CN105869498B - 柔性牵引角分线式联动的直线三面投影演示板 - Google Patents

Abstract

一种柔性牵引角分线式联动的直线三面投影演示板，由投影板、投影连线机构、直线投影机构和联动机构组成；采用柔型绳驱动的投影连线机构，使直线动点的正面投影和水平投影连线保证垂直X轴，直线动点的正面投影和侧面投影保证垂直Z轴；采用可伸缩的直线投影机构，使直线的投影长度可变化，满足空间直线的各种位置的状况；采用联动机构保证同一点的水平投影到X轴的距离等于侧面投影到Z轴的距离。使用时，用手旋松动点三个投影帽，依次移动动点两个投影到指定位置后旋紧投影帽，第三个投影会联动到正确位置，再旋紧投影帽即可。本发明用一个动态可变化的实物教具代替了7个不变的教具，而且动态演示效果显著提升。

Description

柔性牵引角分线式联动的直线三面投影演示板

技术领域

本发明涉及一种教学演示教具，尤其是工程制图课程所用的柔性牵引角分线式联动的直线三面投影演示板。

背景技术

在工程制图课程中，表示直线的空间位置由三个投影面上的投影来确定，即直线的正面投影、水平投影和侧面投影，直线由包含两个端点的直线段表示，要求必须保证同一个端点的正面投影和水平投影的连线垂直X轴，正面投影和侧面投影的连线垂直Z轴，水平投影到X轴的距离等于侧面投影到Z轴的距离。空间直线相对投影面的位置有七种情况，分别是正平线、水平线、侧平线、正垂线、铅垂线、侧垂线和倾斜线，在工程制图课程教学中，需要用正面投影、水平投影和侧面投影分别演示这七种直线。目前，演示这七种直线是采用七个实物模型教具或者是在黑板上画出其三面投影图。如果采用实物模型教具，每一种教具都是固定不变的，其缺点是体积庞大，搬运，携带、移动和悬挂不方便，如果采用在黑板上画出其三面投影图，需要较多的时间，占用较大的黑板空间，且动态演示效果不好。影响教学质量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种柔性牵引角分线式联动的直线三面投影演示板，该柔性牵引角分线式联动的直线三面投影演示板采用直线的一个端点固定，另一个端点活动的形式，采用柔性牵引驱动的投影连线机构和直线投影机构不仅能方便灵活快速摆出7种直线的位置，而且还能保证直线端点的正面投影和水平投影的连线垂直X轴，直线端点的正面投影和侧面投影的连线垂直Z轴。采用YH轴与YW轴角分线（45度）槽滑道联动的形式确保端点的水平投影到X轴的距离相等。以解决上述现有技术的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：柔性牵引角分线式联动的直线三面投影演示板包括投影板、投影连线机构、直线投影机构和联动机构。

投影板上设有X轴、YH轴、Yw轴和Z轴，X轴、YH轴、Yw轴和Z轴把投影板分为正投影面、水平投影面、侧投影面和YH Yw面。YH Yw面上设有角分线滑道。设直线段的端点为定点和动点。定点是不动的点，定点的正投影面、水平投影和侧面投影设在各自投影面的中间，定点的正投影面、水平投影和侧面投影分别设有定点槽，定点槽是阶梯圆孔。定点的正投影面和水平投影的连线垂直X轴，设为左定点投影连线；定点的正投影面和侧面投影的连线垂直Z轴，设为上定点投影连线；定点的水平投影到X轴的距离等于定点的侧面投影到Z轴的距离，定点的水平投影到角分线滑道的线设为下定点投影连线，定点的侧面投影到角分线滑道的线设为右定点投影连线。X轴、YH轴、Yw轴、Z轴、左定点投影连线、右定点投影连线、上定点投影连线和下定点投影连线的截断面是矩形槽。

投影连线机构包括平移架、挂轮、挂轮轴、滑轮、滑轮轴、柔性绳、绳架和绳架螺钉。平移架有四个，分别是上平移架、下平移架、左平移架和右平移架。平移架是C型条形结构，平移架两端钩挂在投影板上。平移架上设有条形定位槽，定位槽上开有滑槽，滑槽比定位槽窄。左平移架和右平移架的形状相同，上端各设有挂轮轴，挂轮轴上设有挂轮，挂轮骑在投影板上端。在投影板的后面，所有平移架两端分别设有滑轮轴，滑轮轴上套有滑轮，滑轮设有两个滑道，每个滑道各缠绕有一条柔性绳，柔性绳共有八条，每个滑轮上缠绕有两条柔性绳，柔性绳的两端分别固定在投影板两侧面的绳架上。绳架共有八个，绳架由绳架螺钉对称固定在投影板四个侧面的角上。每条柔性绳绕过滑轮后转向到同一个平移架的另一个滑轮，再转向与绳架连接，成Z或反Z 形状；与其相对的另一条柔性绳的固定和走向与前一条柔性绳对称，两柔性绳与同一个滑轮的缠绕方向相反；以确保平移架能在投影板上平移运动。

