多功能組合光學(xué)實驗支架的制作方法
【專利摘要】一種多功能組合光學(xué)實驗支架，所述組合支架包括導(dǎo)軌、托板和調(diào)節(jié)支架，所述導(dǎo)軌包括帶有刻度尺的主導(dǎo)軌和副導(dǎo)軌，所述托板通過可拆卸螺絲連接在導(dǎo)軌上，所述調(diào)節(jié)支架固定在所述托板上。本實用新型提供一種使用方便、便于收納、成本較低的多功能組合光學(xué)實驗支架。
【專利說明】
多功能組合光學(xué)實驗支架
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及光學(xué)實驗領(lǐng)域，尤其是一種多功能組合光學(xué)實驗支架。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，在我國初中科學(xué)教學(xué)中有16個以幾何光學(xué)為主的實驗，高中階段有10個以物理光學(xué)為主的光學(xué)實驗，大學(xué)物理實驗教學(xué)中，光學(xué)實驗占據(jù)三分之一。目前現(xiàn)有的光學(xué)實驗裝置大多數(shù)是可做實驗內(nèi)容單一，實驗裝置之間的通用性較差，一般都是一種裝置只能做一類光學(xué)實驗，假如要做不同類型的光學(xué)實驗，則需要配備多種光學(xué)儀器，不僅使用不方便，而且不利于存放和管理，效率低成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有光學(xué)實驗儀器存在的缺陷，本實用新型提供一種使用方便、便于收納、成本較低的多功能組合光學(xué)實驗支架。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種多功能組合光學(xué)實驗支架，所述組合支架包括導(dǎo)軌、托板和調(diào)節(jié)支架，所述導(dǎo)軌包括帶有刻度尺的主導(dǎo)軌和副導(dǎo)軌，所述托板通過可拆卸螺絲連接在導(dǎo)軌上，所述調(diào)節(jié)支架固定在所述托板上。
[0006]進一步，所述調(diào)節(jié)支架為升降調(diào)節(jié)架，所述升降調(diào)節(jié)架包括豎桿、用以安裝光學(xué)元器件的安裝板和升降調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述豎桿的上端與所述安裝板的下端連接，所述豎桿的下端與所述升降調(diào)節(jié)機構(gòu)連接，所述安裝板的中部開有用以安裝光學(xué)元件的安裝孔，所述升降機構(gòu)包括旋柄、第一調(diào)節(jié)螺絲和第二調(diào)節(jié)螺絲，所述旋柄的兩端設(shè)有相反內(nèi)螺紋，所述旋柄的上下兩端分別與上螺桿和下螺桿螺紋連接，所述下螺桿的下端固定在所述托板上，所述上螺桿的上端與用以第一調(diào)節(jié)螺絲安裝的第一安裝座固定連接，所述第一安裝座的中心開有安裝槽，所述安裝槽內(nèi)設(shè)有用以第二調(diào)節(jié)螺絲安裝的第二安裝座，所述豎桿的下端穿過第二安裝座的中心，所述第一調(diào)節(jié)螺絲依次穿過第一安裝座的外壁、第二安裝座的下部，所述第二調(diào)節(jié)螺絲依次穿過第二安裝座的上部、豎桿的下端。
[0007]再進一步，所述安裝板的頂端設(shè)有與所述安裝孔連通的螺絲孔，固定螺絲穿過螺絲孔頂觸在光學(xué)元件上。
[0008]再進一步，所述升降調(diào)節(jié)支架為狹縫調(diào)節(jié)支架，所述狹縫調(diào)節(jié)支架還包括狹縫和用以調(diào)節(jié)狹縫大小的螺旋測微器，所述狹縫安裝在所述安裝孔內(nèi)，所述螺旋測微器安裝在所述安裝板的側(cè)面與所述狹縫連接。
