CN106938579A - 双离合反比例函数演示及图像绘制仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双离合反比例函数演示及图像绘制仪；解决的技术问题：针对背景技术中提及的现有技术中仪器不能绘制曲线的技术问题。采用的技术方案：一种双离合反比例函数演示及图像绘制仪，包括支架、径向槽杆、转杆、垂直槽杆、切向槽杆、矩形滑道、绘图机构、离合轮组、传动系统、画板。本绘制仪具有：操作简单，只要推动装置上的把手并调整离合器的档位就能进行演示和绘图；功能齐全：能演示反比例函数关系，并能绘制出多参数的反比例函数曲线；适用性强：可以在多种场合进行演示和绘图。

Description

双离合反比例函数演示及图像绘制仪

技术领域

本发明涉及一种滑块连杆配合齿轮离合来表现反比例函数关系并绘制出相应曲线的装置，是把圆的割线、切线及弧内弦形成的多个相似三角形，通过齿轮的离合转化成平面上正交点的运动轨迹，具体地说是一种能在演示反比例函数关系的同时绘制出相应曲线的双离合反比例函数演示及图像绘制仪。

背景技术

随着技术进步和经济发展教育越来越需要先进的装备提高教学效果和启发学生创新，反比例函数在中等数学和高等数学中占有相当的比重。通过直观演示函数关系并描绘出相应的图像，既能减轻教师的教学压力也能帮助学生理解和领会，是提高教学质量的重要手段。工程技术人员在进行产品设计、图纸绘制，施工人员在板材或面料画线裁剪、固定平面上图案绘制时，经常用到反比例函数曲线。在中高等学校教学、工程设计和有关的生产生活中，急需一种操作简单使用方便的演示和绘图仪器，有利于教师的课程教学、学生的学习及工程人员提高工作效率。

长时期以来没有发现这方面的模型或装置，只是出现了一些反映其它函数的装置，如，专利申请号为CN200820069548.1的文献中给出了“圆锥曲线演示仪”，将磁铁及细线组合起来，把笔绕在细线上，拧动螺钉来调节细线长短，来精确绘制椭圆或双曲线，此成果主要是画曲线而缺少圆锥面与平面相截的功能，难以直观体现反比例函数曲线的形成过程；专利申请号为CN201420007993.0的文献中给出了“圆锥曲线演示装置”，将透明的圆锥壳体注入水，水面上漂浮有若干荧光颗粒，用光源直接照射圆锥壳体，可根据圆锥壳体内荧光颗粒的分布显示圆锥曲线的各种形成过程，此成果完全用荧光颗粒的分布显示圆锥曲线而缺少圆锥截线及其投影的功能，不能绘制曲线。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对背景技术中提及的现有技术中仪器不能绘制曲线的技术问题。

为了克服现有仪器、装置中缺少或没有的功能，本发明的目的是提供一种演示分式线性映射并能同时绘制出多个图像的双离合反比例函数演示及图像绘制仪；双离合反比例函数演示及图像绘制仪，是把圆的割线、切线及弧内弦形成的多个相似三角形，通过齿轮的离合转化成平面上正交点的运动轨迹，具体地说是一种能在演示反比例函数关系的同时绘制出相应曲线。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种双离合反比例函数演示及图像绘制仪，包括支架、径向槽杆、转杆、垂直槽杆、切向槽杆、矩形滑道、绘图机构、两个离合轮组、传动系统和画板，

支架包括左支杆与右支杆，左支杆和右支杆是两根平行的硬直杆，在左支杆的上端与右支杆的上端之间垂直连接上横杆，在左支杆的中下部与右支杆的中下部之间垂直连接下横杆，在左支杆的下端与右支杆的下端分别设有地脚；在左支杆与地脚之间以及右支杆与地脚之间分别设有调节螺母；在左支杆的中部位置处设有下前滑轮和下后滑轮，在左支杆的上端设有上前滑轮和上后滑轮；在左支杆的中上部位置处设有销钉孔；

径向槽杆固定在支架左支杆上的销钉孔处；

转杆连接在径向槽杆上；

垂直槽杆和切向槽杆都与径向槽杆和转杆相连；

矩形滑道和画板都固定在支架的上横杆和下横杆上；

绘图机构设在矩形滑道上，在矩形滑道的上设置两个离合轮组，分别为第一离合轮组和第二离合轮组；

传动系统将转杆、垂直槽杆、切向槽杆及绘图机构连接成统一体。

对本发明技术方案的改进，径向槽杆包括矩形硬板、上滑块、下滑块、前槽沟滑轨和后槽沟滑轨，

矩形硬板是平直的矩形硬板，在矩形硬板的内部设有两根平行的前槽沟滑轨和后槽沟滑轨，在前槽沟滑轨内嵌有下滑块，在后槽沟滑轨内嵌有上滑块；在下滑块上设有方钉孔，在上滑块上设有圆钉孔；在矩形硬板宽度边的边缘处设有一个圆轴孔，在矩形硬板的长边上设有多个螺钉孔；

