本實用新型涉及探月設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種月亮表面用光學(xué)實驗裝置。

背景技術(shù)：

北京時間2013年6月20日上午10：00，“神舟十號飛船”航天員王亞平在航天員張曉光及聶海勝的幫助下，完成了中國境內(nèi)的第一次太空授課。此次面向全國人民的太空授課，更加形象展示物體質(zhì)量、重量以液體表面張力及牛頓定律等特性。太空授課中制作水膜與水球的過程，給每位觀眾留下了深刻印象。其實，“神舟十號飛船”的太空授課并不是世界上的首例，早在2007年8月8日，世界上首位教師宇航員芭芭拉·摩根乘坐“奮進號”航天飛機進入太空。在太空中，她與地面上的學(xué)生開展“天地連線”，通過視頻向?qū)W生展示了在太空運動、喝水等情景，成為第一個成功進入太空的NASA“太空教學(xué)計劃”的宇航員。

由于月亮表面與地球表面相比，其表面不存在空氣的干擾，使得一些在地球上不明顯的實驗?zāi)軌虻玫椒浅：玫恼故?，例如?971年7月30日，美國發(fā)射“Apollo 15號”成功著陸月球，指令長大衛(wèi)·斯科特在月球上進行了舉世聞名的羽毛-鉛球自由落體實驗:在月球上，羽毛和鉛球同時落向月表；由于排除了空氣的干擾，進而使得試驗效果達到了理論數(shù)據(jù)，那么對于光線來說，由于大氣的影響，使得測試的實驗數(shù)據(jù)會存在細微的差別，如果將該實驗設(shè)置在月亮上則能更準(zhǔn)確的進行演示，但由于質(zhì)量與體積問題使得該裝置不僅要滿足質(zhì)量輕便體積小，而且要結(jié)實耐用精確度高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型提供一種不僅結(jié)構(gòu)簡單、體積適中，且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與精準(zhǔn)，能夠適應(yīng)外太空環(huán)境。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案是：

一種月亮表面用光學(xué)實驗裝置，包括支撐機構(gòu)，設(shè)置在所述支撐機構(gòu)上部的升降支撐機構(gòu)，設(shè)置在所述升降支撐機構(gòu)上部的實驗機構(gòu)，以及與所述實驗機構(gòu)相配合的控制機構(gòu)；

所述支撐機構(gòu)包括支撐板，設(shè)置在所述支撐板下表面四角的電動伸縮桿，以及設(shè)置在所述支撐板中心的MEMS陀螺儀；

所述升降支撐機構(gòu)包括設(shè)置在支撐板上的驅(qū)動電機，與所述驅(qū)動電機相配合的第一連桿，以及與所述第一連桿相配合的第二連桿組；

所述實驗機構(gòu)包括與所述第一連桿和第二連桿組相配合的實驗平臺，設(shè)置在所述實驗平臺上的分隔板、設(shè)置在所述分隔板第一側(cè)上的顯示板、設(shè)置在所述分隔板第二側(cè)且位于所述實驗平臺上的步進電機，與所述步進電機輸出軸相連接且用于支撐光源單元的光源支撐桿；

所述控制機構(gòu)包括單片機，與所述單片機相連接且為所述升降支撐機構(gòu)和實驗機構(gòu)相配合的電源。

所述支撐板上設(shè)置太陽能電池板，用于為所述電源提供穩(wěn)定的電能。

所述驅(qū)動電機為高精度步進電機，且所述高精度步進電機通過橋接軸與所述第一連桿相連接，所述橋接軸另一端通過軸承座設(shè)置在所述支撐板上。

所述分隔板為半圓形板，所述顯示板通過與所述半圓形板垂直的支撐塊相連接，所述顯示板為圓筒。

所述光源單元為激光燈，所述激光燈射出的光線與所述分隔板平行，且所述光線沿直徑方向發(fā)射。

所述實驗平臺位于所述顯示板外側(cè)設(shè)置拍攝機構(gòu)，所述拍攝機構(gòu)包括固定桿，設(shè)置在所述固定桿上用于拍攝的數(shù)碼相機。