[0009]再進一步，所述升降調(diào)節(jié)架為二維調(diào)節(jié)架，所述二維調(diào)節(jié)架還包括用以微調(diào)安裝板水平位移的水平微調(diào)機構(gòu)，所述水平微調(diào)機構(gòu)位于所述安裝板與所述豎桿之間，所述水平微調(diào)機構(gòu)包括水平調(diào)節(jié)螺桿、與水平調(diào)節(jié)螺桿螺紋連接的中空底座和滑塊，所述中空底座的底面與豎桿的上端固定連接的，所述中空底座的底面開有滑槽，所述滑塊位于所述中空底座的空腔內(nèi)并與所述水平調(diào)節(jié)螺桿連接，所述安裝板的底端位于所述滑槽內(nèi)并與所述滑塊固定連接。
[00?0]更進一步，所述主導(dǎo)軌的長度為lm。
[0011 ]更進一步，所述副導(dǎo)軌設(shè)置有兩個以上。
[0012]更進一步，所述下螺桿的下端通過連接板固定在所述托板上，所述托板的中心處開有通孔，所述連接板上設(shè)有與所述通孔正對的螺紋孔，安裝螺絲穿過通孔與螺紋孔螺接。
[0013]本實用新型的有益效果主要表現(xiàn)在:組合光學(xué)實驗支架能夠把初中、高中、大學(xué)乃至研究生需要做的幾何光學(xué)實驗和波動光學(xué)實驗，統(tǒng)一到一個適當(dāng)?shù)膶嶒炂脚_上，像光源、透鏡、狹縫、接收屏及CCD相機等實驗儀器都能夠放到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)軌上，常用實驗器材如支柱、滑塊、透鏡等可以通用，以節(jié)約資源，同時相對復(fù)雜的物理光學(xué)實驗都有一個相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)模塊，便于放置存儲，節(jié)省了實驗室占地面積。
【附圖說明】
[0014]圖1是主導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是副導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是托板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4是升降調(diào)節(jié)架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖5是二維調(diào)節(jié)架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖6是狹縫調(diào)節(jié)支架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖7平板玻璃折射率測量示意圖。
[0021]圖8基本光學(xué)量(光強、光功率)測量示意圖。
[0022]圖9牛頓環(huán)(反射式)測量示意圖。
[0023]圖10邁克爾遜干涉儀測量示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。
[0025]參照圖1?圖10，一種多功能組合光學(xué)實驗支架，所述組合支架包括導(dǎo)軌、托板和調(diào)節(jié)支架，所述導(dǎo)軌包括帶有刻度尺的主導(dǎo)軌和副導(dǎo)軌，所述托板通過可拆卸螺絲I連接在導(dǎo)軌上，所述調(diào)節(jié)支架固定在所述托板上。
[0026]進一步，所述調(diào)節(jié)支架為升降調(diào)節(jié)架，所述升降調(diào)節(jié)架包括豎桿、用以安裝光學(xué)元器件的安裝板和升降調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述豎桿的上端與所述安裝板的下端連接，所述豎桿的下端與所述升降調(diào)節(jié)機構(gòu)連接，所述安裝板的中部開有用以安裝光學(xué)元件的安裝孔，所述升降機構(gòu)包括旋柄5、第一調(diào)節(jié)螺絲4和第二調(diào)節(jié)螺絲3，所述旋柄5的兩端設(shè)有相反內(nèi)螺紋，所述旋柄5的上下兩端分別與上螺桿和下螺桿螺紋連接，所述下螺桿的下端固定在所述托板上，所述上螺桿的上端與用以第一調(diào)節(jié)螺絲4安裝的第一安裝座固定連接，所述第一安裝座的中心開有安裝槽，所述安裝槽內(nèi)設(shè)有用以第二調(diào)節(jié)螺絲3安裝的第二安裝座，所述豎桿的下端穿過第二安裝座的中心，所述第一調(diào)節(jié)螺絲4依次穿過第一安裝座的外壁、第二安裝座的下部，所述第二調(diào)節(jié)螺絲3依次穿過第二安裝座的上部、豎桿的下端。
