專利名稱：教學(xué)娛樂設(shè)施的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及娛樂設(shè)施(amusement attraction)工程，可用于教學(xué)物理中，以示范化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)換。
背景技術(shù)：
公知一種教學(xué)游戲，被設(shè)計(jì)用于娛樂和有可能可視化由兩個(gè)坐標(biāo)概率分布造成的效應(yīng)結(jié)果(參見于1998年4月20日公布的RF專利No.2,108,835，IPC A63F 9/02，G09B 23/00)。
公知一種具有天象圖的“教學(xué)娛樂設(shè)施”(參見于2002年6月6日公布的RF專利No.2,183,490，IPCA63G 31/00)，被設(shè)計(jì)用于娛樂，放置在“地球外構(gòu)架”的專用建筑中，包括旋轉(zhuǎn)溫室；中心酒吧，位于在半球形不透明天花板上突顯的星空之下，裝備有桌子，這些桌子具有用于與參與競賽的設(shè)施組織者的同線(party-line)通信的裝置；餐館；以及跳舞區(qū)。
有大量公知的教學(xué)設(shè)備，用于示范不同物理定理，例如，“Apparatus forDemonstration of Magnetic Field”(參見于2002年3月公布的實(shí)用新型證書No.22，258，IPC G09B 23/18)、“Educational Apparatus for DemonstratingConversion of Oscillatory to Rotary Motion”(參見于1999年3月10日公布的RF專利No.2,217,452，IPC G09B 23/06；于1995年2月2日公布的RF專利No.2,029,991，IPC G09B 23/06)，但是在公布的參考文獻(xiàn)中完全缺乏與興趣昂然地和娛樂性地示范化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)換的教育設(shè)備有關(guān)的信息。
其技術(shù)實(shí)質(zhì)和部分設(shè)計(jì)最接近于本發(fā)明的類似現(xiàn)有技術(shù)解決方案(原型)是“Educational Apparatus for Demonstrating Conversion of One Type ofEnergy into Another”，包括底座、具有能量轉(zhuǎn)換部件的支架、以及不同金屬的兩個(gè)導(dǎo)體，所述導(dǎo)體的一端耦合到顯示器，其中所述設(shè)備具有能量轉(zhuǎn)換部件，其制作為具有氈涂層的盤，安裝于支架上，并且不同金屬的導(dǎo)體的自由端被焊接和放置在盤的氈表面(參見于1983年4月23日公布的USSR發(fā)明人證書No.1,014,004，IPC G09B 23/06)。
由不同金屬的導(dǎo)體的自由端形成的接合熱是由于該接合與氈環(huán)的機(jī)械交互而發(fā)生的。該交互作用的結(jié)果是機(jī)械能到熱能的轉(zhuǎn)換以及熱能到電能的轉(zhuǎn)換。
現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備的缺點(diǎn)是，其有可能趣味昂然和娛樂性地示范機(jī)械能到熱能的轉(zhuǎn)換以及熱能到電能的轉(zhuǎn)換，但是其在技術(shù)上不可能有趣和娛樂性地示范化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)換，也不可能示范歐姆定律的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供歐姆、安培及法拉第定律的可視、有趣和娛樂性示范，以及可視化皮膚電的電流本質(zhì)的能力。