所述第二連桿組包括兩平行的第二連桿。

本實用新型通過支撐板為基礎(chǔ)，在其上設(shè)置升降支撐機構(gòu)，從而實現(xiàn)實驗機構(gòu)的升降與支撐，確保在升空或返回過程中本裝置的體積較小，同時采用控制機構(gòu)對本裝置實現(xiàn)很好的控制，實現(xiàn)自主實驗并記錄實驗結(jié)果；在支撐機構(gòu)的支撐板下表面設(shè)置四個電動伸縮桿，并結(jié)合MEMS陀螺儀來實現(xiàn)支撐板的相對水平，使得實驗更加平穩(wěn)的進行。

另外，升降支撐機構(gòu)包括設(shè)置在支撐板上的驅(qū)動電機，與所述驅(qū)動電機相配合的第一連桿，以及與所述第一連桿相配合的第二連桿組；且所述第二連桿組包括兩平行的第二連桿，進而實現(xiàn)三點支撐的機構(gòu)，且為四桿機構(gòu)有利于實現(xiàn)快速升降與降落，而此采用的驅(qū)動電機為高精度步進電機，能夠?qū)崿F(xiàn)第一連桿帶動第二連桿組的運動，實現(xiàn)快速升降，且高精度步進電機通過橋接軸與所述第一連桿相連接，所述橋接軸另一端通過軸承座設(shè)置在所述支撐板上；使得結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定的同時確保了結(jié)構(gòu)精度。

另外，實驗機構(gòu)包括與所述第一連桿和第二連桿組相配合的實驗平臺，設(shè)置在所述實驗平臺上的分隔板、設(shè)置在所述分隔板第一側(cè)上的顯示板、設(shè)置在所述分隔板第二側(cè)且位于所述實驗平臺上的步進電機，與所述步進電機輸出軸相連接且用于支撐光源單元的光源支撐桿；采用的光源單元通過光源支撐桿與步進電機輸出軸相連接，實現(xiàn)了圓弧轉(zhuǎn)動，且采用的分隔板為半圓形板，所述顯示板通過與所述半圓形板垂直的支撐塊相連接，所述顯示板為圓筒；光源單元為激光燈，所述激光燈射出的光線與所述分隔板平行，且所述光線沿直徑方向發(fā)射；確保了光線始終射向顯示板的中心點。

另外，采用的控制機構(gòu)包括單片機，與所述單片機相連接且為所述升降支撐機構(gòu)和實驗機構(gòu)相配合的電源，而為了確保電源電能的穩(wěn)定性，在支撐板上設(shè)置太陽能電池板，用于為電源提供穩(wěn)定的電能；而為了保存實驗數(shù)據(jù)，在實驗平臺位于所述顯示板外側(cè)設(shè)置拍攝機構(gòu)，所述拍攝機構(gòu)包括固定桿，設(shè)置在所述固定桿上用于拍攝的數(shù)碼相機，實時進行拍照，保存實驗結(jié)構(gòu)，并可拍攝實驗過程，傳輸給地球。

附圖說明

圖1為本實用新型的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的第二種結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例的附圖1-2，對本實用新型實施例的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例?；谒枋龅谋緦嵱眯滦偷膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

實施例一

一種月亮表面用光學(xué)實驗裝置，包括支撐機構(gòu)，設(shè)置在所述支撐機構(gòu)上部的升降支撐機構(gòu)，設(shè)置在所述升降支撐機構(gòu)上部的實驗機構(gòu)，以及與所述實驗機構(gòu)相配合的控制機構(gòu)；

所述支撐機構(gòu)包括支撐板1，設(shè)置在所述支撐板1下表面四角的電動伸縮桿3，以及設(shè)置在所述支撐板1中心的MEMS陀螺儀17；

所述升降支撐機構(gòu)包括設(shè)置在支撐板1上的驅(qū)動電機4，與所述驅(qū)動電機4相配合的第一連桿6，以及與所述第一連桿6相配合的第二連桿組16；