[0027]再進一步，所述安裝板的頂端設(shè)有與所述安裝孔連通的螺絲孔，固定螺絲2穿過螺絲孔頂觸在光學(xué)元件上。
[0028]再進一步，所述升降調(diào)節(jié)支架為狹縫調(diào)節(jié)支架，所述狹縫調(diào)節(jié)支架還包括狹縫和用以調(diào)節(jié)狹縫大小的螺旋測微器7，所述狹縫安裝在所述安裝孔內(nèi)，所述螺旋測微器7安裝在所述安裝板的側(cè)面與所述狹縫連接。
[0029]再進一步，所述升降調(diào)節(jié)架為二維調(diào)節(jié)架，所述二維調(diào)節(jié)架還包括用以微調(diào)安裝板水平位移的水平微調(diào)機構(gòu)，所述水平微調(diào)機構(gòu)位于所述安裝板與所述豎桿之間，所述水平微調(diào)機構(gòu)包括水平調(diào)節(jié)螺桿6、與水平調(diào)節(jié)螺桿6螺紋連接的中空底座和滑塊，所述中空底座的底面與豎桿的上端固定連接的，所述中空底座的底面開有滑槽，所述滑塊位于所述中空底座的空腔內(nèi)并與所述水平調(diào)節(jié)螺桿6連接，所述安裝板的底端位于所述滑槽內(nèi)并與所述滑塊固定連接。
[0030]更進一步，所述主導(dǎo)軌的長度為lm。
[0031]更進一步，所述副導(dǎo)軌設(shè)置有兩個以上。
[0032]更進一步，所述下螺桿的下端通過連接板固定在所述托板上，所述托板的中心處開有通孔，所述連接板上設(shè)有與所述通孔正對的螺紋孔，安裝螺絲穿過通孔與螺紋孔螺接。
[0033]本實施例中，主導(dǎo)軌是用于主要光學(xué)元器件放置的，副導(dǎo)軌主要用于衍生光學(xué)元器件的放置，副導(dǎo)軌設(shè)置有多個并設(shè)計成不同長度;托板固定在導(dǎo)軌上，能夠保證光學(xué)元器件中心垂直;主導(dǎo)軌與副導(dǎo)軌一般放在光學(xué)操作平臺上，根據(jù)實驗要求固定在操作平臺上即可;托板套在導(dǎo)軌上，通過可拆卸螺絲I側(cè)面固定托板，托板正中心處開有一個M6的通孔，調(diào)節(jié)支架的連接板上設(shè)有一個M5的螺紋孔，從托板底部向上擰安裝螺絲，使調(diào)節(jié)支架固定在托板上。
[0034]如圖4所示，升降調(diào)節(jié)架:通過固定螺絲2將光學(xué)元器件固定在固定板上，第一調(diào)節(jié)螺絲4和第二調(diào)節(jié)螺絲3初步調(diào)節(jié)好高度，旋柄5微調(diào)高度，使各器件在等高位置;第二調(diào)節(jié)螺絲3擰松可以使豎桿上下升降，第一調(diào)節(jié)螺絲4擰松可以使包括第二調(diào)節(jié)螺絲3的第二安裝座整體上下升降，旋柄5順時針旋轉(zhuǎn)可以使包括第一調(diào)節(jié)螺絲4的第一安裝座整體上升，逆時針旋轉(zhuǎn)可以使第一調(diào)節(jié)螺絲4的第一安裝座整體下降。
[0035]如圖5所示，二維調(diào)節(jié)架:其它部件的功能與升降調(diào)節(jié)架一致，二維調(diào)節(jié)架可通過水平調(diào)節(jié)螺桿6水平微調(diào)器件的中心位置;螺絲8微調(diào)固定光學(xué)元器件的垂直面，螺絲8有上下兩顆，上面那顆順時針擰使元器件上半部分往里傾斜，逆時針擰往外傾斜;下面那顆螺絲順時針擰使元器件下半部分往里傾斜，逆時針擰往外傾斜;通過水平調(diào)節(jié)螺桿6順時針旋轉(zhuǎn)使安裝板向右移動，水平調(diào)節(jié)螺桿6逆時針旋轉(zhuǎn)使安裝板向左移動。
[0036]如圖6所示，狹縫調(diào)節(jié)支架:通過螺旋測微器7，調(diào)節(jié)狹縫的寬度(范圍:0?2_)。