拓寬設(shè)備功能和改善示范能力的技術(shù)結(jié)果是這樣來實(shí)現(xiàn)在包括耦合到可視顯示器裝置的兩個(gè)不同金屬的教學(xué)娛樂設(shè)施中，所述金屬被形成為操作部件，該操作部件在能夠例如通過手與操作部件交互的人或人群閉合所述電路回路時(shí)在設(shè)施電路中提供電流的產(chǎn)生，所述操作部件由電化學(xué)串聯(lián)地彼此間隔不小于0.5V并且在電路中不相互直接連接的金屬制成。
所公開的教學(xué)娛樂設(shè)施中的不同金屬被形成為操作部件，每個(gè)部件具有連接到可視顯示裝置的其一端。當(dāng)提供設(shè)施運(yùn)作的電路回路閉合時(shí)，操作部件在電路中不相互直接連接，而是通過作為第二類導(dǎo)體以及能夠通過他或她身體的暴露部分例如通過手與所述部件交互的人來連接。在電路中出現(xiàn)電流，顯示裝置將所述電流的存在和值可視化。
操作部件由電化學(xué)串聯(lián)地彼此間隔不小于0.5V的金屬制成。
在將人群耦合到設(shè)施電路的情況下，所述人能夠通過他們身體的暴露部分例如通過手來與某種形狀的操作部件交互，設(shè)施電路回路的閉合如下所述而出現(xiàn)設(shè)施的第一參與者將一個(gè)操作部件拿到例如手掌中，利用他或她的第二只手或者他或她身體的任何其它暴露部分(肩、足、鼻、唇)與例如第二參與者的手或身體的任何其它暴露部分(肩、足、鼻、唇)相接觸，第二參與者又例如利用手或者他或她身體的任何其它暴露部分(肩、足、鼻、唇)與例如第三人的手或身體的上述暴露部分相接觸，第三人將第二操作部件抓在例如自由手掌之一中。在電路中出現(xiàn)電流，所述電流是由其功能通過不同金屬——鋅和銀來實(shí)現(xiàn)的操作部件產(chǎn)生的。當(dāng)它們與濕的皮膚介質(zhì)交互時(shí)，在所述金屬中有電位確定反應(yīng)(potential-determiningreaction)，其刺激了電動勢的產(chǎn)生和電流的產(chǎn)生，所述電流的存在和值通過顯示裝置例如通過微安計(jì)來固定。
皮膚電流(galvanic skin current)在設(shè)施電路中出現(xiàn)，其視地、有趣和娛樂性地表現(xiàn)了化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)換。這時(shí)，人群第一次參與能量轉(zhuǎn)換，執(zhí)行對設(shè)施電路回路進(jìn)行閉合的第二類導(dǎo)體的功能、以及提供電位確定反應(yīng)進(jìn)展的介質(zhì)的功能。
操作部件由電化學(xué)串聯(lián)地彼此間隔不小于0.5V的金屬制成。例如，操作部件可由鋅和銅或鋅和銀或符合上述條件的其它金屬制成。
所述教學(xué)娛樂設(shè)施與原型的區(qū)別首先在于，為了拓寬設(shè)備使用中的功能和改善其示范能力，該設(shè)施中的不同金屬被形成為操作部件，人或人群利用能夠這些操作部件來交互，也就是例如通過手抓住它們或者利用其身體的任何暴露部分與它們接觸，。
第二，在與原型的比較中，可看出電路的部分(部件)之間的耦合特征也是不同的，電路中部分(部件)的相互設(shè)置也是不同的，準(zhǔn)確地說所公開的設(shè)施中的操作部件在電路中不相互直接連接，而原型設(shè)備中不同金屬導(dǎo)體端被焊接。
第三，為了閉合電路回路，新的結(jié)構(gòu)部件——第二類導(dǎo)體，其為人或人群——被引入到教學(xué)娛樂設(shè)施；這使得有可能產(chǎn)生由鋅和銀的操作部件產(chǎn)生的皮膚電流。因此，所公開的設(shè)施的實(shí)踐使得有可能可視、有趣和娛樂性地示范化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)換。
為了閉合回路，原型設(shè)備包括能量轉(zhuǎn)換部件，其是具有氈涂層的盤，安裝在支架上，能夠通過驅(qū)動來旋轉(zhuǎn)，并且在盤上放置不同金屬的導(dǎo)體的焊接自由端。作為通過接合來緊密接觸轉(zhuǎn)盤氈環(huán)表面的結(jié)果，其被加熱且出現(xiàn)熱電效應(yīng)。由此，人們可看到機(jī)械能轉(zhuǎn)換成熱能以及熱能轉(zhuǎn)換成電能的示范?；诂F(xiàn)有技術(shù)信息和通過利用包括用于能量轉(zhuǎn)換的不同金屬熱耦合的原型設(shè)備，不可能解決由發(fā)明人提出的問題。