直线投影机构包括定点、动点和投影连线，定点包括定点正面投影、定点水平投影和定点侧面投影，每个投影由定点轴承、定点帽、定点轴、定点卷簧和直线投影组成，投影面上的定点槽内安装有定点轴承，定点轴承的内圈外套有定点帽，定点帽上设有定点开口，定点帽分定点正面投影帽、定点水平投影帽和定点侧面投影帽，定点轴承内圈固定安装有定点轴，定点轴上安装有定点卷簧，定点卷簧的内端与定点轴连接，定点卷簧的外端与直线投影连接，直线投影是柔性薄条状，分为直线正面投影、直线水平投影和直线侧面投影，直线投影缠绕在定点卷簧上，直线投影通过定点开口伸出到投影板上，与动点连接。直线投影在定点卷簧的拉动下总是绷直在投影板上，并长短可变。动点包括动点正面投影、动点水平投影和动点侧面投影，每个投影由滑块、投影夹块、销、动点壳、动点卷簧、动点投影连线和动点帽组成，滑块是长方体和圆柱的组合体，滑块的圆柱内有圆柱通孔，通孔内设有两个投影夹块，投影夹块是半阶梯圆柱形，两个投影夹块之间的接触面内夹住直线投影，两个投影夹块由销连接成阶梯圆柱，投影夹块能在滑块的圆柱孔内旋转；滑块的长方体放入平移架的定位槽内，滑块能在定位槽内滑动；滑块上的圆柱放入平移架的滑槽内。滑块的圆柱外侧连接有两个并列的动点卷簧的内端，动点卷簧的截断面是圆形，正面投影的两个动点卷簧外侧分别连接左动点投影连线和上动点投影连线，水平投影的两个动点卷簧外侧分别连接左动点投影连线和下动点投影连线，侧面投影的两个动点卷簧外侧分别连接右动点投影连线和上动点投影连线。动点三个投影的外侧套有动点壳，动点壳上设有圆孔，动点投影连线通过圆孔到另一个动点投影，动点投影连线在动点卷簧的拉动下，总是绷直在投影板上，并长短可变。动点帽分为动点正面投影帽、动点水平投影帽和动点侧面投影帽，动点帽通过螺纹旋紧在滑块圆柱的螺孔上，将动点投影固定锁死在移动架上。

联动机构包括角分线滑道、角分线滑块、右平移架、下平移架和等分点帽。角分线滑道是YH轴和 Yw轴的角分线，角分线滑道的截断面是T形槽，T形槽内设有角分线滑块，角分线滑块沿角分线滑道滑动，角分线滑块在T形槽外的形状是阶梯圆柱体，圆柱体与右平移架和下平移架的滑槽相切，角分线滑块也能在右平移架和下平移架的滑槽内滑动，角分线滑块外侧套有等分点帽，等分点帽连接有右动点投影连线和下动点投影连线。联动机构的作用是保证动点的水平投影到X轴的距离等于侧面投影到Z轴的距离。

投影面采用白色，投影连线和字体采用黑色，平移架采用透明材料，动点和定点采用红色，直线投影采用醒目的颜色。

本发明的有益效果是：采用柔型绳驱动的投影连线机构，使直线动点的正面投影和水平投影连线保证垂直X轴，直线动点的正面投影和侧面投影保证垂直Z轴；采用可伸缩的直线投影机构，使直线的投影长度可变化，满足空间直线的各种位置的状况；采用联动机构保证同一点的水平投影到X轴的距离等于侧面投影到Z轴的距离。本发明用一个动态可变化的实物教具代替了7个不变的教具，而且动态演示效果显著提升。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是表达整体结构的前面立体图。