径向槽杆通过螺钉孔对应支架左支杆上的销钉孔竖直固定在左支杆上。

对上述技术方案的进一步改进，转杆包括转杆直条板、圆柱轴、滑块和手柄，

转杆直条板是平直的矩形硬板条，在转杆直条板一端的下方垂直固定圆柱轴，在转杆直条板另一端的上方垂直固定手柄，在转杆直条板的中心设有转杆槽沟滑轨，在转杆槽沟滑轨内嵌有滑块，在滑块的中心设有方形销钉孔，在滑块的侧面设有锁具开关；在转杆直条板的上面边缘处设有直尺；

转杆通过圆柱轴对应插入径向槽杆上的圆钉孔连接径向槽杆。

对上述技术方案的进一步改进，垂直槽杆包括垂直槽杆直条板、矩形滑块和圆轴杆，

垂直槽杆直条板是平直的矩形硬板条，在垂直槽杆直条板的中心设有垂直槽杆槽沟滑轨，在垂直槽杆槽沟滑轨内嵌有矩形滑块，在矩形滑块的中心设有圆轴套，在圆轴套内设有圆轴杆，在圆轴杆的上下两端分别设有方形楔块和矩形楔块，在方形楔块的上端设有绿指示灯；在垂直槽杆直条板的一端设有垂直的四棱柱杆，四棱柱杆的上端设有黄指示灯和夹具；

垂直槽杆通过四棱柱杆对应插入径向槽杆内下滑块上的方钉孔内与径向槽杆连接，垂直槽杆通过方形楔块对应插入转杆内滑块上的方形销钉孔内与转杆连接。

对上述技术方案的进一步改进，切向槽杆包括硬直导杆、腰槽滑块和圆钉轴，

硬直导杆是平直的矩形硬板条，在硬直导杆的中心设有切向槽杆槽沟滑轨，在切向槽杆槽沟滑轨内嵌有腰槽滑块，在腰槽滑块的中心设有圆轴套管，在圆轴套管内设有圆钉轴，在圆钉轴的上顶面分别设有红指示灯和夹具，在硬直导杆的一端设有矩形槽孔；

切向槽杆通过圆钉轴对应插入径向槽杆内上滑块上的圆钉孔内与径向槽杆连接，切向槽杆上的矩形槽孔对应垂直槽杆上的矩形楔块并通过将矩形楔块插入矩形槽孔内实现切向槽杆与垂直槽杆连接，并且切向槽杆与径向槽杆通过垂直槽杆间接相连。

对本发明技术方案的改进，矩形滑道包括左滑块连杆、右滑块连杆、下滑块连杆和上滑块连杆，

左滑块连杆、右滑块连杆、下滑块连杆和上滑块连杆构成一个呈矩形的滑道框；在左滑块连杆上、在右滑块连杆上、在下滑块连杆上和上滑块连杆上均设有槽沟，在左滑块连杆上的槽沟内设置第一滑块，在右滑块连杆上的槽沟内设置第二滑块，在下滑块连杆上的槽沟内设置第三滑块，在上滑块连杆上的槽沟内设置第四滑块；在左滑块连杆的中部位置的外边缘处设置椭圆支脚，在右滑块连杆的中部位置的外边缘处设置右滑轮，在下滑块连杆的中部位置的外边缘处设置下滑轮，在上滑块连杆的中部位置的外边缘处设置矩形支脚；在左滑块连杆的两端和右滑块连杆的两端均设有卡环；

矩形滑道通过在滑块连杆的两端和右滑块连杆的两端设有卡环卡合在支架内的上横杆和下横杆上。

对上述技术方案的进一步改进，绘图机构包括横向槽杆、纵向槽杆、圆管轴和弹性画笔，

在横向槽杆和纵向槽杆均是中间带有槽沟的矩形硬板条，在横向槽杆的槽沟中嵌有横向滑块，在横向槽杆长边的中间位置处的两侧分别设有上伸缩接线杆和下伸缩接线杆；在纵向槽杆的槽沟中嵌有纵向滑块，在纵向槽杆长边的中间两侧分别设有左接线杆和右接线杆；横向滑块和纵向滑块呈十字交叉设置并在横向滑块和纵向滑块之间贯穿设置圆管轴，在圆管轴的上端设有蓝指示灯，在圆管轴的下端设有弹性画笔；在横向槽杆两个宽边端处均设置圆销钉轴，在纵向槽杆两个宽边端处均设置圆销钉轴；

