水鐘橫型打擊樂器裝置的制作方法

本發明屬水鐘模型技術領域，具體涉及一種水鐘橫型打擊樂器裝置。

背景技術：

水鐘在中國又叫做“刻漏”、“漏壺”。是根據等時性原理滴水記時的方法。目前，水鐘結構分為兩種，一種是利用特殊容器記錄水漏完的時間，一種是記錄多少時間把水裝滿。為了將這一古老的衡器延續至今，以向學生展示古老文明的燦爛文化，利用現代機械原理制造一種新型結構的水鐘，并在水鐘中結合玩具的娛樂性功能，提出如下技術方案。

技術實現要素：

本發明解決的技術問題：提供一種水鐘橫型打擊樂器裝置，利用等時性原理滴水計時而設計的通過齒輪系傳動實現水鐘模型的演示，并將該水鐘的傳動齒輪通過連桿機構實現打擊樂器模型周期性的“打擊演奏”，將水鐘與打擊樂器有效結合，借助機械原理和水重力勢能到動能的轉換原理實現各機構的運轉，實現計時功能的同時兼具打擊樂器演奏的玩具游戲動態演示效果，生動有趣、無電能消耗，更具科普教育意義。

本發明采用的技術方案：水鐘橫型打擊樂器裝置，具有底座，所述底座右側固連豎直的滴壺支架，所述滴壺支架上端左側固定設有水滴勻速滴落的滴壺，所述滴壺滴點的正下方設有根據等時性原理受水滴勻速滴落時的重力驅動轉動的水車輪，所述水車輪通過齒輪組和與齒輪組關聯的手臂連桿機構傳動分別驅動木偶人的手臂敲打能發出響聲的樂器模型，并受該齒輪組傳動驅動其齒輪傳動末端的指針齒輪轉動以帶動隨指針齒輪同步轉動的指針沿與指針齒輪同軸固定設置的時間盤轉動，所述水車輪、齒輪組、指針齒輪以及時間盤均沿第一水平支架設置，所述第一水平支架通過在底座左側固連豎直的齒輪支架的支撐而設置，位于水車輪的下方與底座固連設有盛接水車輪漏水的水槽。

所述滴壺包括筒狀瓶體，所述瓶體上端設有方便加水的瓶蓋、下端設有封堵瓶口的瓶塞，瓶塞內插接導管，導管中部設有調節水滴流速的調節閥。

所述齒輪組包括與水車輪同軸同步轉動的第一齒輪，所述第一齒輪嚙合第二齒輪轉動，并由第二齒輪帶動第二齒輪軸上同軸安裝的第三齒輪同步轉動，所述第三齒輪嚙合第四齒輪，并由第四齒輪帶動第四齒輪軸上同軸安裝的第五齒輪同步轉動，所述第五齒輪嚙合第六齒輪，并由第六齒輪帶動第六齒輪軸上同軸安裝的第七齒輪同步轉動，所述第七齒輪嚙合指針齒輪，并由指針齒輪帶動指針齒輪軸上同軸安裝的指針同步轉動，所述指針齒輪軸上同軸安裝位置固定的時間盤，并由指針沿所述時間盤表面轉動。

所述手臂連桿機構包括首尾轉動鉸接的第一連桿和第二連桿，其中第一連桿下端與齒輪組中某一中間傳動齒輪盤的盤體定軸轉動鉸接，第一連桿上端與第二連桿下端非定軸轉動鉸接，第二連桿上端與固定設置的木偶人的手臂尾端定軸轉動鉸接，第一連桿與第二連桿的非定軸轉動鉸接交點設于木偶人的手臂自由端，且該手臂自由端固連隨該中間傳動齒輪的轉動周期性敲擊木偶人對面固定設有的樂器模型的擊錘。