如果不同金屬例如鋅和銀的操作部件在所公開的發(fā)明和原型設(shè)備中相互連接，則當(dāng)人接觸它們或它們的每一個(gè)時(shí)，在微安計(jì)電路中不會有電流，因?yàn)樵摻佑|將微安計(jì)自身從不具有熱耦合特性的電耦合(galvaniccouple)測量電路斷開。利用原型設(shè)備的熱耦合，有可能測量人的僅一個(gè)參數(shù)——他或她的溫度，換言之，人僅實(shí)現(xiàn)加熱部件的功能，不參與電路中電流的產(chǎn)生。借助于包括熱耦合的原型設(shè)備，不可能示范化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)換。也不可能可視、有趣和娛樂性地示范歐姆定律對活系統(tǒng)(人或人群)的作用，換言之，所公開的設(shè)施的示范能力與原型設(shè)備相比在其實(shí)踐中得以改善。
第四，所公開的設(shè)施中的操作軟件由電化學(xué)串聯(lián)地彼此間隔不小于0.5V的金屬制成。原型的描述不包括對不同金屬的導(dǎo)體材料的特殊需求。
所公開的教學(xué)娛樂設(shè)施與原型的所述區(qū)別使得有可能拓寬所公開的設(shè)施的功能，也就是，在顯示裝置的刻度中看到由于從化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)換所造成的皮膚電流的存在；還可能對于耦合到設(shè)施電路中的人或人群測量不僅是溫度還有電流強(qiáng)度(值)，其依賴于他或她或他們的阻抗，還依賴于手的抓力，由此可視、有趣和娛樂性地示范歐姆定律的作用，也可能示范安培和法拉第定律的作用。有可能測量和示范人的年齡、他或她的導(dǎo)電率、體育鍛煉。
本發(fā)明通過附圖來說明，其中

圖1示出所公開的教學(xué)娛樂設(shè)施的概括圖；圖2、2a、圖3及圖4、4a是實(shí)際的教學(xué)娛樂設(shè)施。
設(shè)施(見圖1)包括某種形狀的操作部件1和2，其功能通過不同金屬——銀(1)和鋅(2)來實(shí)現(xiàn)。操作部件1和2耦合到顯示器裝置3，例如微安計(jì)。三個(gè)人4、5、6耦合到相對側(cè)處的電路以閉合電路回路，這些人能夠通過其身體的暴露部分，例如通過手，與操作部件1和2交互以及相互之間交互。皮膚電流在設(shè)施電路中出現(xiàn)，該事實(shí)可視地、有趣地和娛樂性地代表化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)換。微安計(jì)3固定(fix)所述電流的存在和值。電流值依賴于握手力。根據(jù)歐姆定律，握手力的增加降低了電路阻抗和增加電流強(qiáng)度。
使用預(yù)定的游戲場景來執(zhí)行游戲(見圖2、2a、圖3及圖4、4a)。
數(shù)個(gè)例如兩個(gè)人參與圖2所示設(shè)施中。該設(shè)施的一個(gè)參與者(女孩)4(見圖2a)用她的左手握住玩偶石膏模型的一只手——由銀制成和具有小球形狀的操作部件1。另一參與者(青年)5用他的左手手指握住玩偶石膏模型的另一只手——由鋅制成以及也具有小球形狀的操作部件2。參與者握著他們的自由手，以閉合包括微安計(jì)3的回路。皮膚電流在設(shè)施電路中出現(xiàn)，微安計(jì)固定所述電流的存在和值。
新婚夫婦(女孩4和青年5)參與所述設(shè)施(見圖3)。他們來到例如制作為銀柱(1)和鋅柱(2)的操作部件1和2，每個(gè)參與者用他或她的手接觸他或她自己的柱和彼此親吻，以閉合包括可視顯示裝置如微安計(jì)的電路的回路?；槎Y親吻的結(jié)果——皮膚電流的出現(xiàn)，被固定于微安計(jì)的刻度處。