绘图机构通过横向槽杆上的两个圆销钉轴和纵向槽杆上的两个圆销钉轴一一对应插入到矩形滑道内的第一滑块、第二滑块、第三滑块和第四滑块内与矩形滑道连接。

对上述技术方案的进一步改进，第一离合轮组和第二离合轮组均包括主横板架、副横板架、固定立轴、圆立轴和电动推拉杆，

主横板架和副横板架之间连接固定立轴和圆立轴，圆立轴的上端通过设置在主横板架上圆轴套贯穿主横板架并伸出，圆立轴的下端通过圆轴承连接副横板架；在固定立轴上间隔且平行转动设置有下滑轮盘和上滑轮盘，在下滑轮盘的上表面的边缘处设有下齿轮，在上滑轮盘的下表面的边缘处设有上齿轮；

在位于主横板架和副横板架之间的圆立轴的中部位置处设有内轴滑槽，在内轴滑槽处套有跟随圆立轴同步转动且沿着内轴滑槽移动的直齿轮盘；直齿轮盘的移动位置为三档，分别为空转的零档，与下齿轮啮合的一档和与上齿轮啮合的二档；

在圆立轴的上端设有齿带滑轮；

在主横板架的内侧设有用于推动直齿轮盘进行调档的电动推拉杆，在主横板架的外侧设有与电动推拉杆相配合运动的推拉杆开关；

在主横板架宽边的一端处设有矩形钉槽；

第一离合轮组通过矩形钉槽对应上滑块连杆上的矩形支脚与矩形滑道连接；第二离合轮组通过矩形钉槽对应左滑块连杆上的椭圆支脚与矩形滑道连接。

对上述技术方案的进一步改进，传动系统包括横向绳带、纵向绳带、上齿带和下齿带，

横向绳带是无弹性的软绳带，它缠绕在右定滑轮和第一离合轮组的齿带滑轮上；纵向绳带是无弹性的软绳带，它缠绕在下定滑轮和第二离合轮组的齿带滑轮上；

上齿带依次缠绕过第一离合轮组的上滑轮盘、第二离合轮组的上滑轮盘、支架上的上前滑轮及支架上的下前滑轮上；下齿带依次缠绕过第一离合轮组的下滑轮盘、第二离合轮组的下滑轮盘、支架上的上后滑轮及支架上的下后滑轮上。

对本发明技术方案的改进，画板包括一块矩形框架、硬平板和卡纸器，

在矩形框架内嵌有硬平板，在硬平板上设有多个卡纸器，在矩形框架的周边设有固定卡；

画板通过矩形框架周边设置的固定卡卡装在支架的上横杆和下横杆上与支架连接。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：

1、本发明的双离合反比例函数演示及图像绘制仪，操作简单，只要推动装置上的把手并调整离合器的档位就能进行演示和绘图。

2、本发明的双离合反比例函数演示及图像绘制仪，功能齐全：能演示反比例函数关系，并能绘制出多参数的反比例函数曲线；适用性强：可以在多种场合进行演示和绘图。

3、目前市面上没有该种产品出现；该双离合反比例函数演示及图像绘制仪结构简单、功能多样、安全可靠且操作简便，装置轻巧。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中支架的结构示意图。

图3是本发明中径向槽杆的结构示意图。

图4是本发明中转杆的结构示意图。

图5是本发明中垂直槽杆的结构示意图。

图6是本发明中切向槽杆的结构示意图。

图7是本发明中矩形滑道的结构示意图。

图8是本发明中绘图机构的结构示意图。

图9是本发明中离合轮组的结构示意图。

图10是本发明中传动系统的结构示意图。

图11是本发明中画板的结构示意图。

附图中：1—支架、11—左支杆、12—右支杆、13—上横杆、14—下横杆、15—地脚、16—调节螺母、17—上前滑轮、18—上后滑轮、19—下前滑轮、110—下后滑轮、111—销钉孔；2—径向槽杆、21—矩形硬板、22—上滑块、23—下滑块、24—前槽沟滑轨、25—后槽沟滑轨、26—螺钉孔、27—方钉孔、28—圆轴孔、29—圆钉孔；3—转杆、31—转杆直条板、32—转杆槽沟滑轨、33—圆柱轴、34—直尺、35—手柄、36—槽沟滑块、37—方形销钉孔、38—锁具开关；4—垂直槽杆、41—垂直槽杆直条板、42—垂直槽杆槽沟滑轨、43—矩形滑块、44—圆轴杆、45—方形楔块、46—矩形楔块、47—四棱柱杆、48—圆轴套、49—黄指示灯、410—夹具、411—绿指示灯；5—切向槽杆、51—硬直导杆、52—切向槽杆槽沟滑轨、53—腰槽滑块、54—圆轴套管、55—圆钉轴、56—红指示灯、57—矩形槽孔；6—矩形滑道、61-左滑块连杆、62-右滑块连杆、63-下滑块连杆、64-上滑块连杆、65-第一滑块、66-第二滑块、67-第三滑块、68-第四滑块、69-椭圆支脚、610-右定滑轮、611-矩形支脚、612-下定滑轮、613-卡环；7—绘图机构、71-横向槽杆、72-纵向槽杆、73-纵向滑块、74-横向滑块、75-弹性画笔、76-圆管轴、77-蓝指示灯、78-上伸缩接线杆、79-下伸缩接线杆、710-左接线杆、711右接线杆、712-圆销钉轴；8—离合轮组、81-主横板架、82-副横板架、83-固定立轴、84-圆立轴、85-下滑轮盘、86-下齿轮、87-上齿轮、88-上滑轮盘、89-内轴滑槽、810-直齿轮盘、811-齿带滑轮、812-电动推拉杆、813-推拉杆开关、814-矩形钉槽、815-圆轴套、816-圆轴承；9—传动系统、91-横向绳带、92-纵向绳带、93-上齿带、94-下齿带；10—画板、101-矩形框架、102-硬平板、103-卡纸器、104-固定卡。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