所述木偶人具有2-3個，且每個木偶人的前方均固定設有待敲擊的樂器模型，所述樂器模型包括鐘模型、鼓模型或銅鈸模型。

所述木偶人和樂器模型位于所述齒輪組的上方設置，且其頂端分別通過上懸固定桿與滴壺支架固連。

本發明與現有技術相比的優點：

1、本方案將古老的水鐘原理通過齒輪傳動將水滴動能轉換為指針在表盤上的轉動，方便水鐘等時性原理的直觀演示，也能方便學生掌握齒輪傳動的傳動機理，也方便學生掌握連桿機構的傳動機理，了解水鐘原理并可用于記錄時間的同時，方便學生對機械傳動的機理有一定理解和掌握；

2、本方案通過與水鐘齒輪組關聯的連桿機構的設置，實現了在水鐘通過傳動齒輪組實現工作轉動的同時，能夠通過傳動齒輪組帶動人偶手臂敲擊樂器模型發出響聲，以效仿打擊樂器的演奏表演進行展示，將水鐘與打擊樂器有效結合，實現計時功能的同時兼具玩具游戲的動態演示效果，生動有趣；

3、借助機械原理和水重力勢能到動能的轉換原理實現各機構的運轉，無需電能的消耗，更為節能，具備科普教育意義。

附圖說明

圖1為本發明結構主視圖；

圖2為本發明齒輪組的傳動結構主視圖；

圖3為本發明齒輪組的傳動俯視結構示意圖；

圖4為手臂連桿機構敲擊樂器模型的工作原理結構示意圖；

圖5為手臂連桿機構敲擊樂器模型的工作原理結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖1-5描述本發明的一種實施例。

(如圖1所示)水鐘橫型打擊樂器裝置，具有底座1，所述底座1右側固連豎直的滴壺支架2，所述滴壺支架2上端左側固定設有水滴勻速滴落的滴壺3。所述滴壺3包括豎直設置的筒狀瓶體31，所述瓶體31上端設有方便加水的瓶蓋32、瓶蓋32旋合連接瓶體31，瓶體31下端設有封堵瓶口的瓶塞33，瓶塞可仿照輸液瓶瓶塞結構設計，瓶塞33內插接導管34，導管34與瓶塞33的連接可參照輸液瓶與輸液管的插入式連接而設計，導管34中部設有調節水滴流速的調節閥35，調節閥35結構參照輸液管上的塑料流速調節閥結構而設計。

所述滴壺3滴點的正下方設有根據等時性原理受水滴勻速滴落時的重力驅動轉動的水車輪4。所述水車輪4包括木葉輪，木葉輪緊配合安裝于水車輪轉軸上，木葉輪的每個葉片端部正對滴點下方制有接住每滴水滴的接碗。為保證水滴能夠給予足夠的動能，可通過增大滴液質量，增加滴口直徑、盡量加長滴落路徑以增加動力勢能等方式來實現，還可通過控制齒輪系的尺寸以及裝配參數設計來實現。

所述水車輪4通過齒輪組5和與齒輪組5關聯的手臂連桿機構6傳動分別驅動木偶人7的手臂敲打能發出響聲的樂器模型8，并受該齒輪組5傳動驅動其齒輪傳動末端的指針齒輪9轉動以帶動隨指針齒輪9同軸安裝的指針901同步轉動，且該指針901沿與指針齒輪9同軸固定設置的時間盤10轉動。

具體地，為通過機械結構原理的齒輪系傳動實現水鐘鐘表的走鐘計時功能。(如圖2、圖3所示)所述齒輪組5包括與水車輪4同軸安裝且同步轉動的第一齒輪51，所述第一齒輪51嚙合與其水平安裝的第二齒輪52轉動，并由第二齒輪52帶動第二齒輪軸501上同軸安裝的第三齒輪53同步轉動，所述第三齒輪53嚙合與其水平安裝的第四齒輪54，并由第四齒輪54帶動第四齒輪軸502上同軸安裝的第五齒輪55同步轉動，所述第五齒輪55嚙合與其水平安裝的第六齒輪56，并由第六齒輪56帶動第六齒輪軸503上同軸安裝的第七齒輪57同步轉動，所述第七齒輪57嚙合與其水平安裝的指針齒輪9，并由指針齒輪9帶動指針齒輪軸504上同軸安裝的指針901同步轉動，所述指針齒輪軸504上通過軸承、軸套組件同軸安裝位置固定的時間盤10，并由指針901沿所述時間盤10表面轉動以形成水鐘末端的鐘表走鐘。