幾個(gè)例如兩個(gè)人參與圖4所示設(shè)施中。所述設(shè)施的一個(gè)參與者(女孩)4(見圖4a)將由銀制作為玩偶石膏模型的操作部件1拿在她手中。另一參與者(青年)5用他的一只手握住由鋅制成以及也作為玩偶石膏模型手掌的另一操作部件2。操作部件1和2耦合到制作為光電面板的可視顯示裝置3。當(dāng)設(shè)施參與者握手時(shí)，電流由于電路回路的閉合而出現(xiàn)，光電面板可視地、有趣地和娛樂性地固定所述電流的存在和值。
用于操作部件的金屬被選擇為電化學(xué)串聯(lián)地彼此間隔不小于0.5V，其提供了電流值，該電流值是在微安計(jì)的刻度處直接可視化所述電流所必需的，足以使該設(shè)施趣味昂然和和令人娛悅，其中操作者看到或操作者群看到他或她或他們參與該設(shè)施的結(jié)果，對此感到驚奇和高興。
小于0.5V的電動勢值使得由人們形成的電路中的電流的可視化由于其更高阻抗而變復(fù)雜。
工業(yè)可用性該教學(xué)娛樂設(shè)施可用作為學(xué)校、大學(xué)、院所的學(xué)習(xí)過程中的設(shè)備，還可作為放置于公園中、廣場中、街道中以及封閉場所中的娛樂游戲，其中一個(gè)、兩個(gè)或更多人可參加這樣的游戲。該設(shè)施被提供有新的用戶特性如果人僅通過開啟驅(qū)動器和賦予循環(huán)必要的旋轉(zhuǎn)速度來參加原型設(shè)備的運(yùn)作，則所公開的發(fā)明使得有可能為希望接近和參加設(shè)施運(yùn)作的每個(gè)人在顯示裝置刻度處看到電流，當(dāng)人閉合該電路時(shí)述電流由操作部件產(chǎn)生。
在其實(shí)踐中，教學(xué)娛樂設(shè)施將物理定律的作用與普通人在他或她日復(fù)一日的活動中每天遇到的握手和親吻情形相聯(lián)系。
該設(shè)施(見圖1、2、3、4)是自支持的，可被運(yùn)輸并且為此目的而具有合適的整體尺度，可用于學(xué)習(xí)過程中以可視地、有趣地和娛樂性地示范化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)換。
除以上列舉的優(yōu)點(diǎn)之外，所公開的設(shè)施的開發(fā)將改善設(shè)施的娛樂效果。
權(quán)利要求
1.一種教學(xué)娛樂設(shè)施，包括耦合到可視顯示裝置的兩個(gè)不同金屬，其特征在于所述金屬被形成為操作部件，該操作部件在能夠例如通過手來與該操作部件交互的人或人群閉合所述電路回路時(shí)在設(shè)施電路中提供電流的產(chǎn)生，所述操作部件是由電化學(xué)串聯(lián)地間隔不小于0.5V并且在該電路中不相互直接連接的金屬制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及教學(xué)和娛樂工程，并且可用于教學(xué)物理、化學(xué)和生物中，以及用于展示化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)換。本發(fā)明的設(shè)施包括明確成形的操作元件(1，2)，其以不同金屬的形式來具體化并且電化學(xué)串聯(lián)地彼此間隔不小于0.5V。所述操作元件連接到可視顯示裝置，例如微電流計(jì)(3)。操作元件在電路中不相互直接連接。在操作元件(1，2)的相對側(cè)上，為了閉合，該電路是通過能夠借助于身體的裸露部分例如通過手來與操作元件(1，2)交換以及在他們之間交互的人(4)或人群(4，5，6)來完成。不同金屬與皮膚的交互可發(fā)起不同的電位確定反應(yīng)，其促進(jìn)了電路中電動勢的產(chǎn)生以及電流產(chǎn)生。皮膚電流在設(shè)施電路中產(chǎn)生，由此可視地、娛樂性地和有趣地顯示物理能到電能的變換。電流存在是通過微電流計(jì)(3)檢測的。
文檔編號G09B23/18GK1795030SQ200480014413
公開日2006年6月28日 申請日期2004年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月27日
發(fā)明者斯坦尼斯拉夫·列沃維奇·布格羅夫 申請人:斯坦尼斯拉夫·列沃維奇·布格羅夫