專(zhuān)利名稱(chēng)：動(dòng)態(tài)模擬幻燈機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬文化用品科教儀器類(lèi)。
為了提高科教效果，用特制的幻燈機(jī)將科教用的實(shí)物底片(正片)投射到銀幕上，并使實(shí)物底片(下稱(chēng)靜片)的相關(guān)部位在動(dòng)光柵片(下稱(chēng)動(dòng)片)作用下，產(chǎn)生各種形象的動(dòng)態(tài)模擬演示，以提高科教效果；現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)模擬演示儀是由殼體反光鏡、光源、聚光鏡、內(nèi)物鏡(即菲涅爾透鏡)、靜片、往復(fù)稱(chēng)動(dòng)的動(dòng)片及裝在殼體上的外物鏡、反光鏡(也可以用棱鏡)組成，是公知技術(shù)。申請(qǐng)?zhí)枮?0226090.1號(hào)的《動(dòng)態(tài)模擬演示儀》也是現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)模擬幻燈機(jī)的一種，其結(jié)構(gòu)的排布是由殼體、鹵鎢燈光源、隔熱玻璃、聚光鏡、帶狀環(huán)形動(dòng)片及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、棱鏡、內(nèi)物鏡、靜片、外物鏡組成；這種演示儀不足之處是1、光源是組合式鹵鎢燈，它幅射熱較大，且散熱不利，光效低(30LM／W)光通量較小、價(jià)格高、壽命短。
2、動(dòng)片是電影膠片制成的環(huán)形帶，在光源的幅射熱烘烤下極易變形、導(dǎo)致離焦，使放映圖像模糊、影響交果、使用壽命短。
3、光學(xué)系統(tǒng)的相對(duì)孔徑小，亮度不足，視場(chǎng)角小，導(dǎo)致使用條件受限。更主要的是該系統(tǒng)的外物鏡是一般的投影物鏡，它的設(shè)計(jì)只針對(duì)軸上部份光線(xiàn)考慮，對(duì)軸外部份不能滿(mǎn)足實(shí)際使用要求，不能適應(yīng)倍率變化的放映效果的需要。
4、單片手插式放映，演示不能連績(jī)，影響演示效果。
本實(shí)用新型的目的是提供一種光通量大，彩色還原性好，短焦距，大視場(chǎng)，大相對(duì)孔徑，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作不烤片，自動(dòng)化程度高，演示連續(xù)性好，能夠演示動(dòng)態(tài)圖象、亦可以演示靜態(tài)圖象的兼用功能、適應(yīng)性強(qiáng)，可操作性好的動(dòng)態(tài)模擬幻燈機(jī)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是其光路結(jié)構(gòu)采用氣體放電發(fā)光的光源、光源后面裝有反光鏡、光源前面依次裝有非球面聚光鏡、隔熱玻璃、球面聚光鏡、玻璃板制成的方形動(dòng)片、棱鏡、內(nèi)物鏡(倍率鏡)、靜片、場(chǎng)鏡、物方遠(yuǎn)心投影鏡，在靜片一側(cè)有直列式或園盤(pán)式的靜片梭盒及輸片裝置；殼體內(nèi)裝有多功能電路板。
本實(shí)用新型的動(dòng)態(tài)模擬幻燈機(jī)，采用氣體放電發(fā)光的光源、其光通量大、光效高(＞70LM／W)，熱幅射較鹵鎢燈少，易散熱，不烤片，提高放映演示質(zhì)量及靜片使用壽命；該光源色溫高達(dá)6200K以上，近似日光，所以彩色還原性好，放映效果清晰明快；該光源壽命長(zhǎng)，成本較組合式鹵鎢燈低。動(dòng)片用方形玻璃板刻制，不存在烤片變形，且較電影膠片吸光少，壽命長(zhǎng)，降低了成本，也提高了投影光能。整體光學(xué)系統(tǒng)的相對(duì)孔徑大、解象力高，外物鏡采用物方遠(yuǎn)心投影鏡，并保證了全部調(diào)焦過(guò)程中光瞳的相互匹配，保證了變化倍率的放映效果；短焦距，保證了近距離放映獲大畫(huà)面的積極效果。有靜片梭盒及輸片裝置，可以連續(xù)放映，增強(qiáng)了演示效果；該實(shí)用新型的片盒軌道及輸片裝置能夠適用於標(biāo)準(zhǔn)的直列式或圓盤(pán)式片盒，提高了適應(yīng)性。配裝了多功能電路板，使該實(shí)用新型適用手控、遠(yuǎn)控、遙控、自動(dòng)調(diào)焦及聲畫(huà)同步等操作手段控制放映。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是俯視圖，圖3是右視圖，圖4是動(dòng)片控制機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。
