CN104361788B - 三视图投影教学仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三视图投影教学仪，属于工程制图教学用具领域，其特征在于：包括投影仪固定架，在投影仪固定架内设置有模型放置台，在投影仪固定架上安装有X向驱动装置，在X向驱动装置上安装有Y向驱动装置，在Y向驱动装置上安装有Z向驱动装置，投影装置安装于Z向驱动装置上，在投影仪固定架的正面、侧面、底面分别安装有主视图幕布、侧视图幕布、俯视图幕布；本发明的三视图投影教学仪具有能够直接观察被研究模型的内外的轮廓线、成形直观的三视图的功能，学生可根据投影线学习机械制图中三维立体与二维图之间的相互转化。

Description

三视图投影教学仪
技术领域：
本发明涉及一种三视图投影教学仪，属于工程制图教学用具技术领域。
背景技术：
随着技术的发展，传统的教学模式——“黑板加粉笔”，已经渐渐由多媒体教学、各种现代化的教具教学等所取代。教具是在教学过程中针对相关课程或教学内容目标所使用的各类器具、用具的总称。现代化的教具使学生能直观、形象地理解教学内容，使教学更加容易和轻松。根据教学目标和教学对象的特点，通过教学设计，合理选择教具，充分运用现代教学媒体，并与传统教学手段有机组合，共同参与教学全过程，形成合理的教学过程结构，达到最优化的教学效果。
在工程制图等课程教学中，使用教具解释三视图是很重要的环节，但是目前常用的教具往往很难直观形象的解释三视图投影原理及表现视图模型内部轮廓线，从而造成初学者学习困难。究其原因是，工程制图需要学生具有较强的空间想象能力，而现有的教具不能很好的观察被研究模型的轮廓线、形成直观的三视图，使学生建立起三维立体与二维图之间的观感和概念。
发明内容：
本发明的目的主要是针对空间想象能力一般的学生在工程制图课程中三视图理解困难的现象，提供一种可直接观察被研究模型的轮廓线、成形直观的三视图投影教学仪。
本发明采取的技术方案如下：
一种三视图投影教学仪，其特征在于：包括投影仪固定架，在投影仪固定架内设置有模型放置台，在投影仪固定架上安装有X向驱动装置，在X向驱动装置上安装有Y向驱动装置，在Y向驱动装置上安装有Z向驱动装置，投影装置安装于Z向驱动装置上，在投影仪固定架的正面、侧面、底面分别安装有主视图幕布、侧视图幕布、俯视图幕布。
进一步的设置在于：
所述的投影仪固定架为中空的立方体框架。
在模型放置台上放置有模型。
所述的X向驱动装置、Y向驱动装置、Z向驱动装置皆采用丝杆滑台结构。
所述丝杆滑台结构包括导轨，丝杆安装于导轨上方，滑台安装于丝杆上，滑台与导轨之间为滑动连接，滑台与丝杆之间为联动连接，电机与丝杆联动连接。
X向驱动装置的导轨安装于投影仪固定架上，Y向驱动装置的导轨固定在X向驱动装置的滑台上，Z向驱动装置的滑台与Y向驱动装置的滑台固定，投影装置与Z向驱动装置的导轨一端固定连接。
X向驱动装置的导轨安装于投影仪固定架上，Y向驱动装置的导轨固定在X向驱动装置的滑台上，Z向驱动装置的导轨与Y向驱动装置的滑台相固接，投影装置安装于Z向驱动装置的滑台上。
所述投影装置包括安装板，投影装置通过安装与Z向驱动装置相连，在安装板上安装有第一旋转机构，连接板与第一旋转机构相连，在连接板上安装有第二旋转机构，投影光源与第二旋转机构相连。
所述的投影光源包括聚光灯和凸透镜。
所述的第一旋转机构与第二旋转机构均为旋转电机。
本发明的有益效果如下：
本三视图投影教学仪具有能够直接观察被研究物体的内外轮廓线、成形直观的三视图的功能，学生可根据投影线学习工程制图中三维立体与二维图之间的相互转化。
以下结合附图和具体实施方式做进一步说明。
附图说明：
图1为本发明的正面结构示意图；
图2为本发明的侧视图；
图3为本发明的俯视图；
图4为本发明驱动装置的结构示意图；
图5为本发明投影装置的结构示意图；
图6为本发明投影光源的工作原理图；
图7为本发明的立体状态参考图。
具体实施方式：
本发明的一种三视图投影教学仪，如图1、图2、图3、图7所示，包括投影仪固定架1，所述的投影仪固定架1为中空的立方体框架，在投影仪固定架1内设置有模型放置台10，模型放置台10用于放置模型9，模型9优选为透明视图模型，在投影仪固定架1上安装有X向驱动装置5，在X向驱动装置5上安装有Y向驱动装置6，在Y向驱动装置6上安装有Z向驱动装置7，投影装置8安装于Z向驱动装置7上，在投影仪固定架1的正面、侧面、底面分别安装有主视图幕布3、侧视图幕布2、俯视图幕布4,。
本申请所述的X向、Y向、Z向，是指构成立体的三维方向，与立方体框架的长、宽、高方向一致。所述投影仪固定架1的正面、侧面、底面，是相对物体在立方体框架上的投影方向定义。
结合图4所示，所述的X向驱动装置5、Y向驱动装置6、Z向驱动装置7皆采用丝杆滑台结构，包括导轨14，丝杆12安装于导轨14的上方，滑台13安装于丝杆12上，滑台13与导轨14之间为滑动连接，滑台13与丝杆12之间为联动连接，电机11与丝杆12联动连接。在图7给出的本实施例中，X向驱动装置5的导轨14是安装于投影仪固定架1上的，Y向驱动装置6的导轨14固定在X向驱动装置5的滑台13上，Z向驱动装置7的滑台13与Y向驱动装置6的滑台13固定，投影装置8与Z向驱动装置7的导轨14一端固定连接。
这样，当X向驱动装置5的电机11启动，带动丝杆12转动，滑台13沿导轨14来回运动，由于Y向驱动装置6的导轨14固定在X向驱动装置5的滑台13上，因此，Y向驱动装置6随X向驱动装置5的滑台13沿X向往复运动，另一方面，Y向驱动装置6的电机驱动下，Z向驱动装置7的滑台13与Y向驱动装置6的滑台13做Y向往复运动，而投影装置8安装于Z向驱动装置7的导轨14一端，随着Z向驱动装置7的电机驱动，投影装置8随Z向驱动装置7的导轨14一起完成Z向的往复运动。
作为替换方案，所述的投影装置8亦可以安装于Z向驱动装置7的滑台13上，而相应的，Z向驱动装置7的导轨与Y向驱动装置6的滑台13相固接，亦可获得与前述实施例相同的效果。
如图5、图6所示，投影装置8包括安装板81，投影装置8通过安装板81与Z向驱动装置7相连，在安装板81上安装有第一旋转机构82，连接板83与第一旋转机构82相连，在连接板83上安装有第二旋转机构84，所述的第二旋转机构84与第一旋转机构82的轴心垂直，即一个为水平方面的旋转，另一个为垂直方向的旋转，投影光源85与第二旋转机构84相连，所述的投影光源85包括聚光灯851和凸透镜852。
优选的，所述的第一旋转机构82与第二旋转机构84 均为旋转电机。
结合图7所示，本发明的工作原理如下：
1、通过X向驱动装置5、Y向驱动装置6和Z向驱动装置7的运动，可以实现X、Y、Z三个方向的精确定位，从而将投影装置8移动到对应模型的主视图、左视图、俯视图的投影位置；
2、通过投影装置8的第一旋转机构82和第二旋转机构84的动作，调整投影光源85的光源方向，如图6所示，投影光源85的凸透镜18，将发散的聚光灯18的光变成平行的投影光线，平行光照射到模型放置台10上的透明视图模型9上，在对应的幕布上形成能反映该模型内部结构的三视图。
本发明的三视图投影教学仪，具有能够直接观察被研究物体的内外轮廓线、成形直观的三视图的功能，学生可根据投影线学习工程制图中三维立体与二维图之间的相互转化，尤其对于空间想象能力较差的学生，学习和理解工程制图，具有非常大的帮助。

