一種旋轉(zhuǎn)直紋面展示系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于三維圖案展示領(lǐng)域，具體涉及一種旋轉(zhuǎn)直紋面展示系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]旋轉(zhuǎn)直紋面是工程中和日常生活中最常見的一種曲面，一母線繞固定軸回轉(zhuǎn)所形成的曲面統(tǒng)稱為回轉(zhuǎn)面。當(dāng)母線為直線時(shí)，形成直線回轉(zhuǎn)面，即旋轉(zhuǎn)直紋面；在旋轉(zhuǎn)直紋面中，若直母線與回轉(zhuǎn)軸線平行，則形成圓柱面；若直母線與回轉(zhuǎn)軸線相交，則形成圓錐面；若直母線與回轉(zhuǎn)軸線交叉，則形成旋轉(zhuǎn)雙曲回轉(zhuǎn)面。旋轉(zhuǎn)直紋面的直觀、形象展示對(duì)于三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員或科普研宄人員至關(guān)重要。
[0003]現(xiàn)有的展示方案比較簡(jiǎn)單，只有一種動(dòng)態(tài)化展示的裝置，即展示單葉雙曲面形成原理的“雙曲狹縫”裝置。中國(guó)專利文獻(xiàn)CN 202939856U公布了一種雙曲狹縫的演示裝置，其主要由一個(gè)作為軸線的固定立桿、一個(gè)作為母線的可旋轉(zhuǎn)直桿、以及一個(gè)作為參照物的帶有雙曲線槽的立板組成，可旋轉(zhuǎn)直桿通過代表兩直線間空間距離的短桿和軸承安裝在固定立桿上，直桿與短桿可作為整體繞固定立桿旋轉(zhuǎn)，由于其相對(duì)空間位置符合單葉雙曲面以及雙曲線的成行規(guī)律，直桿每每都能順暢的通過立板上的雙曲線槽，但是該裝置只能展示單葉雙曲面這一種旋轉(zhuǎn)直紋面的形成原理，不能夠在空間展示旋轉(zhuǎn)直紋面的形成過程和空間三維形態(tài)。
[0004]因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需提供一種能展示旋轉(zhuǎn)直紋面的空間三維形態(tài)及其形成過程，并能顯著提高展示效果的旋轉(zhuǎn)直紋面的展示系統(tǒng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能展示旋轉(zhuǎn)直紋面的空間三維形態(tài)及其形成過程，并能顯著提高展示效果的旋轉(zhuǎn)直紋面展示系統(tǒng)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]一種旋轉(zhuǎn)直紋面展示系統(tǒng)，該展示系統(tǒng)包括機(jī)殼和設(shè)置在機(jī)殼上側(cè)的機(jī)蓋；所述機(jī)殼的底部固設(shè)有電機(jī)支架，所述電機(jī)支架上安裝有主旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述主旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與向上伸出的主旋轉(zhuǎn)軸相聯(lián)接，所述主旋轉(zhuǎn)軸通過軸承座固設(shè)在所述電機(jī)支架上，所述主旋轉(zhuǎn)軸的頂部固設(shè)有轉(zhuǎn)盤；所述軸承座和轉(zhuǎn)盤之間設(shè)有套設(shè)于主旋轉(zhuǎn)軸上且與電機(jī)支架固聯(lián)的導(dǎo)電環(huán)；所述轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有至少一組激光發(fā)射裝置；所述激光發(fā)射裝置與所述導(dǎo)電環(huán)電聯(lián)接。
[0008]優(yōu)選的，任一組激光發(fā)射裝置均由絲杠、直線滑動(dòng)平臺(tái)、平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、激光器以及驅(qū)動(dòng)激光器動(dòng)作的舵機(jī)構(gòu)成；所述轉(zhuǎn)盤的周側(cè)沿轉(zhuǎn)盤徑向設(shè)置有呈放射狀分布向外懸伸的輻條，所述絲杠固定在與其對(duì)應(yīng)設(shè)置的輻條上，所述平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端與絲杠固定聯(lián)接，且平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置在絲杠靠近轉(zhuǎn)盤的一側(cè)；所述直線滑動(dòng)平臺(tái)套設(shè)在所述絲杠上，且二者構(gòu)成螺旋傳動(dòng)配合；所述激光器和舵機(jī)均固定設(shè)置在直線滑動(dòng)平臺(tái)上；所述平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、激光器和舵機(jī)均與所述導(dǎo)電環(huán)電聯(lián)接。
