專利名稱：教學實驗萬用投影儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明專利涉及一種教學儀器，具體為一種教學實驗萬用投影儀。
背景技術：
電化教學是教學發(fā)展方向之一，目前使用投影儀進行學術研討、課堂教學方面在大中專院?；驐l件較好的中小學中應用也比較普遍，投影儀是課堂電化教學應用最廣泛的電教設備。但是隨著遠程教育的開展，多媒體的普及，原有的投影儀逐漸被廢棄，粗略計算，按照每臺800元計算，全國這批頻臨淘汰的資源價值超過80億，造成了很大的資源浪費。如何整合利用這些廢棄的電教器材將成為亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利為了解決現(xiàn)有投影儀被其它多媒體替代后，造成很大資源浪費的問題，提供一種教學實驗萬用投影儀。本發(fā)明專利是采用如下技術方案實現(xiàn)的:教學實驗萬用投影儀，包括投影儀箱體置于投影儀箱體內(nèi)的光源、反光碗、散熱風扇、電源組件及固定在投影儀箱體一側(cè)的鏡頭升降桿，鏡頭升降桿上活動連接有投影反光鏡和裝置投影鏡頭、三棱鏡、顯微鏡頭的平臺。本發(fā)明專利的創(chuàng)新點在于:
(1)改原投影儀固定的螺紋聚光鏡為升降式螺紋聚光鏡，升起焦點移向光源上方，上面射出的光為聚光，平臺上裝投影鏡頭，仍可進行常規(guī)投影，
(2)降下螺紋聚光鏡，焦點與點光源重合，上面射出的光切換為平行光，經(jīng)螺紋鏡蓋板上設計的活動平面鏡(成45度)與前面的抽條式光柵及插于投影儀箱體一側(cè)的光路板上的光具配合，可進行光的傳播路線實驗演示。為使演示效果更加生動有趣，方便教師講解，光源上方裝置由雙向旋轉(zhuǎn)的減速小電機驅(qū)動的遮光板，由于遮光板的往復運動，光路板上的光線圖像呈現(xiàn)動態(tài)效果。
(3)降下螺紋聚光鏡，變平行光，在平臺上裝置三棱鏡，可演示七色光譜。升起螺紋聚光鏡，七色光譜變?yōu)橐坏婪浅１普婷利惖牟屎纭?br> (4)將平面反光鏡扳翻向后邊，將標本支架扳起豎直，將植物標本放其上，升起螺紋聚光鏡，在平臺上裝置顯微鏡頭，便可進行顯微投影。(將植物細胞放大投影在銀幕上。)
(5)原投影儀升降鏡頭組件只有單一的投影功能，本發(fā)明將其改裝為可卸式成像鏡頭、三棱鏡架支架組件、顯微鏡頭組件的多功能平臺。只需更換組件，便可進行多項實驗。所述的升降式螺紋聚光鏡帶有鎖定裝置，便于在螺紋鏡框升起時鎖住。所述的螺紋鏡上蓋有兩蓋板組件(交替使用):
1、第一蓋板上裝置活動平面鏡，、光柵插口、折疊式標本支架。用于進行光的傳播路線的實驗和顯微投影。
2、第二蓋板式裝置有紅、黃、藍三塊圓形玻璃，玻璃上方裝置可上下、左右活動的平面鏡，蓋上它，降下螺紋鏡切換平行光，可在銀幕上演示“三原色”的調(diào)配。
本發(fā)明專利為了整理利用廢棄的投影儀，讓廢棄的電教器材“起死回生煥發(fā)青春”。繼續(xù)為教學服務而特別設計的。本發(fā)明制作簡單，僅需升降聚光螺紋鏡，實現(xiàn)平行光與聚光的更換，同時更換上蓋板及各種光具，，通過不同的組裝形式，便能形象直觀地演示中學物理和小學科學中有關光學知識的絕大部分實驗。由于投影儀光線特別強烈，加之裝置了抽條式光柵，和自動遮光組件，可實現(xiàn)光線動態(tài)演示效果，這是現(xiàn)有其它光學儀器所達不到的，功能性、趣味性更強，可激發(fā)學生的強烈的學習興趣，而且結構簡單，制作成本低，功能強大，具有很好的推廣價值和使用價值。該實驗裝置可以進行以下演示實驗:(I)七色光譜和雨后彩虹模擬實驗；(2)光的直線傳播實驗(3)凸透鏡聚光及焦點焦距實驗；(4)凹透鏡散光作用實驗；(5)凹面反光鏡聚光作用實驗；(6)光的漫反射實驗
(7)潛望鏡原理實驗；(8)反射角等于入射角實驗；(9)光的折射實驗；(10)顯微投影(可直接將植物等細胞結構放大投影于銀幕上)(11)、三原色的調(diào)配演示。(用于美術課)