图2是表达整体结构的背面立体图。

图3是主视图。

图4是在图3上沿AA剖切的左视图。

图5是在图4上沿BB剖切的后视图。

图6是图5动点的局部放大图。

图7是在图4上沿CC剖切的后视图。

图8是在图3上沿DD剖切的斜剖视图。

图9是在图8上沿EE剖切的局部剖视图。

图10是在图3上沿FF剖切的斜剖视图。

图11是在图10上沿GG剖切的阶梯剖视图。

图12是水平线投影的实施例。

图13是正平线投影的实施例。

图14是侧平线投影的实施例。

图15是铅垂线投影的实施例。

图16是正垂线投影的实施例。

图17是侧垂线投影的实施例。

图中1.投影板，2.上平移架，3.左动点投影连线，4.挂轮轴，5.左平移架，6.动点正面投影帽，7.直线正面投影，8.定点正面投影帽，9.上定点投影连线，10.Z轴，11.上动点投影连线，12.滑槽，13.右定点投影连线，14.定点侧面投影帽，15.直线侧面投影，16.右平移架，17.动点侧面投影帽，18.右动点投影连线,19.绳架,20.绳架螺钉，21.Yw轴，22.角分线滑道，23.等分点帽，24.YH轴，25.下定点投影连线，26. X轴，27.左定点投影连线， 28.定点水平投影帽， 29.直线水平投影，30.下动点投影连线，31.动点水平投影帽，32.下平移架，33.定点轴承，34.滑轮轴，35.滑轮，36.动点卷簧，37.投影夹块，38.柔性绳，39.挂轮，40.动点壳，41.滑块，42.定点槽，43.定点轴，44.销，45.定点卷簧，46.定点开口，47.角分线滑块，48.定位槽。

具体实施方式

图1至图5和图7，表示本发明的整体构造组成和零部件的连接和位置关系，也是倾斜线的实施例。

图6表示动点构造组成和零部件的连接和位置关系。

图8表示直线投影机构构造组成和零部件的连接和位置关系。

图9表示定点构造组成和零部件的连接和位置关系。

图10至图11表示联动机构构造组成和零部件的连接和位置关系。

在图1至图11中，柔性牵引角分线式联动的直线三面投影演示板包括投影板1、投影连线机构、直线投影机构和联动机构。

投影板1上设有X轴26、YH轴24、Yw轴21和Z轴10，X轴26、YH轴24、Yw轴21和Z轴10把投影板1分为正投影面、水平投影面、侧投影面和YH Yw面。YH Yw面上设有角分线滑道22。设直线段的端点为定点和动点。定点是不动的点，定点的正投影面、水平投影和侧面投影设在各自投影面的中间，定点的正投影面、水平投影和侧面投影分别设有定点槽42，定点槽42是阶梯圆孔。定点的正投影面和水平投影的连线垂直X轴26，设为左定点投影连线27；定点的正投影面和侧面投影的连线垂直Z轴10，设为上定点投影连线9；定点的水平投影到X轴26的距离等于定点的侧面投影到Z轴10的距离，定点的水平投影到角分线滑道22的线设为下定点投影连线25，定点的侧面投影到角分线滑道22的线设为右定点投影连线13。X轴26、YH轴24、Yw轴21、Z轴10、左定点投影连线27、右定点投影连线13、上定点投影连线9和下定点投影连线25的截断面是矩形槽。

投影连线机构包括平移架、挂轮39、挂轮轴4、滑轮35、滑轮轴34、柔性绳38、绳架19和绳架螺钉20。平移架有四个，分别是上平移架2、下平移架32、左平移架5和右平移架16。平移架是C型条形结构，平移架两端钩挂在投影板1上。平移架上设有条形定位槽46，定位槽46上开有滑槽12，滑槽12比定位槽46窄。左平移架5和右平移架16的形状相同，上端各设有挂轮轴4，挂轮轴4上设有挂轮39，挂轮39骑在投影板1上端。在投影板1的后面，所有平移架两端分别设有滑轮轴34，滑轮轴34上套有滑轮35，滑轮35设有两个滑道，每个滑道各缠绕有一条柔性绳38，柔性绳38共有八条，每个滑轮35上缠绕有两条柔性绳38，柔性绳38的两端分别固定在投影板1两侧面的绳架19上。绳架19共有八个，绳架19由绳架螺钉20对称固定在投影板1四个侧面的角上。每条柔性绳38绕过滑轮35后转向到同一个平移架的另一个滑轮35，再转向与绳架19连接，成Z或反Z 形状；与其相对的另一条柔性绳38的固定和走向与前一条柔性绳38对称，两柔性绳38与同一个滑轮35的缠绕方向相反；以确保平移架能在投影板1上平移运动。

