论文部分内容阅读
摘 要:设计只制作的水透镜眼镜采用了大气压原理、水透光原理、乳胶膜弹性原理、仿生学原理及透镜成像原理。可应用于医疗放射科工作人员、电脑工作者,尤其可应用于青少年近视眼矫正机防止上,其他高科技透镜应用领域。
关键词:水透镜;眼镜;近视眼;矫正预防
水透镜是一种新型仿生学光学元件(动物眼睛晶状体是液体)。基于水除了无色无味外,还有沸点高、蒸发热大、热容高、反常膨胀、良好溶剂、能不断发生缔合等特点.
用水作透镜,在不需要任何移动组件下,具一定的自主变焦能力。利用这一特性设计和制作的“水透镜眼镜”,对于从事医学放射科的操作人员、长时间用电脑工作的人员,具有较强的防辐射功能,能很好地保护眼睛。对预防、矫正青少年近视眼、远视眼大有裨益。
1 水透镜眼镜的原理及创新点
1.1 水透镜眼镜制作原理及科学方法
该项目主要应用了科学实验法、仿生创新法、组合发明法等科学方法。利用了大气压原理、水透光原理、乳胶膜弹性原理、仿生学原理及透镜成像原理。
1.2 水透镜眼镜的创新点
水透镜是一种新型仿生学光学元件,具体积小、相应速度快等特点。在不需要任何移动组件下,具一定的自主变焦能力。能实现预防青少年近视眼的功能,由于水眼镜能连续变焦,可用于校正青少年近视眼。
2 水透镜眼镜的设计过程
2.1水透镜设计过程
2.1.1设计制作储水鼓(塑料材料)
用塑料板制作储水鼓,塑料板中间钻孔,为储水间,侧面开小孔,为进水孔和调焦孔。
2.1.2 制作弹性模盖
在较上述塑料板薄的材料上开与储水间相同孔径孔,为弹性模盖,制作2件。
2.1.3 链接结构
将弹性乳胶膜及进水装置、调焦装置连接储水装置(图1)。
2.2 水透镜眼镜设计过程
2.2.1 制作水透镜(见上)
2.2.2 组装眼镜
2.2.3 将水透镜连接与眼镜架上(图2)。
水透镜是一种仿生学光学元件,利用了动物眼球变焦原理。在设计过程中,先寻找弹性膜,再设计和制作储水鼓圈,在储水鼓圈上安装注水装置和调焦装置。主要表现在外围薄膜材料的韧性欠佳,当透镜装置中充满清水时,鼓起的膜由于重力因素,形成的透镜结构不够规则。为此,实验过程中将透膜进行了绷紧处理,效果更加明显。同时可将水透镜的储水鼓圈缩小,减小由于水的重力导致透镜结构不规则的因素。
3 水透镜眼镜使用后需改进完善之处
在使用过程中发现,外围薄膜材料的韧性欠佳,有待进一步搜寻更优质材料。需寻找优质强韧性外围薄膜材料,增加实验效果,及增强水的纯度。
4 水透镜及水透镜眼镜的应用领域
4.1 中学物理教学—透镜特性演示实验
原有中学物理透镜特性演示实验装置由玻璃透镜构成,需不断更换透镜演示,水透镜可实现同装置透镜变焦实验,具简单易操作、方便演示等特点。
4.2 其他透镜组合装置
诸如投影仪、照相机等镜头可用水透镜代替,成本低廉、自主变焦、水透镜对光的折射均小于玻璃透镜。
4.3 水透镜眼镜的应用
由于水透镜中注有水,水对眼睛具很好的保护作用。水透镜眼镜可对发炎的眼睛起到降温、消炎的目的;其次,水具有防辐射的功能,水透镜眼镜可用于强磁场、射线等辐射环境下保护眼睛;再次,自主变焦的水透镜眼镜对于近视眼患者及远视眼患者,可根据需要自主调焦,调节清晰。还有矫正和保护眼睛等功效。
总之,设计和制作的水透镜眼睛具有诸多优点,但不乏也存在诸多不足,需要再后续研究中更加完善。
关键词:水透镜;眼镜;近视眼;矫正预防
水透镜是一种新型仿生学光学元件(动物眼睛晶状体是液体)。基于水除了无色无味外,还有沸点高、蒸发热大、热容高、反常膨胀、良好溶剂、能不断发生缔合等特点.
