CN105931534B - 柔性牵引线管拉伸式联动的直线三面投影演示板 - Google Patents

Abstract

一种柔性牵引线管拉伸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。采用联动机构保证动点的水平投影到X轴的距离等于动点的侧面投影到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，动点第三个投影自动到正确位置，再旋紧投影帽。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

柔性牵引线管拉伸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线管拉伸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线管拉伸式联动的直线三面投影演示板，该柔性牵引线管拉伸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。采用线管拉伸式的联动机构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。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：柔性牵引线管拉伸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。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的水平线设为下定点投影连线，定点的侧面投影到角分线的竖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、下定点投影连线和角分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。平移架有两个，分别是上平移架和左平移架。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。左平移架上端设有挂轮轴，挂轮轴上套有挂轮，挂轮骑在投影板上端。在投影板的后面，上平移架和左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，柔性绳共有四条，每个滑轮上缠绕有两条柔性绳，每条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，再转向与另一侧的绳架连接，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，滑块的圆柱内设有圆柱通孔，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。正面投影的滑块圆柱外侧连接有两个并列的动点卷簧；动点卷簧上缠绕有动点投影连线，动点正面投影的两个动点卷簧外端分别连接左动点投影连线和上动点投影连线；动点水平投影和侧面投影的滑块的圆柱外侧分别连接有一个动点卷簧，水平投影的动点卷簧外侧连接左动点投影连线，侧面投影的卷簧外侧连接上动点投影连线。动点卷簧丝的截断面是圆形。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。

联动机构包括槽轮、槽轮轴、钢丝绳、线管座、柔性线管和移动架。上移动架和左移动架中间分别安装有槽轮轴，槽轮轴上套有槽轮，槽轮上设有槽，槽内套有钢丝绳；上移动架右端和左移动架下端设有线管座，线管座上设有两个阶梯圆柱通孔，投影面外侧的通孔大，大的通孔内固定连接有柔性线管，柔性线管有两条，平行排列在投影面的背面，柔性线管的的两端分别连接到上移动架和左移动架的线管座上，柔性线管是柔性材料；钢丝绳是一条封闭环，绕过槽轮后通过水平投影和侧面投影的动点壳，再进入到柔性线管内，钢丝绳能在柔性线管内拉伸移动。通过水平投影动点壳的两条钢丝绳，左/右边的钢丝绳固定连接在动点壳上，右/左边钢丝绳不连接动点壳；通过侧面投影动点壳的两条钢丝绳，下/上边的钢丝绳固定连接在动点壳上，上/下边的钢丝绳不连接动点壳。以此保证动点的水平投影上下移动联动侧面投影左右移动，且移动的距离相等。

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。采用联动机构保证动点的水平投影到X轴的距离等于动点的侧面投影到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是图4底部的局部放大图。

图6是在图4上沿BB剖切的后视图。

图7是图6动点的局部放大图。

图8是后视图。

图9是在图4上沿CC剖切的后视图。

图10是在图3上沿DD剖切的斜剖视图。

图11是在图10上沿EE剖切的斜剖视图。

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. 钢丝绳，17.动点侧面投影帽，18. Yw轴,19.绳架,20.绳架螺钉， 21.角分线， 22.YH轴，23.下定点投影连线，24. X轴，25.左定点投影连线， 26.定点水平投影帽， 27.直线水平投影， 28.动点水平投影帽， 29.线管座，30.柔性线管，31.动点卷簧，32.投影夹块，33.柔性绳，34.挂轮，35.动点壳，36.滑块，37.定位槽，38.销，39. 定点槽，40.定点轴，41.定点卷簧，42.定点轴承，43.定点开口,44.滑轮轴,45.滑轮,46.槽轮轴，47.槽轮。

具体实施方式

图1至图4、图6和图8至图9，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5表示联动机构的柔性线管30和钢丝绳16的组成和零部件的连接和位置关系。

图7动点构造组成和零部件的连接和位置关系。

图10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11表示定点构造组成和零部件的连接和位置关系。

在图1至图11中，柔性牵引线管拉伸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24、YH轴22、Yw轴18和Z轴10，X轴24、YH轴22、Yw轴18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21。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39，定点槽39是阶梯圆孔。定点的正投影面和水平投影的连线垂直X轴24，设为左定点投影连线25；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24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21的水平线设为下定点投影连线23，定点的侧面投影到角分线21的竖线设为右定点投影连线13。X轴24、YH轴22、Yw轴18、Z轴10、左定点投影连线25、右定点投影连线13、上定点投影连线9、下定点投影连线23和角分线21的截断面是矩形槽。

