CN106097839A - 一种圆的周长与半径关系演示装置 - Google Patents

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宋亮
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Abstract

本发明涉及一种圆的周长与半径关系演示装置，其特征在于：它包括一水平基座，在所述水平基座上固定连接一呈倒U形设置的支架，在所述支架内转动连接一阶梯转轮，所述阶梯转轮由多个呈同心设置且直径不等的单轮构成；在所述水平基座上平行设置多个滑槽，所述滑槽的数量与构成所述阶梯转轮的所述单轮的数量相同，每一所述滑槽均位于一所述单轮的下方；在其中一所述滑槽中滑动设置一平移机构；在每一所述滑槽的一侧或两侧设置有刻度线。

Description

一种圆的周长与半径关系演示装置
技术领域
本发明涉及一种圆的周长与半径关系演示装置，属于数学工具领域。
背景技术
在传统的数学教学中，圆的周长与半径的关系都是通过教师的面授直接教给学生的，学生在接受相关的知识时不能够形成直观的印象，仅通过强制记忆来学习，这样的教学方式不能够刺激小学生的学习兴趣。如果有一种圆的周长与半径关系的演示装置，将会激发小学生对相关知识的学习兴趣，并且留下直观的印象。申请号为2012203241646，名为《圆的周长与半径关系演示装置》的中国专利采用带圆内凹槽的圆、带刻度线的直尺和无弹性绳进行演示，其可以较为直观地进行相关知识的教学，但是该装置在测量时误差较大。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种演示过程中测量精确的圆的周长与半径关系演示装置。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种圆的周长与半径关系演示装置，其特征在于：它包括一水平基座，在所述水平基座上固定连接一呈倒U形设置的支架，在所述支架内转动连接一阶梯转轮，所述阶梯转轮由多个呈同心设置且直径不等的单轮构成；在所述水平基座上平行设置多个滑槽，所述滑槽的数量与构成所述阶梯转轮的所述单轮的数量相同，每一所述滑槽均位于一所述单轮的下方；在其中一所述滑槽中滑动设置一平移机构；在每一所述滑槽的一侧或两侧设置有刻度线。
所述平移机构包括一滑动设置在所述滑槽中且为铁质的滑块，在所述滑块上叠放多个磁铁长条块，最上端的所述磁铁长条块的顶部通过多个弹簧连接一调整长条块。
在所述阶梯转轮的其中一个所述单轮上开设一向径向延伸的盲孔，在所述支架上设置一向所述阶梯转轮径向伸出的弹簧销；所述弹簧销包括一柱形圆销和一与所述柱形圆销的一端连接的弹簧，所述弹簧的另一端与所述支架连接。
在所述阶梯转轮的每一个所述单轮的轮侧面均设置有用于标注半径长度的刻度线。
每一所述滑槽均与所述阶梯转轮的转轴呈空间垂直关系。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1本发明在支架上转动设置一阶梯转轮，在水平基座上设置有多个滑槽，每一滑槽与构成阶梯转轮的一个单轮相对应，在滑槽上滑动设置一平移机构，因此，本发明能够将阶梯转轮的旋转转变为平移机构的水平运动，通过测量旋转阶梯转轮一周平移机构所行走的水平距离可以得到相应单轮的周长，结合相应单轮的半径即可得到圆的周长与半径的关系。2、本发明的阶梯转轮可以实现多次演示，以演示出不同的圆的周长与半径的关系，从而让学习更好地总结出圆周长与圆半径的关系式。3、本发明平移结构在滑块上放置多个磁体长条块，通过改变磁体长条块的数量即可使平移机构的高度适应不同的单轮与相应的滑槽间的距离。4、本发明平移机构顶部的调整长条块与磁体长条块之间通过弹簧连接，因此，可以保证平移机构能够与单轮之间紧密接触，从而保证了单轮旋转时不会与平移机构之间发生滑移。5、本发明在支架上设置有弹簧销，在阶梯转轮上设置有盲孔，这样能够保证阶梯转轮在旋转前与旋转一周后能够精确地处于相同的位置，从而保证阶梯转轮旋转一周的精确性。
附图说明
图1是本发明的主视示意图；
图2是本发明的侧视示意图；
图3是图2中A-A向的剖视示意图；
图4是图2中B-B向的剖视示意图；
图5是本发明阶梯转轮的轮侧面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1、图2所示，本发明包括一水平基座1，在水平基座1上固定连接一呈倒U形设置的支架2，在支架2内转动连接一阶梯转轮3，阶梯转轮3由多个呈同心设置的、直径不等的单轮构成。在水平基座1上平行设置多个滑槽，滑槽的数量与构成阶梯转轮3的单轮的数量相同，并且每一滑槽均位于一单轮的下方。在其中一滑槽中滑动设置一平移机构4。在每一滑槽的一侧或两侧设置有刻度线1-1(如图3所示)，用于测量平移机构4在水平方向上运动的距离。
在一个优选的实施例中，平移机构4包括一滑动设置在滑槽中且为铁质的滑块41，在滑块41上叠放多个磁铁长条块42，最上端的磁铁长条块42的顶部通过多个弹簧43连接一调整长条块44。
在一个优选的实施例中，如图4所示，在阶梯转轮3的其中一个单轮上开设一向径向延伸的盲孔5，在支架2上设置一向阶梯转轮3径向伸出的弹簧销6，弹簧销6包括一柱形圆销61，柱形圆销61的一端通过一弹簧62与支架2连接。
在一个优选的实施例中，如图5所示，在阶梯转轮3的每一个单轮的轮侧面均设置有用于标注该单轮的半径长度的刻度线3-1。
在一个优选的实施例中，每一个滑槽均与阶梯转轮3的转轴呈空间垂直关系。
本发明的使用过程如下：
(1)演示一个单轮的周长与半径的关系：将平移机构安装在位于目标单轮下方的滑槽中，改变磁铁长条块42的数量，使调整长条块44利用弹簧43的弹性能够与目标单轮紧密接触。旋转阶梯转轮3一周，并记录平移机构4在滑槽上行走的水平距离(利用滑槽侧面的刻度线)，该水平距离即为目标单轮的周长，再结合目标单轮的半径即可得到目标单轮的周长与半径的关系。其中，目标单轮的半径可以通过位于轮侧面的刻度线读出。在上述演示过程中，可以利用弹簧销6使阶梯转轮3精确地旋转一周，具体做法为，在旋转前的初始位置时，柱形圆销61伸入阶梯转轮3上的盲孔5，阶梯转轮3处于固定位置不能旋转，读出此时平移机构4所指的滑槽的刻度；然后向上提起柱形圆销61，开始旋转阶梯转轮3，当阶梯转轮3刚好旋转到一周时，柱形圆销61在弹簧62的作用下会再次伸入阶梯转轮3上的盲孔5，使得阶梯转轮3旋转一周后的位姿与初始位姿相同，从而保证得测量精准。
(2)对于演示圆的周长与半径关系，仅对一个圆进行测量是不够的，这时可以改变目标单轮，因不同的单轮与滑槽之间的距离不同，因此，需要改变平移机构的高度，具体操作时增加或较少磁铁长条块42的数量即可。
本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的。在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进或等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (5)

