器發(fā)送指令控制電機轉(zhuǎn)動，驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動完成塔架分層打開，以及驅(qū)動滑輪轉(zhuǎn)動實現(xiàn)火箭上升等演示效果?？刂齐娔X板采用世界最大半導體廠商之一的意法半導體集團(意大利的sgs微電子公司和法國thomson半導體公司合并而成)推出的32位cortex-m3的arm內(nèi)核芯片stm32f103rbt6開發(fā)；cortex-m3采用了tail-chaining中斷技術(shù)，并且支持分支預測技術(shù)，具有集成度高，運行速度更快，反應更靈敏，充分保證控制系統(tǒng)的實時響應要求，保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。發(fā)射塔架各層采用品牌優(yōu)質(zhì)直流電機驅(qū)動，具有速度調(diào)節(jié)容易，效率高，壽命長的優(yōu)點。在各層開合位置限位點設(shè)置傳感器，精確控制每層打開的位置。

直線導軌采用日本thk品牌直線導軌，thk直線導軌采用球保持器，可消除滾珠間的相互摩擦，實現(xiàn)低噪音、高精度、長期免維護和優(yōu)異的高速性。軸承采用日本nsk軸承，轉(zhuǎn)動靈活，性能優(yōu)異。nsk具有近百年的歷史，專業(yè)制造軸承以及精密機械零件，在軸承制造領(lǐng)域，穩(wěn)居日本首位、世界前列。

所述火箭發(fā)射裝置還包括音響及燈光裝置、煙機裝置、背景展板和展臺，所述音響和燈光裝置設(shè)于長征二號f型火箭動態(tài)仿真模型內(nèi)，所述煙機裝置設(shè)于長征二號f型火箭動態(tài)仿真模型的下端，音響及燈光裝置、煙機裝置在火箭上升的同時啟動。所述背景展板和展臺設(shè)于火箭發(fā)射場塔架動態(tài)仿真模型的側(cè)方。

本發(fā)明實施例還提高一種使用上述火箭發(fā)射演示裝置的火箭發(fā)射演示方法，包括火箭拼裝演示和火箭發(fā)射演示，其中，火箭拼裝演示包括如下步驟：

(1-1)1～2名參與者根據(jù)火箭各個部件的形狀和輪廓，將收納槽中的拼裝模型按照正確的位置組裝于拼裝臺上的拼裝凹槽內(nèi)；

(1-2)參與者每組裝正確一個部件，燈光及音效裝置會點亮相應燈光并介紹當前拼裝位置的拼裝模型，所有拼裝模型組裝完成時，拼裝臺上的發(fā)射按鈕開始閃爍；

(1-3)首先完成模型拼裝的參與者按下發(fā)射按鈕，啟動升降電機，開啟火箭發(fā)射的演示功能，發(fā)射按鈕燈光長亮至演示結(jié)束；

(1-4)發(fā)射演示結(jié)束后，拼裝臺上的拼裝模型自動復位到收納槽中，等待下一次演示；

火箭發(fā)射演示包括如下步驟：

(2-1)參與者完成火箭拼裝，按下發(fā)射按鈕；

(2-2)參與者觀看火箭發(fā)射的演示，了解火箭發(fā)射點火前后的過程及原理。

本發(fā)明突破傳統(tǒng)演示方法僅局限于圖文版、動畫視頻的情況，具有如下優(yōu)點：

①本發(fā)明的火箭發(fā)射演示裝置通過根據(jù)酒泉載人航天發(fā)射場實景制作發(fā)射塔架、長征2f火箭等比模型，讓體驗者能夠通過操作，通過聲光等效果再現(xiàn)火箭發(fā)射時的場景，再配合解說火箭發(fā)射的完整過程，讓觀眾了解火箭發(fā)射時的有關(guān)知識。相比于傳統(tǒng)科普教育方式的圖文、動畫等抽象的展示方式，本演示系統(tǒng)更有助于改善體驗者學習興趣和對科普知識的理解。

②實現(xiàn)火箭模型上下1.5米行程平穩(wěn)運行：火箭升降導軌采用直線導軌替代現(xiàn)有的在火箭模型中間加導桿的方式，直線導軌設(shè)在火箭發(fā)射塔架內(nèi)，外觀不易察覺，懸臂提升方式將火箭升起，配合聲光煙霧效果，保證火箭發(fā)射起飛時的效果，現(xiàn)象明顯，效果逼真。且實現(xiàn)低噪音、高精度、長期免維護和優(yōu)異的高速性，適應科技館大量人員參觀需求。

③設(shè)置長征2f火箭模型拼裝臺，實現(xiàn)模型拼裝識別、顯示和自動收放功能：設(shè)置長征2f火箭模型拼裝臺，啟動發(fā)射火箭前需觀眾先拼裝一組長征2f火箭，以進一步增強觀眾對火箭的了解?；鸺Ｐ蛢?nèi)裝有金屬環(huán)，拼裝臺模型拼裝凹槽內(nèi)設(shè)置渦流檢測傳感器，火箭拼裝過程中，能對模塊進行檢測、顯示模型是否就位?；鸺l(fā)射演示結(jié)束，自動開合機構(gòu)打開，火箭拼裝模塊自動收放到底部收納槽內(nèi)，方便下一輪演示。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。