所述實驗機構(gòu)包括與所述第一連桿6和第二連桿組16相配合的實驗平臺15，設(shè)置在所述實驗平臺15上的分隔板13、設(shè)置在所述分隔板13第一側(cè)上的顯示板10、設(shè)置在所述分隔板13第二側(cè)且位于所述實驗平臺上的步進電機14，與所述步進電機14輸出軸相連接且用于支撐光源單元11的光源支撐桿12；

所述控制機構(gòu)包括單片機5，與所述單片機5相連接且為所述升降支撐機構(gòu)和實驗機構(gòu)相配合的電源18。

所述支撐板1上設(shè)置太陽能電池板2，用于為所述電源18提供穩(wěn)定的電能。

所述驅(qū)動電機4為高精度步進電機，且所述高精度步進電機通過橋接軸與所述第一連桿6相連接，所述橋接軸另一端通過軸承座19設(shè)置在所述支撐板1上。

所述分隔板13為半圓形板，所述顯示板10通過與所述半圓形板垂直的支撐塊相連接，所述顯示板10為圓筒。

所述光源單元11為激光燈，所述激光燈射出的光線與所述分隔板13平行，且所述光線沿直徑方向發(fā)射。

該實施例中升降支撐機構(gòu)包括設(shè)置在支撐板上的驅(qū)動電機，與所述驅(qū)動電機相配合的第一連桿，以及與所述第一連桿相配合的第二連桿組；且所述第二連桿組包括兩平行的第二連桿，進而實現(xiàn)三點支撐的機構(gòu)，且為四桿機構(gòu)有利于實現(xiàn)快速升降與降落，而此采用的驅(qū)動電機為高精度步進電機，能夠?qū)崿F(xiàn)第一連桿帶動第二連桿組的運動，實現(xiàn)快速升降，且高精度步進電機通過橋接軸與所述第一連桿相連接，所述橋接軸另一端通過軸承座設(shè)置在所述支撐板上；使得結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定的同時確保了結(jié)構(gòu)精度。

另外，實驗機構(gòu)包括與所述第一連桿和第二連桿組相配合的實驗平臺，設(shè)置在所述實驗平臺上的分隔板、設(shè)置在所述分隔板第一側(cè)上的顯示板、設(shè)置在所述分隔板第二側(cè)且位于所述實驗平臺上的步進電機，與所述步進電機輸出軸相連接且用于支撐光源單元的光源支撐桿；采用的光源單元通過光源支撐桿與步進電機輸出軸相連接，實現(xiàn)了圓弧轉(zhuǎn)動，且采用的分隔板為半圓形板，所述顯示板通過與所述半圓形板垂直的支撐塊相連接，所述顯示板為圓筒；光源單元為激光燈，所述激光燈射出的光線與所述分隔板平行，且所述光線沿直徑方向發(fā)射；確保了光線始終射向顯示板的中心點。

實施例二

其實與實施例一的區(qū)別在于：所述實驗平臺15位于所述顯示板外側(cè)設(shè)置拍攝機構(gòu)，所述拍攝機構(gòu)包括固定桿7，設(shè)置在所述固定桿7上用于拍攝的數(shù)碼相機8。

所述第二連桿組16包括兩平行的第二連桿。

該實施例中采用的控制機構(gòu)包括單片機，與所述單片機相連接且為所述升降支撐機構(gòu)和實驗機構(gòu)相配合的電源，而為了確保電源電能的穩(wěn)定性，在支撐板上設(shè)置太陽能電池板，用于為電源提供穩(wěn)定的電能；而為了保存實驗數(shù)據(jù)，在實驗平臺位于所述顯示板外側(cè)設(shè)置拍攝機構(gòu)，所述拍攝機構(gòu)包括固定桿，設(shè)置在所述固定桿上用于拍攝的數(shù)碼相機，實時進行拍照，保存實驗結(jié)構(gòu)，并可拍攝實驗過程，傳輸給地球。

以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。