1.一种圆的周长与半径关系演示装置，其特征在于：它包括一水平基座，在所述水平基座上固定连接一呈倒U形设置的支架，在所述支架内转动连接一阶梯转轮，所述阶梯转轮由多个呈同心设置且直径不等的单轮构成；在所述水平基座上平行设置多个滑槽，所述滑槽的数量与构成所述阶梯转轮的所述单轮的数量相同，每一所述滑槽均位于一所述单轮的下方；在其中一所述滑槽中滑动设置一平移机构；在每一所述滑槽的一侧或两侧设置有刻度线。
2.如权利要求1所述的一种圆的周长与半径关系演示装置，其特征在于：所述平移机构包括一滑动设置在所述滑槽中且为铁质的滑块，在所述滑块上叠放多个磁铁长条块，最上端的所述磁铁长条块的顶部通过多个弹簧连接一调整长条块。
3.如权利要求1或2所述的一种圆的周长与半径关系演示装置，其特征在于：在所述阶梯转轮的其中一个所述单轮上开设一向径向延伸的盲孔，在所述支架上设置一向所述阶梯转轮径向伸出的弹簧销；所述弹簧销包括一柱形圆销和一与所述柱形圆销的一端连接的弹簧，所述弹簧的另一端与所述支架连接。
4.如权利要求1或2所述的一种圆的周长与半径关系演示装置，其特征在于：在所述阶梯转轮的每一个所述单轮的轮侧面均设置有用于标注半径长度的刻度线。
5.如权利要求1或2所述的一种圆的周长与半径关系演示装置，其特征在于：每一所述滑槽均与所述阶梯转轮的转轴呈空间垂直关系。
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