Claims (8)

1.一种三视图投影教学仪，其特征在于：包括投影仪固定架，在投影仪固定架内设置有模型放置台，在投影仪固定架上安装有X向驱动装置，在X向驱动装置上安装有Y向驱动装置，在Y向驱动装置上安装有Z向驱动装置，投影装置安装于Z向驱动装置上，在投影仪固定架的正面、侧面、底面分别安装有主视图幕布、侧视图幕布、俯视图幕布；
所述的X向驱动装置、Y向驱动装置、Z向驱动装置皆采用丝杆滑台结构；
所述丝杆滑台结构包括导轨，丝杆安装于导轨上方，滑台安装于丝杆上，滑台与导轨之间为滑动连接，滑台与丝杆之间为联动连接，电机与丝杆联动连接。
2.根据权利要求1所述的一种三视图投影教学仪，其特征在于：所述的投影仪固定架为中空的立方体框架。
3.根据权利要求1所述的一种三视图投影教学仪，其特征在于：在模型放置台上放置有模型。
4.根据权利要求1所述的一种三视图投影教学仪，其特征在于： X向驱动装置的导轨安装于投影仪固定架上，Y向驱动装置的导轨固定在X向驱动装置的滑台上，Z向驱动装置的滑台与Y向驱动装置的滑台固定，投影装置与Z向驱动装置的导轨一端固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种三视图投影教学仪，其特征在于： X向驱动装置的导轨安装于投影仪固定架上，Y向驱动装置的导轨固定在X向驱动装置的滑台上，Z向驱动装置的导轨与Y向驱动装置的滑台相固接，投影装置安装于Z向驱动装置的滑台上。
6.根据权利要求1所述的一种三视图投影教学仪，其特征在于：投影装置包括安装板，投影装置通过安装板与Z向驱动装置相连，在安装板上安装有第一旋转机构，连接板与第一旋转机构相连，在连接板上安装有第二旋转机构，投影光源与第二旋转机构相连。
7.根据权利要求6所述的一种三视图投影教学仪，其特征在于：所述的投影光源包括聚光灯和凸透镜。
8.根据权利要求6所述的一种三视图投影教学仪，其特征在于：所述的第一旋转机构与第二旋转机构均为旋转电机。
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