圖中，下殼體1，上罩7與中承板2組裝構(gòu)成該實(shí)用新型的外殼，呈長(zhǎng)方形。該幻燈機(jī)的各零部件均發(fā)被按裝在中承板2的上下二面上；這樣易于合格證光學(xué)系統(tǒng)各部件的裝置精度，使儀器外型緊湊，下殼體1是保護(hù)罩；由反光鏡35、鏑燈光源36、非球面聚光鏡37、球面聚光鏡38構(gòu)成的光源室被裝置在中承板2的下面；鏑燈光源36的安裝插角39，被固定在調(diào)整板40上，當(dāng)旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺釘42及偏心釘41，實(shí)現(xiàn)了調(diào)整板40的三維調(diào)整，用以保證鏑燈光源36安裝的正確位置。在光源室與中承板2之間還裝置有由動(dòng)片導(dǎo)板10，動(dòng)光柵片43、限位簧片32及蓋板31組成的動(dòng)片組件，它在中承板2的定位及與球面聚光鏡38間的空氣間隙均按光學(xué)系統(tǒng)光程要求按裝定位。動(dòng)光柵片43的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是由裝在中承板2上面的動(dòng)片控制機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的；該機(jī)構(gòu)是由動(dòng)片同步電機(jī)49的軸上固定的聯(lián)接軸52，上裝有被動(dòng)槽輪54，它被二只彈性卡卷53限位，只能在軸上轉(zhuǎn)動(dòng)，而不能沿軸向移位，還裝有動(dòng)錐輪51，它被徑向定位在聯(lián)接軸52上，只能軸向滑動(dòng)或與聯(lián)接軸52同步轉(zhuǎn)動(dòng)；它又被彈簧50推向被動(dòng)槽輪54與之組成錐套式離合器，它的離開(kāi)是依靠電磁鐵5通電時(shí)吸動(dòng)撥叉板5b(見(jiàn)圖2)，拔動(dòng)動(dòng)錐輪51壓縮彈簧50，使被動(dòng)槽輪54呈自由動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)電磁鐵5開(kāi)路時(shí)錐套式離合器接合；動(dòng)片同步電機(jī)49的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)聯(lián)接軸52帶動(dòng)動(dòng)錐輪51，靠錐套磨擦帶動(dòng)被動(dòng)槽輪54同步轉(zhuǎn)動(dòng)。牽引繩4的二端分別固定在被動(dòng)槽輪54上，牽動(dòng)了動(dòng)光柵片43移動(dòng)。當(dāng)動(dòng)片移動(dòng)到行程開(kāi)關(guān)B處時(shí)(見(jiàn)
圖1)，電磁鐵5導(dǎo)通，錐套離合器離開(kāi)，被動(dòng)槽輪呈自由狀態(tài)，動(dòng)光柵片43被回位彈簧44拉動(dòng)回位至減震塊33處，電磁鐵5開(kāi)路，錐套離合器接合，被動(dòng)槽輪54再被轉(zhuǎn)動(dòng)，牽引動(dòng)光柵片43移動(dòng)，形成了勻速運(yùn)動(dòng)和瞬時(shí)的復(fù)位，實(shí)現(xiàn)動(dòng)片光柵43的連續(xù)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；該往復(fù)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)光柵片43始終庶蓋著通光口A運(yùn)動(dòng)。光源室的反光鏡35，非球面聚光鏡37，盡可能多的將鏑燈光源36的能量以平行光投射給球面聚光鏡38，經(jīng)球面聚光鏡38聚焦，將運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)光柵片43經(jīng)棱鏡8折射拐彎投射到由正透鏡、負(fù)透鏡、凸凹透鏡、凸凹透鏡、雙膠合透鏡、凸透鏡、雙凸透鏡共八片七個(gè)組元構(gòu)成的倍率鏡14在靜片17上成象，與靜片上相關(guān)部位的柵條疊柵，產(chǎn)生疊柵效應(yīng)；靜片17的實(shí)物畫(huà)面及形成的疊柵效應(yīng)經(jīng)場(chǎng)鏡18，被物方遠(yuǎn)心投影鏡19投射到銀幕上，銀幕上被放大后的實(shí)物畫(huà)面便在疊柵效應(yīng)的作用下，形成了形象的動(dòng)態(tài)模擬效果的動(dòng)態(tài)畫(huà)面。動(dòng)片、靜片分置在光路中，達(dá)到了動(dòng)、靜片使用壽命長(zhǎng)、成像清晰的積極效果。該物方遠(yuǎn)心投影鏡19是由負(fù)透鏡，凸凹鏡、雙凹鏡、雙膠合透鏡、凸凹透鏡，雙凸透鏡計(jì)七片鏡片六個(gè)組元構(gòu)成的。