[0037]普通物理四大項實驗內(nèi)容包括利用平板玻璃測量折射率、透鏡成像焦距測量、光學(xué)儀器(望遠(yuǎn)鏡與顯微鏡)和基本光學(xué)量測量(光強、光功率)；近代物理七大項實驗內(nèi)容包括雙縫干涉、莫爾條紋、雙棱鏡、劈尖、牛頓環(huán)(反射式)、邁克爾遜干涉和馬赫-曾德爾干涉。
[0038]本實用新型能夠完成普通物理四大項實驗內(nèi)容，近代物理七大項實驗內(nèi)容，做以上實驗首先把各實驗器件通過托板、升降調(diào)節(jié)架固定到導(dǎo)軌上，托板固定好后能夠保證各器件中心垂直，用升降調(diào)節(jié)架使各器件等高。從普通物理、近代物理光學(xué)實驗中各取兩個實驗來闡述該實驗裝置的用途:
[0039]儀器裝置主要有:導(dǎo)軌、托板、升降調(diào)節(jié)架、二維調(diào)節(jié)架、狹縫調(diào)節(jié)支架、CXD相機、光源(He-Na激光器)、光功率計、直流穩(wěn)壓電源以及各類光學(xué)器件。
[0040]實施例一:平板玻璃折射率測量如圖7所示
[0041]光源(He-Na激光器)11、毛玻璃12、平板玻璃13、(XD相機14用升降調(diào)節(jié)架固定在主導(dǎo)軌上，激光器產(chǎn)生激光光束，毛玻璃12消減光強(防止損壞CXD相機)，CXD相機14記錄光強位置，使光束在導(dǎo)軌上移動Imm，比較兩個光束產(chǎn)生光點的中心位置的偏移，獲得光束位移量。
[0042]實施例二:基本光學(xué)量(光強、光功率)測量如圖8所示
[0043]將光源21、擴束鏡22、望遠(yuǎn)鏡實驗系統(tǒng)(兩凸透鏡組成)23、可調(diào)光闌24、光功率計25固定在主導(dǎo)軌上，激光器產(chǎn)生激光光束，通過擴束鏡22、望遠(yuǎn)鏡實驗系統(tǒng)23將激光器的光束擴大，使擴大后的光束通過可調(diào)光闌24照射到光功率計25上，然后可以計算得到光強、光功率。
[0044]實施例三:牛頓環(huán)(反射式)測量圖9所示
[0045]反射式牛頓環(huán)實驗說明:
[0046]將光源31、擴束鏡32、半反半透鏡33、牛頓環(huán)35放置在主導(dǎo)軌上，將磨玻璃屏或CCD相機34放置在垂直主導(dǎo)軌的副導(dǎo)軌上，激光器產(chǎn)生激光光束，通過擴束鏡32將光束擴大，通過半反半透鏡33使一路光照射到牛頓環(huán)35、另一路光直接照射到CCD相機34上，最終牛頓環(huán)35的反射光線與原先直接照射到CCD相機34上的光線形成干涉。
[0047]實施例四:邁克爾遜干涉儀測量如圖10所示
[0048]將光源41、半反半透鏡42、一個全反射鏡45放置在主導(dǎo)軌上，將接收屏43放置在垂直主導(dǎo)軌的副導(dǎo)軌上，將另一個全反射鏡44放置在另一側(cè)垂直主導(dǎo)軌的副導(dǎo)軌上，通過調(diào)節(jié)升降調(diào)節(jié)架使各器件等高、同軸。用二維調(diào)節(jié)架調(diào)節(jié)反射鏡的垂直面，以及相互之間的距離使其在接收屏43上形成干涉條紋。
[0049]本實用新型是模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的，搭建簡單，更加有利于學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，加深學(xué)生對光學(xué)理論的理解;更好的培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維能力、創(chuàng)新能力、分析與解決問題的能力和設(shè)計與制作能力等;通過使用本實用新型，使得學(xué)生養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)，為今后從事中學(xué)物理教學(xué)、進行光學(xué)及其相關(guān)科學(xué)研究奠定扎實的基礎(chǔ)。
[0050]現(xiàn)在越來越多的高校和研究機構(gòu)重視光學(xué)實驗，這使得組合光學(xué)實驗儀器產(chǎn)品的研究及開發(fā)更加具有實際意義，同時，模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計使得組合光學(xué)實驗儀器產(chǎn)品更加具有競爭力，市場前景非常好，具有非常好的社會效益。