直线投影机构包括定点、动点和投影连线，定点包括定点正面投影、定点水平投影和定点侧面投影，每个投影由定点轴承33、定点帽、定点轴43、定点卷簧45和直线投影组成，投影面上的定点槽42内安装有定点轴承33，定点轴承33的内圈外套有定点帽，定点帽上设有定点开口46，定点帽分定点正面投影帽8、定点水平投影帽28和定点侧面投影帽14，定点轴承33内圈固定安装有定点轴43，定点轴43上安装有定点卷簧45，定点卷簧45的内端与定点轴43连接，定点卷簧45的外端与直线投影连接，直线投影是柔性薄条状，分为直线正面投影7、直线水平投影29和直线侧面投影，直线投影缠绕在定点卷簧45上，直线投影通过定点开口46伸出到投影板1上，与动点连接。直线投影在定点卷簧45的拉动下总是绷直在投影板1上，并长短可变。动点包括动点正面投影、动点水平投影和动点侧面投影，每个投影由滑块41、投影夹块37、销44、动点壳40、动点卷簧36、动点投影连线和动点帽组成，滑块41是长方体和圆柱的组合体，滑块41的圆柱内有圆柱通孔，通孔内设有两个投影夹块37，投影夹块37是半阶梯圆柱形，两个投影夹块37之间的接触面内夹住直线投影，两个投影夹块37由销44连接成阶梯圆柱，投影夹块37能在滑块41的圆柱孔内旋转；滑块41的长方体放入平移架的定位槽46内，滑块41能在定位槽46内滑动；滑块41上的圆柱放入平移架的滑槽12内。滑块41的圆柱外侧连接有两个并列的动点卷簧36的内端，动点卷簧36的截断面是圆形，正面投影的两个动点卷簧36外侧分别连接左动点投影连线3和上动点投影连线11，水平投影的两个动点卷簧36外侧分别连接左动点投影连线3和下动点投影连线30，侧面投影的两个动点卷簧36外侧分别连接右动点投影连线18和上动点投影连线11。动点三个投影的外侧套有动点壳40，动点壳40上设有圆孔，动点投影连线通过圆孔到另一个动点投影，动点投影连线在动点卷簧36的拉动下，总是绷直在投影板1上，并长短可变。动点帽分为动点正面投影帽6、动点水平投影帽31和动点侧面投影帽17，动点帽通过螺纹旋紧在滑块41圆柱的螺孔上，将动点投影固定锁死在移动架上。

联动机构包括角分线滑道22、角分线滑块47、右平移架16、下平移架32和等分点帽23。角分线滑道22是YH轴24和 Yw轴21的角分线，角分线滑道22的截断面是T形槽，T形槽内设有角分线滑块47，角分线滑块47沿角分线滑道22滑动，角分线滑块47在T形槽外的形状是阶梯圆柱体，圆柱体与右平移架16和下平移架32的滑槽12相切，角分线滑块47也能在右平移架16和下平移架32的滑槽12内滑动，角分线滑块47外侧套有等分点帽23，等分点帽23连接有右动点投影连线18和下动点投影连线30。联动机构的作用是保证动点的水平投影到X轴26的距离等于侧面投影到Z轴10的距离。

投影面采用白色，投影连线和字体采用黑色，平移架采用透明材料，动点和定点采用红色，直线投影采用醒目的颜色。

演示本发明时，用手旋松动点正面投影帽6、动点水平投影帽31和侧面投影帽，移动动点正面投影到指定位置后旋紧动点正面投影帽6，以锁定直线正面投影7的位置；再移动动点水平投影到指定位置后旋紧动点水平投影帽31，锁定直线水平投影29的位置；直线侧面投影15随之联动到指定位置，再旋紧动点侧面投影帽17。当动点投影与定点投影重合时，可拔出定点投影帽，以避免定点和动点的干涉现象。以此操作可以演示直线的各种位置。

图12是水平线投影的实施例。

图13是正平线投影的实施例。

图14是侧平线投影的实施例。

图15是铅垂线投影的实施例。

图16是正垂线投影的实施例。

图17是侧垂线投影的实施例。

Claims (1)