為適應(yīng)演示靜止畫(huà)面的需要，需要交將動(dòng)光柵片43隨時(shí)快速退出通光口A，在需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示時(shí)又可以快速地將通光口A完全遮蔽，這個(gè)動(dòng)作是由控制快速電機(jī)9的旋轉(zhuǎn)方向，帶動(dòng)被動(dòng)槽輪54上的磨擦牽引輪6轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)快速電機(jī)9通電動(dòng)作時(shí)，電磁鐵5同時(shí)導(dǎo)通，使被動(dòng)槽輪54處于自由轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)光柵片43的快速進(jìn)、退動(dòng)作。倍率鏡14及物方遠(yuǎn)心投影鏡19的調(diào)焦過(guò)程是分別由控制各自的調(diào)焦電機(jī)11，22的旋轉(zhuǎn)方向，經(jīng)減速箱12，21減速增大扭矩后帶動(dòng)偏心曲柄驅(qū)動(dòng)內(nèi)調(diào)整座13，外調(diào)整座20在固定在中承板2的導(dǎo)軌上移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了倍率鏡14及物方遠(yuǎn)心投影鏡19的調(diào)焦過(guò)程。減速箱是多級(jí)齒輪減速系亦可以采用蝸輪蝸桿減速系等措施實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)旋動(dòng)螺栓，控制杠桿來(lái)拔動(dòng)內(nèi)調(diào)整座13，外調(diào)整座20位移實(shí)現(xiàn)調(diào)焦。中承板2上面倍率鏡14與物方遠(yuǎn)心投影鏡19之間還裝有場(chǎng)鏡18的支承架C，在支承架C上還裝有靜止動(dòng)導(dǎo)槽16，該導(dǎo)槽16在彈簧的作用下與中承板2上的定導(dǎo)槽將靜片17定位支承在光路中的予定正確位置上，保證靜片同心垂直于光軸。靜片17的自動(dòng)前進(jìn)，后退連續(xù)放映是由裝置在中承板下面的輸片機(jī)構(gòu)及換向機(jī)構(gòu)完成的，該機(jī)構(gòu)是由輸片電機(jī)23提供動(dòng)力，其動(dòng)力傳遞是當(dāng)換片的指令信號(hào)經(jīng)電磁鐵牽動(dòng)移位規(guī)板，移位使摩擦輪25與輸片電機(jī)23軸上的摩擦套接觸，摩擦輪25轉(zhuǎn)動(dòng)，并形成一級(jí)減速，當(dāng)完成一次輸片動(dòng)作后規(guī)板復(fù)位，摩擦輪25離開(kāi)電機(jī)軸套，停止轉(zhuǎn)動(dòng)。摩擦輪25同軸另端裝有小齒輪26，帶動(dòng)了與之長(zhǎng)嚙合的二級(jí)減速大齒輪29，大齒輪29又依靠端面摩擦將動(dòng)力給了與大齒輪29同軸裝置的曲柄盤(pán)30上，曲柄盤(pán)30轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)盤(pán)上的曲柄拔動(dòng)了裝在中承板2導(dǎo)槽內(nèi)的輸片弓15桿體上固定的冂形槽滑軌，使同柄盤(pán)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成了輸片弓15的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了靜片17輸送到位及退出放映面的輸片動(dòng)作。該機(jī)構(gòu)采用二次磨擦傳動(dòng)，是防止意外原因造成卡片時(shí)不會(huì)損壞機(jī)件。換片動(dòng)作的前進(jìn)或倒退是輸片弓15，弓桿體上凸銷(xiāo)55行程至換片板47的曲線(xiàn)形凹槽處，先拔動(dòng)換片板47作垂直于輸片弓體的移位，換片板47裸露在中承板2上面的齒形突端，拔動(dòng)了靜片盒56沿靜片盒導(dǎo)軌48平行移動(dòng)一個(gè)片距，即靜片盒56上的齒形帶狀凹槽中的一個(gè)齒距，該動(dòng)作完成后，換片板47即被輸片弓桿體推動(dòng)同向移動(dòng)，退出靜片盒的齒形凹槽，再被彈簧及定位簧片退回原始位置；當(dāng)輸片弓做復(fù)位運(yùn)動(dòng)時(shí)，即將新的一幅靜片送入放映面，完成了一次換片動(dòng)作，換片板47的凹槽同線(xiàn)是左右對(duì)稱(chēng)的，凸銷(xiāo)55進(jìn)入凹槽左腔或右腔是指令電磁鐵的釋放時(shí)間決定的，實(shí)現(xiàn)前進(jìn)或倒退換片的，綜上述輸片及換向機(jī)構(gòu)組成的輸片裝置實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)換片連續(xù)放映的效果。