用水作透镜,在不需要任何移动组件下,具一定的自主变焦能力。利用这一特性设计和制作的“水透镜眼镜”,对于从事医学放射科的操作人员、长时间用电脑工作的人员,具有较强的防辐射功能,能很好地保护眼睛。对预防、矫正青少年近视眼、远视眼大有裨益。
1 水透镜眼镜的原理及创新点
1.1 水透镜眼镜制作原理及科学方法
该项目主要应用了科学实验法、仿生创新法、组合发明法等科学方法。利用了大气压原理、水透光原理、乳胶膜弹性原理、仿生学原理及透镜成像原理。
1.2 水透镜眼镜的创新点
水透镜是一种新型仿生学光学元件,具体积小、相应速度快等特点。在不需要任何移动组件下,具一定的自主变焦能力。能实现预防青少年近视眼的功能,由于水眼镜能连续变焦,可用于校正青少年近视眼。
2 水透镜眼镜的设计过程
2.1水透镜设计过程
2.1.1设计制作储水鼓(塑料材料)
用塑料板制作储水鼓,塑料板中间钻孔,为储水间,侧面开小孔,为进水孔和调焦孔。
2.1.2 制作弹性模盖
在较上述塑料板薄的材料上开与储水间相同孔径孔,为弹性模盖,制作2件。
2.1.3 链接结构
将弹性乳胶膜及进水装置、调焦装置连接储水装置(图1)。
2.2 水透镜眼镜设计过程
2.2.1 制作水透镜(见上)
2.2.2 组装眼镜
2.2.3 将水透镜连接与眼镜架上(图2)。
水透镜是一种仿生学光学元件,利用了动物眼球变焦原理。在设计过程中,先寻找弹性膜,再设计和制作储水鼓圈,在储水鼓圈上安装注水装置和调焦装置。主要表现在外围薄膜材料的韧性欠佳,当透镜装置中充满清水时,鼓起的膜由于重力因素,形成的透镜结构不够规则。为此,实验过程中将透膜进行了绷紧处理,效果更加明显。同时可将水透镜的储水鼓圈缩小,减小由于水的重力导致透镜结构不规则的因素。
3 水透镜眼镜使用后需改进完善之处
在使用过程中发现,外围薄膜材料的韧性欠佳,有待进一步搜寻更优质材料。需寻找优质强韧性外围薄膜材料,增加实验效果,及增强水的纯度。
4 水透镜及水透镜眼镜的应用领域
4.1 中学物理教学—透镜特性演示实验
原有中学物理透镜特性演示实验装置由玻璃透镜构成,需不断更换透镜演示,水透镜可实现同装置透镜变焦实验,具简单易操作、方便演示等特点。
4.2 其他透镜组合装置
诸如投影仪、照相机等镜头可用水透镜代替,成本低廉、自主变焦、水透镜对光的折射均小于玻璃透镜。
4.3 水透镜眼镜的应用
由于水透镜中注有水,水对眼睛具很好的保护作用。水透镜眼镜可对发炎的眼睛起到降温、消炎的目的;其次,水具有防辐射的功能,水透镜眼镜可用于强磁场、射线等辐射环境下保护眼睛;再次,自主变焦的水透镜眼镜对于近视眼患者及远视眼患者,可根据需要自主调焦,调节清晰。还有矫正和保护眼睛等功效。
总之,设计和制作的水透镜眼睛具有诸多优点,但不乏也存在诸多不足,需要再后续研究中更加完善。