1.一种柔性牵引角分线式联动的直线三面投影演示板，包括投影板、投影连线机构、直线投影机构和联动机构，其特征是：投影板上设有X轴、YH轴、Yw轴和Z轴，X轴、YH轴、Yw轴和Z轴把投影板分为正投影面、水平投影面、侧投影面和YH Yw面；YH Yw面上设有角分线滑道；设直线段的端点为定点和动点；定点是不动的点，定点的正面投影、水平投影和侧面投影设在各自投影面的中间，定点的正面投影、水平投影和侧面投影分别设有定点槽，定点槽是阶梯圆孔；定点的正面投影和水平投影的连线垂直X轴，设为左定点投影连线；定点的正面投影和侧面投影的连线垂直Z轴，设为上定点投影连线；定点的水平投影到X轴的距离等于定点的侧面投影到Z轴的距离，定点的水平投影到角分线滑道的线设为下定点投影连线，定点的侧面投影到角分线滑道的线设为右定点投影连线；X轴、YH轴、Yw轴、Z轴、左定点投影连线、右定点投影连线、上定点投影连线和下定点投影连线的截断面是矩形槽；投影连线机构包括平移架、挂轮、挂轮轴、滑轮、滑轮轴、柔性绳、绳架和绳架螺钉；平移架有四个，分别是上平移架、下平移架、左平移架和右平移架；平移架是C型条形结构，平移架两端钩挂在投影板上；平移架上设有条形定位槽，定位槽上开有滑槽，滑槽比定位槽窄；左平移架和右平移架的形状相同，上端各设有挂轮轴，挂轮轴上设有挂轮，挂轮骑在投影板上端；在投影板的后面，所有平移架两端分别设有滑轮轴，滑轮轴上套有滑轮，滑轮设有两个滑道，每个滑道各缠绕有一条柔性绳，柔性绳共有八条，每个滑轮上缠绕有两条柔性绳，柔性绳的两端分别固定在投影板两侧面的绳架上；绳架共有八个，绳架对称由绳架螺钉对称固定在投影板四个侧面的角上；每条柔性绳绕过同一个平移架的两个滑轮后，与两侧的绳架连接，成Z形状；与其相对的另一条柔性绳的固定和走向与前一条柔性绳对称，两柔性绳与同一个滑轮的缠绕方向相反；以确保平移架能在投影板上平移运动；直线投影机构包括定点、动点和投影连线，定点包括定点正面投影、定点水平投影和定点侧面投影，每个定点投影由定点轴承、定点帽、定点轴、定点卷簧和直线投影组成，投影面上的定点槽内安装有定点轴承，定点轴承的内圈外套有定点帽，定点帽上设有定点开口，定点帽分定点正面投影帽、定点水平投影帽和定点侧面投影帽，定点轴承内圈固定安装有定点轴，定点轴上安装有定点卷簧，定点卷簧的内端与定点轴连接，定点卷簧的外端与直线投影连接，直线投影是柔性薄条状，分为直线正面投影、直线水平投影和直线侧面投影，直线投影缠绕在定点卷簧上，直线投影通过定点开口伸出到投影板上，与动点连接；直线投影在定点卷簧的拉动下总是绷直在投影板上，并长短可变；动点包括动点正面投影、动点水平投影和动点侧面投影，每个动点投影由滑块、投影夹块、销、动点壳、动点卷簧、动点投影连线和动点帽组成，滑块是长方体和圆柱的组合体，滑块的圆柱内有圆柱通孔，通孔内设有两个投影夹块，动点投影夹块是半阶梯圆柱形，两个动点投影夹块之间的接触面内夹住直线投影，两个动点投影夹块由销连接成阶梯圆柱，投影夹块能在滑块的圆柱孔内旋转；滑块的长方体放入平移架的定位槽内，滑块能在定位槽内滑动；滑块上的圆柱放入平移架的滑槽内，滑块能在平移架上转动和滑动；滑块的圆柱外侧连接有两个并列的动点卷簧的内端，动点卷簧的截断面是圆形，正面投影的两个动点卷簧外侧分别连接左动点投影连线和上动点投影连线，水平投影的两个动点卷簧外侧分别连接左动点投影连线和下动点投影连线，侧面投影的两个动点卷簧外侧分别连接右动点投影连线和上动点投影连线；动点三个投影的外侧套有动点壳，动点壳上设有圆孔，动点投影连线通过圆孔到另一个动点投影，动点投影连线在动点卷簧的拉动下，总是绷直在投影板上，并长短可变；动点帽分为动点正面投影帽、动点水平投影帽和动点侧面投影帽，动点帽通过螺纹旋紧在滑块圆柱的螺孔上，将动点投影固定锁死在移动架上；联动机构包括角分线滑道、角分线滑块、右平移架、下平移架和等分点帽；角分线滑道是YH轴和 Yw轴的角分线，角分线滑道的截断面是T形槽，T形槽内设有角分线滑块，角分线滑块沿角分线滑道滑动，角分线滑块在T形槽外的形状是阶梯圆柱体，圆柱体与右平移架和下平移架的滑槽相切，角分线滑块也能在右平移架和下平移架的滑槽内滑动，角分线滑块外侧套有等分点帽，等分点帽连接有右动点投影连线和下动点投影连线；联动机构的作用是保证动点的水平投影到X轴的距离等于侧面投影到Z轴的距离；投影面采用白色，投影连线和字体采用黑色，平移架采用透明材料，动点和定点采用红色，直线投影采用醒目的颜色。