[0009]優(yōu)選的，所述激光發(fā)射裝置設(shè)置為以下三組:徑向激光發(fā)射裝置、切向激光發(fā)射裝置和斜向激光發(fā)射裝置；所述徑向激光發(fā)射裝置中激光器的朝向使得發(fā)出的激光與所述主旋轉(zhuǎn)軸的軸向平行，所述切向激光發(fā)射裝置中激光器的朝向使得發(fā)出的激光與所述主旋轉(zhuǎn)軸的軸向相交或平行，所述斜向激光發(fā)射裝置中激光器的朝向使得發(fā)出的激光與所述主旋轉(zhuǎn)軸的軸向不共面或平行。
[0010]優(yōu)選的，所述徑向激光發(fā)射裝置、切向激光發(fā)射裝置和斜向激光發(fā)射裝置中的三個(gè)絲杠處在同一平面內(nèi)，且三個(gè)絲杠互成120°夾角并沿所述轉(zhuǎn)盤的徑向呈放射狀均勻分布。
[0011]進(jìn)一步的，所述機(jī)蓋上固設(shè)有吊桿，所述吊桿上套設(shè)有截面盤，所述截面盤與所述吊桿構(gòu)成活動(dòng)聯(lián)接，所述截面盤設(shè)置在所述機(jī)蓋與轉(zhuǎn)盤之間。
[0012]優(yōu)選的，所述截面盤通過萬向節(jié)軸承與所述吊桿聯(lián)接在一起。
[0013]更進(jìn)一步的，所述截面盤套設(shè)在吊桿的底端處，截面盤為透明圓盤，且吊桿底端與轉(zhuǎn)盤之間的間距可調(diào)。
[0014]進(jìn)一步的，所述機(jī)殼的底部還設(shè)有至少一組霧化器。
[0015]進(jìn)一步的，所述機(jī)蓋與機(jī)殼之間還設(shè)有可拆卸的透明罩。
[0016]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，該展示系統(tǒng)還包括控制裝置，所述控制裝置與所述主旋轉(zhuǎn)電機(jī)、平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、舵機(jī)和激光器之間分別通過信號(hào)線電聯(lián)接。
[0017]本實(shí)用新型的工作過程和有益效果在于:
[0018]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0019]I)、本實(shí)用新型中設(shè)置了三組不同方向的激光發(fā)射裝置，三組激光發(fā)射裝置中的激光器所發(fā)出的激光方向均不相同。
[0020]徑向激光發(fā)射裝置中的激光器所射出的激光與主旋轉(zhuǎn)軸處于同一平面內(nèi)并與主旋轉(zhuǎn)軸平行，通過主旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)主旋轉(zhuǎn)軸快速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)主轉(zhuǎn)盤和輻條快速旋轉(zhuǎn)，因而使得激光的軌跡形成圓柱面；如果同時(shí)開啟徑向激光發(fā)射裝置中的平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，則徑向激光發(fā)射裝置中的直線滑動(dòng)平臺(tái)將沿著絲杠限定的方向移動(dòng)，從而使激光形成的圓柱面變寬或變窄。
[0021]切向激光發(fā)射裝置中的激光器所射出的激光與主旋轉(zhuǎn)軸處于同一平面內(nèi)且與主旋轉(zhuǎn)軸相交(在極端的位置也可以平行)，通過主旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)主旋轉(zhuǎn)軸快速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)主轉(zhuǎn)盤和輻條快速旋轉(zhuǎn)，因而使得激光的軌跡形成圓臺(tái)面或圓錐面；若同時(shí)開啟切向激光發(fā)射裝置中的平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，切向激光發(fā)射裝置中的直線滑動(dòng)平臺(tái)將沿著絲杠限定的方向移動(dòng)，從而使激光形成的圓臺(tái)面逐漸縮小變細(xì)直至成為圓錐面，甚至繼續(xù)變成雙錐面(因機(jī)蓋到主轉(zhuǎn)盤的高度和激光的角度而定)；如果在切向激光發(fā)射裝置中的直線滑動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)的同時(shí)，驅(qū)動(dòng)激光器動(dòng)作的舵機(jī)也配合改變激光的發(fā)射角度，將得到圓錐面的高度逐漸降低或逐漸升高的技術(shù)效果。