【主權(quán)項】
1.一種多功能組合光學(xué)實驗支架，其特征在于:所述組合支架包括導(dǎo)軌、托板和調(diào)節(jié)支架，所述導(dǎo)軌包括帶有刻度尺的主導(dǎo)軌和副導(dǎo)軌，所述托板通過可拆卸螺絲連接在導(dǎo)軌上，所述調(diào)節(jié)支架固定在所述托板上。2.如權(quán)利要求1所述的多功能組合光學(xué)實驗支架，其特征在于:所述調(diào)節(jié)支架為升降調(diào)節(jié)架，所述升降調(diào)節(jié)架包括豎桿、用以安裝光學(xué)元器件的安裝板和升降調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述豎桿的上端與所述安裝板的下端連接，所述豎桿的下端與所述升降調(diào)節(jié)機構(gòu)連接，所述安裝板的中部開有用以安裝光學(xué)元件的安裝孔，所述升降機構(gòu)包括旋柄、第一調(diào)節(jié)螺絲和第二調(diào)節(jié)螺絲，所述旋柄的兩端設(shè)有相反內(nèi)螺紋，所述旋柄的上下兩端分別與上螺桿和下螺桿螺紋連接，所述下螺桿的下端固定在所述托板上，所述上螺桿的上端與用以第一調(diào)節(jié)螺絲安裝的第一安裝座固定連接，所述第一安裝座的中心開有安裝槽，所述安裝槽內(nèi)設(shè)有用以第二調(diào)節(jié)螺絲安裝的第二安裝座，所述豎桿的下端穿過第二安裝座的中心，所述第一調(diào)節(jié)螺絲依次穿過第一安裝座的外壁、第二安裝座的下部，所述第二調(diào)節(jié)螺絲依次穿過第二安裝座的上部、豎桿的下端。3.如權(quán)利要求2所述的多功能組合光學(xué)實驗支架，其特征在于:所述安裝板的頂端設(shè)有與所述安裝孔連通的螺絲孔，固定螺絲穿過螺絲孔頂觸在光學(xué)元件上。4.如權(quán)利要求2所述的多功能組合光學(xué)實驗支架，其特征在于:所述升降調(diào)節(jié)支架為狹縫調(diào)節(jié)支架，所述狹縫調(diào)節(jié)支架還包括狹縫和用以調(diào)節(jié)狹縫大小的螺旋測微器，所述狹縫安裝在所述安裝孔內(nèi)，所述螺旋測微器安裝在所述安裝板的側(cè)面與所述狹縫連接。5.如權(quán)利要求3所述的多功能組合光學(xué)實驗支架，其特征在于:所述升降調(diào)節(jié)架為二維調(diào)節(jié)架，所述二維調(diào)節(jié)架還包括用以微調(diào)安裝板水平位移的水平微調(diào)機構(gòu)，所述水平微調(diào)機構(gòu)位于所述安裝板與所述豎桿之間，所述水平微調(diào)機構(gòu)包括水平調(diào)節(jié)螺桿、與水平調(diào)節(jié)螺桿螺紋連接的中空底座和滑塊，所述中空底座的底面與豎桿的上端固定連接的，所述中空底座的底面開有滑槽，所述滑塊位于所述中空底座的空腔內(nèi)并與所述水平調(diào)節(jié)螺桿連接，所述安裝板的底端位于所述滑槽內(nèi)并與所述滑塊固定連接。6.如權(quán)利要求1或2所述的多功能組合光學(xué)實驗支架，其特征在于:所述主導(dǎo)軌的長度為Im07.如權(quán)利要求1或2所述的多功能組合光學(xué)實驗支架，其特征在于:所述副導(dǎo)軌設(shè)置有兩個以上。8.如權(quán)利要求2所述的多功能組合光學(xué)實驗支架，其特征在于:所述下螺桿的下端通過連接板固定在所述托板上，所述托板的中心處開有通孔，所述連接板上設(shè)有與所述通孔正對的螺紋孔，安裝螺絲穿過通孔與螺紋孔螺接。
【文檔編號】G09B23/22GK205582352SQ201520997804
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2015年12月4日
【發(fā)明人】魏高堯, 施皓天, 童珺怡
【申請人】浙江工業(yè)大學(xué), 杭州博源光電科技有限公司