；圖1為本發(fā)明萬用投影儀總體設計圖；圖2為螺紋鏡上蓋板(I)示意圖(用于光的傳播路線實驗)；圖3為螺紋鏡上蓋板(2)示意圖(用于三原色調(diào)配演示)；圖4為電機驅(qū)動的遮光板組件示意圖(使光線圖像產(chǎn)生動態(tài)效果)；圖5為顯微投影裝置示意圖；圖6為使用本發(fā)明進行實驗(2)時的光路原理圖；(光的直線傳播)圖7為使用本發(fā)明進行實驗(3)時的光路原理圖；(凸透鏡的聚光作用)圖8為使用本發(fā)明進行實驗(4)時的光路原理圖；(凹透鏡的散光作用)圖9為使用本發(fā)明進行實驗(5)時的光路原理圖；(凹面反光鏡的聚光作用)圖10為使用本發(fā)明進行實驗(6)時的光路原理圖；(光的漫反射)圖11為使用本發(fā)明進行實驗(7)時的光路原理圖；(潛望鏡原理)圖12為使用本發(fā)明進行實驗(8)時的光路原理圖；(反射角始終等于入射角)圖13為使用本發(fā)明進行實驗(9)時的光路原理圖；(光的折射)圖14為使用本發(fā)明進行實驗(10)時的光路原理圖；圖15為使用本發(fā)明進行實驗(11)時的光路原理圖1中:1_投影儀箱體；2_升降螺紋聚光鏡盒；3_投影儀鏡頭升降桿；4-活動式平面反光鏡；5_鏡頭架升降旋鈕；6_活動平面反光鏡；7_投影鏡頭、三棱鏡、顯微鏡頭裝置平臺；8_光具插孔；9-光路板；10-玻璃水盒；11-遮光板驅(qū)動電機(雙向減速)；12_遮光板；13_遮光板牽引繩；14_投影儀光源；15_遮光板導向桿；16_滑輪；17_螺紋聚光鏡；18-電機開關；19_螺紋聚光鏡蓋板；20_螺紋鏡盒升降鎖定裝置；21_抽條式光柵。
圖2中:1、活動平面鏡；2、光路板插口 ；3，光柵插口 ；4、平面鏡支架；5、螺紋鏡；6螺紋鏡上蓋鎖扣；7、活動平面鏡轉(zhuǎn)軸；8、折疊式標本支架。
圖3中:1、3、5、紅黃藍三色玻璃2、4、6、活動平面鏡；
圖4中:1、投影儀箱體；2、變壓器；3、遮光板；4、反光碗；5、遮光板導向桿；6、散熱風扇；7、定滑輪；8、遮光板驅(qū)動繩；9、光源；10、驅(qū)動小電機。圖5中:1、螺紋鏡上蓋板；2、投影儀箱體；3、升降式螺紋鏡組件；4、螺紋鏡；5活動平面鏡6、鏡頭升降桿；7、升降旋鈕；8、反光平面鏡；9、鏡頭裝置平臺；10、折疊式標本支架；11、投影鏡頭；12、三棱鏡組件；13、顯微鏡頭組件；
圖6中:1、光路板；2、條狀平行光線；3、光柵；4、反光平面鏡；5、光具插孔。
圖7中:1、光路板；2、焦點；3、凸透鏡；4、光柵；5、反光平面鏡。
圖8中:1、光路板；2、凹透鏡；3、光柵；4、反光平面鏡。
圖9中:1、光路板；2、凹面反光鏡；3、焦點、4、光柵；5、反光平面鏡。
圖10中:1、漫反射鏡；2、光路板；3光柵；4、反光平面鏡。
圖11中:1、2、平行平面鏡 ,3、光路板；4、光柵；5、反光平面鏡。
圖12中:1、光路板、2、法線轉(zhuǎn)盤；3、光柵；4、反光平面鏡。5、法線。
圖13中:1、水盒子；2、光路板3、光柵；4、反光平面鏡。
圖14中:1、屏幕；2、顯微圖像；3、鏡頭裝置平臺；4、投影儀箱體；5、升降式螺紋鏡、6投影儀鏡頭升降桿；7、折疊式標本支架；8、顯微鏡頭；9、活動反光平面鏡。
圖15為使用螺紋鏡第二上蓋板(圖3)演示在屏幕上的三原色調(diào)配效果圖。
具體實施例方式教學實驗萬用投影儀，保留原有投影儀的基本結構和功能，包括投影儀箱體(圖
1)1、光源反光碗(圖4)1、散熱風扇(圖4)6、電源組件以及固定在投影儀箱體一側(cè)的投影鏡頭升降桿(圖1) 3，鏡頭升降桿3上活動連接有投影反光鏡。本發(fā)明的創(chuàng)新點在于:
1、將升降桿上端的投影鏡頭改裝為可裝卸式，卸下投影鏡頭，裝上三棱鏡可進行光譜演示和彩虹模擬的實驗。換裝顯微鏡頭可進行顯微投影，(直接把植物細胞顯微放大于銀眷)。