[0022]斜向激光發(fā)射裝置中的激光器所射出的激光與主旋轉(zhuǎn)軸不在同一平面內(nèi)，空間不相交(在極端的位置也可以平行)，通過主旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)主旋轉(zhuǎn)軸快速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)主轉(zhuǎn)盤和輻條快速旋轉(zhuǎn)，因而使得激光的軌跡形成旋轉(zhuǎn)雙曲面；若同時(shí)開啟激光發(fā)射裝置中的平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，斜向激光發(fā)射裝置中的直線滑動(dòng)平臺(tái)將沿著絲杠限定的方向移動(dòng)，從而使激光形成的旋轉(zhuǎn)雙曲面逐漸變細(xì)或變粗；如果在斜向激光發(fā)射裝置中的直線滑動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)的同時(shí)，驅(qū)動(dòng)激光器動(dòng)作的舵機(jī)也配合改變激光的發(fā)射角度，將得到旋轉(zhuǎn)雙曲面被拉長(zhǎng)或縮扁的技術(shù)效果。
[0023]本實(shí)用新型中的激光器、舵機(jī)、平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及主旋轉(zhuǎn)電機(jī)互相配合的結(jié)構(gòu)通過光電技術(shù)結(jié)合視覺暫留效應(yīng)解決了原有裝置形式單調(diào)的問題，使觀眾可以很直觀地了解旋轉(zhuǎn)直紋面的形成過程和空間三維形態(tài)，通過徑向移動(dòng)以及改變激光的傾斜角度展示了旋轉(zhuǎn)直紋面的動(dòng)態(tài)變化過程，可以連續(xù)展示不同直徑或角度的旋轉(zhuǎn)直紋面，極大的提高了展示效果。
[0024]2)、本實(shí)用新型中的機(jī)蓋上還設(shè)置有可以上下調(diào)節(jié)的吊桿，當(dāng)任意一組激光發(fā)射裝置中的激光器打開并展示旋轉(zhuǎn)直紋面時(shí)，調(diào)整并改變?cè)O(shè)置在吊桿上的截面盤的位置，可以觀察到旋轉(zhuǎn)直紋面上不同位置的橫截面的形狀；由于截面盤與所述吊桿構(gòu)成活動(dòng)聯(lián)接，也可以扳動(dòng)吊桿上的截面盤以改變截面盤的傾斜角度，從而觀察到旋轉(zhuǎn)直紋面上的斜截面形狀。所述吊桿與截面盤兩者互相結(jié)合，就可以得到并展示各種旋轉(zhuǎn)直紋面的橫截面和斜截面，豐富了展示的內(nèi)容。
[0025]3)、當(dāng)任意兩組或三組激光發(fā)射裝置中的激光器同時(shí)展示不同的旋轉(zhuǎn)直紋面時(shí)，通過調(diào)整直線滑動(dòng)平臺(tái)的位置以及激光器的發(fā)射角度，會(huì)形成兩種或三種旋轉(zhuǎn)直紋面相貫的情況，包括圓柱面與圓錐面相貫出現(xiàn)的相貫線、圓柱面與雙曲面相貫出現(xiàn)的相貫線、圓錐面與雙曲面相貫出現(xiàn)的相貫線、圓臺(tái)面與單葉雙曲面相貫出現(xiàn)的相貫線等，從而直觀地展示了在日常生活中不易被觀察到的不同旋轉(zhuǎn)直紋面之間的相貫線，顯著地增強(qiáng)了科普效果O
[0026]4)、本實(shí)用新型中三組激光發(fā)射裝置中的絲杠處在同一平面內(nèi)且互成120°夾角，且三個(gè)絲杠沿主轉(zhuǎn)盤的徑向呈放射狀均勻分布，使得三個(gè)輻條在旋轉(zhuǎn)的過程中更加平穩(wěn)，不會(huì)因輻條的振動(dòng)而使激光發(fā)生紊亂或動(dòng)蕩，保證了較強(qiáng)可視性的視覺效果。
[0027]5)、本實(shí)用新型中還設(shè)置有霧化器和透明罩，在展示過程中可以開啟霧化器，利用丁達(dá)爾效應(yīng)，空氣中的微小