投影连线机构包括平移架、挂轮34、挂轮轴4、滑轮45、滑轮轴44、柔性绳33、绳架19和绳架螺钉20。平移架有两个，分别是上平移架2和左平移架5。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37，定位槽37上开有滑槽12，滑槽12比定位槽37窄。左平移架5上端设有挂轮轴4，挂轮轴4上套有挂轮34，挂轮34骑在投影板上端。在投影板的后面，上平移架2和左平移架5两端分别设有滑轮轴44，滑轮轴44上套有滑轮45，滑轮45设有两个滑道，每个滑道各缠绕有一条柔性绳33，柔性绳33共有四条，每个滑轮45上缠绕有两条柔性绳33，每条柔性绳33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33绕过滑轮45后转向到同一个平移架的另一个滑轮45，再转向与另一侧的绳架19连接，成Z或反Z 形状；与其相对的另一条柔性绳33的固定和走向与前一条柔性绳33对称，两柔性绳33与同一个滑轮45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42、定点帽、定点轴40、定点卷簧41和直线投影组成。投影面上的定点槽39内安装有定点轴承42，定点轴承42的内圈外套有定点帽，定点帽上设有定点开口43，定点帽分定点正面投影帽8、定点水平投影帽26和定点侧面投影帽14，定点轴承42内圈固定安装有定点轴40，定点轴40上安装有定点卷簧41，定点卷簧41的内端与定点轴40连接，定点卷簧41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27和直线侧面投影15，直线投影缠绕在定点卷簧41上，直线投影通过定点开口43伸出到投影板1上，与动点连接。直线投影在定点卷簧41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36、投影夹块32、销38、动点壳35、动点卷簧31、动点投影连线和动点帽组成。滑块36是长方体和圆柱的组合体，滑块36的圆柱内设有圆柱通孔，通孔内设有两个投影夹块32，投影夹块32是半阶梯圆柱形，两个投影夹块32之间的接触面内夹住直线投影，两个投影夹块32由销38连接成阶梯圆柱，投影夹块32能在滑块36的圆柱孔内旋转；滑块36的长方体放入平移架的定位槽37内，滑块36能在定位槽37内滑动；滑块36上的圆柱放入平移架的滑槽12内。正面投影的滑块36圆柱外侧连接有两个并列的动点卷簧31；动点卷簧31上缠绕有动点投影连线，动点正面投影的两个动点卷簧31外端分别连接左动点投影连线3和上动点投影连线11；动点水平投影和侧面投影的滑块36的圆柱外侧分别连接有一个动点卷簧31，水平投影的动点卷簧31外侧连接左动点投影连线3，侧面投影的卷簧外侧连接上动点投影连线11。动点卷簧31丝的截断面是圆形。动点三个投影的外侧套有动点壳35，动点壳35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31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28和动点侧面投影帽17，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。

联动机构包括槽轮47、槽轮轴46、钢丝绳16、线管座29、柔性线管30和移动架。上移动架和左移动架中间分别安装有槽轮轴46，槽轮轴46上套有槽轮47，槽轮47上设有槽，槽内套有钢丝绳16；上移动架右端和左移动架下端设有线管座29，线管座29上设有两个阶梯圆柱通孔，投影面外侧的通孔大，大的通孔内固定连接有柔性线管30，柔性线管30有两条，平行排列在投影面的背面，柔性线管30的的两端分别连接到上移动架和左移动架的线管座29上，柔性线管30是柔性材料；钢丝绳16是一条封闭环，绕过槽轮47后通过水平投影和侧面投影的动点壳35，再进入到柔性线管30内，钢丝绳16能在柔性线管30内拉伸移动。通过水平投影动点壳35的两条钢丝绳16，左/右边的钢丝绳16固定连接在动点壳35上，右/左边钢丝绳16不连接动点壳35；通过侧面投影动点壳35的两条钢丝绳16，下/上边的钢丝绳16固定连接在动点壳35上，上/下边的钢丝绳16不连接动点壳35。以此保证动点的水平投影上下移动联动侧面投影左右移动，且移动的距离相等。

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28和动点侧面投影帽17，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28，锁定直线水平投影27的位置；动点侧面投影跟随动点水平投影到指定位置，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)

1.一种柔性牵引线管拉伸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；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的水平线设为下定点投影连线，定点的侧面投影到角分线的竖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、下定点投影连线和角分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；平移架有两个，分别是上平移架和左平移架；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；左平移架上端设有挂轮轴，挂轮轴上套有挂轮，挂轮骑在投影板上端；在投影板的后面，上平移架和左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，柔性绳共有四条，每个滑轮上缠绕有两条柔性绳，每条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，再转向与另一侧的绳架连接，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，滑块的圆柱内设有圆柱通孔，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；正面投影的滑块圆柱外侧连接有两个并列的动点卷簧；动点卷簧上缠绕有动点投影连线，动点正面投影的两个动点卷簧外端分别连接左动点投影连线和上动点投影连线；动点水平投影和侧面投影的滑块的圆柱外侧分别连接有一个动点卷簧，水平投影的动点卷簧外侧连接左动点投影连线，侧面投影的卷簧外侧连接上动点投影连线；动点卷簧丝的截断面是圆形；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平移架上；联动机构包括槽轮、槽轮轴、钢丝绳、线管座、柔性线管和平移架；上平移架和左平移架中间分别安装有槽轮轴，槽轮轴上套有槽轮，槽轮上设有槽，槽内套有钢丝绳；上平移架右端和左平移架下端设有线管座，线管座上设有两个阶梯圆柱通孔，投影面外侧的通孔大，大的通孔内固定连接有柔性线管，柔性线管有两条，平行排列在投影面的背面，柔性线管的的两端分别连接到上平移架和左平移架的线管座上，柔性线管是柔性材料；钢丝绳是一条封闭环，绕过槽轮后通过水平投影和侧面投影的动点壳，再进入到柔性线管内，钢丝绳能在柔性线管内拉伸移动；通过水平投影动点壳的两条钢丝绳，左/右边的钢丝绳固定连接在动点壳上，右/左边钢丝绳不连接动点壳；通过侧面投影动点壳的两条钢丝绳，下/上边的钢丝绳固定连接在动点壳上，上/下边的钢丝绳不连接动点壳；以此保证动点的水平投影上下移动联动侧面投影左右移动，且移动的距离相等；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。