2、將原來的固定螺紋聚光鏡改裝為升降式，實現(xiàn)平行光與聚光的切換。運用公知的科學原理進行許多光學實驗，降下螺紋鏡(圖1) 17時，其焦點正好位于點光源(圖1) 14上，經(jīng)螺紋鏡17射出的光成平行光，。利用平行光可做光譜演示實驗(I)和(2)至(9)的實驗。升起螺紋鏡時，焦點離開點光源，經(jīng)螺紋鏡17射出的光切換為聚光，利用聚光不僅可以進行常規(guī)投影，而且可進行彩虹模擬演示和顯微投影(實驗1、10)。
3、在投影儀的光源上方裝置遮光板組件，一包括雙向驅(qū)動小電機(圖4)10、遮光板(圖4)3、及定滑輪和牽引繩、導向桿、(圖4)7、8、5.電源開關等。由于遮光板3的往復運
動，經(jīng)光柵(圖1) 21射到光路板的條狀平行光帶成動態(tài)圖像---------(注:使用此裝置要
向?qū)W生講清光線速度每秒300000km，光路板上光條速度是遮光板的速度，起幫助教師講解之作用而已。)
4、在螺紋聚光鏡(圖1)17上方裝置可更換的蓋板組件(圖2和圖3)，第一蓋板(圖
2)上設計有活動平面鏡I;光柵插口 3 ;光路板插口 2、折疊式標本支架8。與各種光具配合使用，可進行(I)至(10)的實驗。第二蓋板(圖3)上裝置紅黃藍三色玻璃1、3、5，并配置著可任意改變反射方向的活動平面鏡2、4、6。裝上它并降下螺紋鏡切換成平行光，可在銀幕
上演示三原色的調(diào)配。(用于美術教學)-----------慢慢往起升螺紋鏡，屏幕式色彩圓圈
會慢慢變大。
采用本發(fā)明可進行以下實驗:實驗一:七色光譜和雨后彩虹模擬實驗:按照圖5所示安裝好儀器，將折疊式標本支架(圖2) 8放倒，將三棱鏡組件放置在鏡頭裝置平臺(圖1)7上，開啟投影儀，調(diào)節(jié)鏡頭升降旋鈕(圖1) 5至適當位置，降下螺紋聚光鏡(圖1) 17切換平行光，銀幕上便可打出美麗鮮艷的七色光譜。升起螺紋鏡切換成聚光，銀幕上的光譜變?yōu)橐坏烂利惖牟屎?。實驗?顯微投影。按照圖5所示安裝好儀器，將三棱鏡組件(圖5) 12取下，更換顯微鏡物鏡13，扳起折疊式標本支架(圖2) 8并將標本置于其上，開啟投影儀，升起螺紋聚光鏡切換為聚光并使其焦點正對顯微鏡物鏡(圖5) 13中心，微調(diào)鏡頭升降旋鈕(圖1) 5，調(diào)節(jié)物鏡焦距直至銀幕上呈現(xiàn)清晰鮮亮的放大圖像為止。按照圖1所示安裝好儀器，進行以下實驗:實驗二:光的直線傳播實驗:將四條光槽中的遮光插條抽出，開啟投影儀，打開驅(qū)動電機開關使遮光板(圖4)3往復運動，當遮光板向外移動時光路板上便呈現(xiàn)圖6所示的四條平行移動的光帶。(提示學生:光速為每秒300000km，光路板上光帶移動不是光速。)實驗三:凸透鏡的聚光作用及焦點焦距實驗:將凸透鏡掛在光路板上，可看到圖7所示的光線傳播圖，焦點焦距直觀形象、生動有趣。實驗四:凹透鏡散光作用實驗:將凹透鏡掛在光路板上，可看到圖8所示的光帶向上下均勻散開光線傳播圖。實驗五:凹面反光鏡聚光作用實驗:將凹面反光鏡插在光路板上方的光具插孔中，可看到圖9所示的光帶聚于凹面反光鏡下方某一點的光線傳播圖。實驗六:光的漫反射實驗:將漫反射鏡片插入光路板上插孔，可以看到圖10所示的光帶散亂射向四面八方的光線傳播圖。實驗七:潛望鏡原理實驗:將位于下方的兩根遮光抽條插入光槽內(nèi)僅留上方兩個光槽露光，然后將兩塊平面鏡相互平行插入光具插孔，并使之相對露光光槽成45度角形成如圖11所示的光路圖。在驅(qū)動機構作用下兩條光帶緩緩移動，形象直觀地展示潛望鏡原理。實驗八:反射角等于入射角的實驗:將法線轉(zhuǎn)盤插在正對光柵上方光槽的插孔內(nèi)，關閉下方的三個光槽，讓上方的一條光帶直射法線垂足下的平面鏡，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤，可形象地展示出反射角永遠等于入射角的科學道理。