具體地，為實現水鐘齒輪組5驅動“打擊樂器”玩具的自動作。所述手臂連桿機構6包括首尾轉動鉸接的第一連桿61和第二連桿62，其中第一連桿61下端與齒輪組5中某一中間傳動齒輪盤的盤體定軸轉動鉸接，(如圖4、圖5所示實施例)，所述第一連桿61下端與齒輪組5中的第四齒輪54輪盤的盤體定軸轉動鉸接，所述第一連桿61上端與第二連桿62下端非定軸轉動鉸接，(該非定軸轉動鉸接端為“手臂”的自由擺動端)所述第二連桿62上端與固定設置的木偶人7的手臂尾端71定軸轉動鉸接，(該定軸轉動鉸接端為“手臂”的繞定軸擺動點。)所述第一連桿61與第二連桿62的非定軸轉動鉸接交點設于木偶人7的手臂自由端72，且該手臂自由端72固連隨該中間傳動齒輪的轉動周期性敲擊木偶人7對面固定設有的樂器模型8的擊錘73。傳動原理：齒輪組5中的第四齒輪54輪盤的盤體旋轉的同時，帶動第一連桿61上下擺動，第一連桿61上下擺動的同時，帶動第二連桿62繞木偶人7的手臂尾端71定心擺動，第二連桿62繞木偶人7的手臂尾端71定心擺動的同時，帶動木偶人7的手臂自由端72固定設有的擊錘73擺動，擊錘73擺動的同時周期性敲擊擊錘73前方設有的樂器模型8，如圖4圖5所示實施例該樂器模型8為鐘模型81。

為簡化齒輪系和水鐘的緊湊型安裝，所述水車輪4、齒輪組5、指針齒輪9以及時間盤10均沿第一水平支架11設置，所述第一水平支架11通過在底座1左側固連豎直的齒輪支架12的支撐而設置，為避免水滴四處亂流，位于水車輪4的下方與底座1固連設有盛接水車輪4漏水的水槽13。

(如圖1所示)為實現不同種類的“樂器演奏”效果，所述木偶人7具有2-3個，每個木偶人7分別受不同的齒輪盤轉動驅動動作，且每個木偶人7的前方均固定設有待敲擊的樂器模型8，所述樂器模型8包括鐘模型81、鼓模型82或銅鈸模型。如圖所示實施例，為僅設置鐘模型81和鼓模型82的實施例，所述銅鈸模型雖未示出，但所述銅鈸模型的驅動機理與其余樂器模型8的驅動機理相同。

(如圖1所示)為實現木偶人7和樂器模型8的無障礙固定設置，所述木偶人7和樂器模型8位于所述齒輪組5的上方設置，且其頂端分別通過上懸固定桿13與滴壺支架2固連。

本方案將古老的水鐘原理通過齒輪系傳動將水滴動能轉換為指針在表盤上的轉動，方便水鐘等時性原理的直觀演示，也能方便學生掌握齒輪傳動的傳動機理，也方便學生掌握連桿機構的傳動機理，了解水鐘原理并可用于記錄時間的同時，有助于學生對機械傳動原理有一定理解和掌握。本方案通過與水鐘齒輪組5關聯的臂連桿機構6的設置，實現了在水鐘通過傳動齒輪組5實現工作轉動的同時，能夠通過傳動齒輪組5帶動人偶手臂敲擊樂器模型8發出響聲，以效仿打擊樂器的“演奏表演”進行展示，將水鐘與打擊樂器有效結合，實現計時功能的同時兼具玩具游戲的動態演示效果，生動有趣；此外，本方案借助機械原理和水重力勢能到動能的轉換原理實現各機構的運轉，無需電能的消耗，更為節能，具備科普教育效果。

上述實施例，只是本發明的較佳實施例，并非用來限制本發明實施范圍，故凡以本發明權利要求所述內容所做的等效變化，均應包括在本發明權利要求范圍之內。