在中承板下面還裝有電源變壓器27及起動(dòng)鏑燈光源36的觸發(fā)器28，在下殼體內(nèi)還裝有功能電路板57，功放喇叭34及配裝錄放音機(jī)的錄放音機(jī)艙24；在中承板2一側(cè)裝有各功能開(kāi)關(guān)及按鈕的功能控制板46，指示燈45及遠(yuǎn)控盒插座等，在下殼體前方底部配裝有調(diào)整放映仰角的調(diào)整鈕58。為保證光源室的良好工作狀態(tài)，減少熱量投射，在光源室的一側(cè)裝有由冷卻風(fēng)機(jī)電機(jī)60驅(qū)動(dòng)的離心冷卻風(fēng)機(jī)59，保證殼體內(nèi)各發(fā)熱元件的正常工作溫度。上述方案結(jié)構(gòu)的幻燈機(jī)達(dá)到了光通量大，彩色還原性好，動(dòng)、靜片使用壽命長(zhǎng)，光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)孔徑大，短焦距、大視場(chǎng)，成像質(zhì)量明快、清晰，可長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，可操作性好，自動(dòng)化程度高，可動(dòng)、靜態(tài)畫(huà)面兩用，適應(yīng)直列式片盒及園盤(pán)式片盒兩用的積極效果。綜前述動(dòng)片控制機(jī)構(gòu)，控制動(dòng)片做始終復(fù)蓋通光口A的連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)又瞬時(shí)復(fù)位的；需要時(shí)又能快速進(jìn)出通光口A，進(jìn)行靜止圖象演示，亦可快速?gòu)?fù)蓋通光口A繼續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)圖象演示功能。該功能機(jī)構(gòu)也可以全部由機(jī)械構(gòu)件組成的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，其積極意義是故障率造價(jià)低，可操作性好。圖4是其結(jié)構(gòu)示意圖，呈“T”形的聯(lián)結(jié)軸61被電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，在大端裝置的活動(dòng)棘爪62，被彈簧壓向了被動(dòng)定位盤(pán)65端面的棘齒部，帶動(dòng)被動(dòng)定位盤(pán)65轉(zhuǎn)動(dòng)，“冂”字形的雙頭聯(lián)體拔肖66，在被動(dòng)定位盤(pán)65的導(dǎo)向凹槽的隨動(dòng)又被外擋卷67擋住，只能徑向滑動(dòng)。同時(shí)雙頭聯(lián)體拔肖66的內(nèi)端面，沿套裝在被動(dòng)定位盤(pán)65上的凸輪套68的凸輪母線(xiàn)軌跡滑動(dòng)，凸輪套68是被聯(lián)結(jié)螺栓69軸向限位在聯(lián)結(jié)軸61上。雙頭聯(lián)體拔肖66肖體的內(nèi)端面距稍大於凸基園徑與升程的和；其外端面距又可保證雙頭聯(lián)體拔肖66沿凸輪表面滑動(dòng)時(shí)，當(dāng)一端肖體伸出被動(dòng)定位盤(pán)65的大外園面一定長(zhǎng)度，另一端肖體剛好隱入其外園表面。當(dāng)限位彈簧片70作用在凸輪套68被限位不動(dòng)，只能克服彈力做180°旋轉(zhuǎn)后又被限位不動(dòng)。被動(dòng)定位盤(pán)65的轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪的形狀保證了在一弧度區(qū)雙頭聯(lián)體拔肖的一端(M)伸出外園表面，另一端(N)則隱入外表面，當(dāng)另一端(N)轉(zhuǎn)至該弧度區(qū)內(nèi)即伸出外園表面，原一端(M)則隱入；肖體的伸出部份即拔動(dòng)了拖片64；拖片64是固定在滑動(dòng)槽輪套63上的；因各構(gòu)件都是同心組裝在聯(lián)結(jié)軸61上的，所以當(dāng)拖片64被雙頭聯(lián)體拔肖66拔動(dòng)時(shí)，即拖動(dòng)了滑動(dòng)槽輪套63轉(zhuǎn)動(dòng)，該轉(zhuǎn)動(dòng)即可將一端固定在其上的動(dòng)片牽引繩4繞在槽輪上，即拖動(dòng)了動(dòng)片43作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，被動(dòng)定位盤(pán)65轉(zhuǎn)過(guò)一定弧度區(qū)時(shí)，伸出端即隱入，拖片64失去拔動(dòng)力，滑動(dòng)槽輪套63即在固定在其上的牽引繩4的另一端的回位彈簧作用下，瞬間回轉(zhuǎn)至拖動(dòng)片64被另一個(gè)伸出的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)著的拔肖體端拔動(dòng)，動(dòng)光柵片43又開(kāi)始了勻速運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)的行程中是勻速運(yùn)動(dòng)和瞬時(shí)回位的，該運(yùn)動(dòng)又是始終是復(fù)蓋著通光口A的。