實驗九:光的折射實驗:將盛有水的水盒放置在光路板下方的水盒托爪上，將平面鏡插在光路板的插孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)平面鏡，使得一束光帶斜著射入水中，光線在水中折射，射入盒地的平面鏡，再由平面鏡反射出水面。形成如圖13所示的光線傳播圖。實驗十一:卸下第一螺紋鏡蓋板(圖2)，更換第二螺紋鏡蓋板(圖3調(diào)整紅黃藍三塊玻璃上方的活動平面鏡，改變光線的反射方向，即可在屏幕上演示三原色。
權利要求
1.一種教學實驗萬用投影儀，包括投影儀箱體(圖1) 1，置于投影儀箱體內(nèi)的光源(14)及附帶裝置變壓器、反光碗、散熱風扇電源組件(圖4)2、4、6、及固定在投影儀箱體一側(cè)的鏡頭升降桿(圖1) 3，鏡頭升降桿(3)上活動連接有活動平面反光鏡(6)及鏡頭裝置平臺(7)，裝置平臺上用以裝置三棱鏡、顯微投影鏡頭和常規(guī)投影鏡頭。其特征是投影儀箱體上方裝置能升降的螺紋聚光鏡盒子(2)內(nèi)設升降鎖定裝置(21)，使投影儀實現(xiàn)平行光和聚光的切換。升降式螺紋聚光鏡上覆蓋有可裝卸的螺紋鏡蓋板19，(光學實驗時蓋上，常規(guī)投影時卸去)，其上裝置活動平面鏡(4)和抽條式光柵(16)，活動平面鏡(4)正前方于投影儀一側(cè)嵌有光路板(9).上面有光具插孔(8) —用于固定各種光具(①凸透鏡、②凹透鏡、③平面反光鏡、④、凹面反光鏡、⑤漫反射鏡、⑥法線轉(zhuǎn)盤等)，其下有玻璃水盒(10)及水盒托爪，(水盒用于做光的折射實驗)。為使光路板上各種光路圖像產(chǎn)生動態(tài)效果輔助教師講解，在投影儀箱體內(nèi)設計自動遮光裝置:由雙向減速驅(qū)動電機(11-一小變壓器和開關圖略)、遮光板、(12)、遮光板牽引繩(13)、和定活輪(18)組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的教學實驗萬用投影儀，其特征是利用升降式螺紋聚光鏡的升與降實現(xiàn)平行光與聚光的切換，完成常規(guī)投影和光學實驗雙重任務。
3.根據(jù)權利要求1所述的教學實驗萬用投影儀，其特征是利用活動遮光板裝置實現(xiàn)光路板上圖像呈現(xiàn)動態(tài)效果。
4.根據(jù)權利要求1所述的教學實驗萬用投影儀，其特征是在螺紋鏡蓋板上設計有活動平面鏡￠)，抽條式光柵插口(22)和折疊式標本支架(23)。
5.根據(jù)權利要求1所述的教學實驗萬用投影儀，其特征是在升降式螺紋鏡上方設計兩塊可互相更換的蓋板，第一蓋板極其上面的組件用來進行光的傳播路線實驗，第二蓋板極其上面的組件用來演示三原色的調(diào)配。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種教學儀器，具體為一種教學實驗萬用投影儀，解決現(xiàn)有投影儀被其它多媒體替代后，造成很大資源浪費的問題。除保留原投影儀的功能外，增加了十一項光學實驗的功能。演示小學科學和初中物理中的諸多光學實驗，包括投影儀箱體、鏡頭升降桿，投影反光鏡、投影儀箱體上方的螺紋聚光鏡設計為升降式通過其升降，實現(xiàn)平行光與聚光的切換。同時，配以光路板及各種光具。不僅可以演示光的成分，光的傳播路線，各種光具的作用，而且可以進行顯微投影。一儀多用，功能性、趣味性極強，由于投影儀光特別強烈，加之在箱體內(nèi)裝置自動化遮光板組件，演示效果形象直觀，生動有趣。令現(xiàn)有的光學儀器望塵莫及，具有很好的推廣價值和使用價值。
文檔編號G09B23/22GK103187000SQ20111046234
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權日2011年12月29日
發(fā)明者郭茂清 申請人:郭茂清