在凸輪套68旋轉(zhuǎn)了180°被限位彈簧片70限位后，前述的一弧度區(qū)，雙頭聯(lián)體拔肖66的肖體端是隱入的，所以拖片64不被拔動(dòng)，且一直回位至止點(diǎn)33處，動(dòng)光柵片43退出了通光口A，實(shí)現(xiàn)了靜態(tài)演示功能；凸輪套被又旋回180°再被限位后，即又開(kāi)始了前述的動(dòng)片43的連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)圖象演示。
倍率鏡14及物方遠(yuǎn)心投影鏡19的光學(xué)參數(shù)如附表1。
附表1物方遠(yuǎn)心投形鏡19及場(chǎng)鏡18序號(hào)半徑R厚度d玻璃牌號(hào)144.533.22K9232.51.1313.6214.6BaF6411.547.85光欄2.56－96.353.22F3776.368.68－14.0214.12BaF39－151.756.92K1210－64.35.411462.331.12K912－46.8212.41367.43182K914165.5318.71565.328K9160(場(chǎng)鏡)內(nèi)物鏡(倍率鏡)14序號(hào)半徑R厚度d玻璃牌號(hào)1－186.45.3ZK92－68.72.2389.466.8ZF5429.65214.6526.9414.4BaF3618.865.2716.8636.1ZK789.524.19光欄4.910－10.1333.8ZF511176.544ZK1112－25.322.113211.3215.2ZK1114－54.01.115176.4114.9ZK1216－44.632817033K91801996.511K920246.8(聚光鏡)綜合系統(tǒng)F＝37mm2W＝34F／2.權(quán)利要求1.一種動(dòng)態(tài)模擬幻燈機(jī)是由殼體、反光鏡、光源、非球面聚光鏡、隔熱玻璃、球面聚光鏡、動(dòng)片、棱鏡、內(nèi)物鏡、靜片、場(chǎng)鏡、物方遠(yuǎn)心投影鏡及輸片機(jī)構(gòu)組成的；其特征是a、光源為鏑燈光源；b、動(dòng)片是方形玻璃板制成；c、靜片前裝有場(chǎng)鏡及物方遠(yuǎn)心投影鏡；d、在靜片側(cè)面有靜片梭盒及適應(yīng)於直列式或圓盤(pán)式梭盒的輸片裝置。
2.按權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)模擬幻燈機(jī)，其特征是裝有控制動(dòng)片做連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)行程始終復(fù)蓋通光口，是勻速運(yùn)動(dòng)和瞬時(shí)復(fù)位的；及快速退出通光口，停止運(yùn)動(dòng)，又能快速?gòu)?fù)蓋通光口，繼續(xù)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制機(jī)構(gòu)。
專(zhuān)利摘要動(dòng)態(tài)模擬幻燈機(jī)，屬于科教儀器類(lèi)；是由殼體、反光鏡、光源、非球面聚光鏡、球面聚光鏡、動(dòng)片、棱鏡、內(nèi)物鏡、靜片、場(chǎng)鏡、物方遠(yuǎn)心投影鏡及輸片機(jī)械組成的；光源為鏑燈光源；動(dòng)片為玻璃制作的；靜片前裝有場(chǎng)鏡；場(chǎng)鏡前是物方遠(yuǎn)心投影鏡；在靜片一側(cè)有靜片棱盒及址列式或圓盤(pán)式輸片裝置。該顯示儀有光通量大、彩色還原性好、焦距短、視場(chǎng)大、相對(duì)孔徑大、不烤片、自動(dòng)化程度高、演示連續(xù)性好、可動(dòng)靜圖象演示兩用，適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G03B21/00GK2196787SQ9322947
公開(kāi)日1995年5月10日 申請(qǐng)日期1993年10月16日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月16日
發(fā)明者劉樹(shù)華 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)市金增應(yīng)用技術(shù)研究所