为使本发明的内容更加明显易懂，以下结合附图1-11所示和具体实施方式做进一步的描述。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：

如图1至图11所示，本发明的双离合反比例函数演示及图像绘制仪，包括该装置包括支架1、径向槽杆2、转杆3、垂直槽杆4、切向槽杆5、矩形滑道6、绘图机构7、离合轮组8、传动系统9、画板10。径向槽杆2固定在支架1上，转杆3连接在径向槽杆2上，垂直槽杆4和切向槽杆5分别与径向槽杆2和转杆3相连，矩形滑道6和画板10分上下固定在支架右侧，绘图机构7设在矩形滑道6上，在矩形滑道6的两个边框上分别设有两个离合轮组8，传动系统9将转杆3、垂直槽杆4、切向槽杆5及绘图机构7的统一成运动系统。

如图1和2所示，支架1包括左支杆11与右支杆12，左支杆11和右支杆12是两根平行的硬直杆，在左支杆11的上端与右支杆12的上端之间垂直连接上横杆13，在左支杆11的中下部与右支杆12的中下部之间垂直连接下横杆14，在左支杆11的下端与右支杆12的下端分别设有地脚15；在左支杆11与地脚15之间以及右支杆12与地脚15之间分别设有调节螺母16；在左支杆11的中部位置处设有下前滑轮19和下后滑轮110，在左支杆11的上端设有上前滑轮17和上后滑轮18；在左支杆11的中上部位置处设有销钉孔111。

如图1和3所示，径向槽杆2包括矩形硬板21、上滑块22、下滑块23、前槽沟滑轨24和后槽沟滑轨25。

矩形硬板21是平直的矩形硬板，在矩形硬板21的内部设有两根平行的前槽沟滑轨24和后槽沟滑轨25，在前槽沟滑轨24内嵌有下滑块23，在后槽沟滑轨25内嵌有上滑块22；在下滑块23上设有方钉孔27，在上滑块22上设有圆钉孔29；在矩形硬板21宽度边的边缘处设有一个圆轴孔28，在矩形硬板21的长边上设有多个螺钉孔26。

径向槽杆2通过螺钉孔26对应支架1左支杆11上的销钉孔111竖直固定在左支杆11上。

如图1和4所示，转杆3包括转杆直条板31、圆柱轴33、滑块36和手柄35。

转杆直条板31是平直的矩形硬板条，在转杆直条板31一端的下方垂直固定圆柱轴33，在转杆直条板31另一端的上方垂直固定手柄35，在转杆直条板31的中心设有转杆槽沟滑轨32，在转杆槽沟滑轨32内嵌有滑块36，在滑块36的中心设有方形销钉孔37，在滑块36的侧面设有锁具开关38；在转杆直条板31的上面边缘处设有直尺34；

转杆3通过圆柱轴33对应插入径向槽杆2上的圆钉孔29连接径向槽杆2。

如图1和5所示，垂直槽杆4包括垂直槽杆直条板41、矩形滑块43和圆轴杆44。

垂直槽杆直条板41是平直的矩形硬板条，在垂直槽杆直条板41的中心设有垂直槽杆槽沟滑轨42，在垂直槽杆槽沟滑轨42内嵌有矩形滑块43，在矩形滑块43的中心设有圆轴套48，在圆轴套48内设有圆轴杆44，在圆轴杆44的上下两端分别设有方形楔块45和矩形楔块46，在方形楔块45的上端设有绿指示灯411；在垂直槽杆直条板41的一端设有垂直的四棱柱杆47，四棱柱杆47的上端设有黄指示灯49和夹具410。

垂直槽杆4通过四棱柱杆47对应插入径向槽杆2内下滑块23上的方钉孔27内与径向槽杆2连接，垂直槽杆4通过方形楔块45对应插入转杆3内滑块36上的方形销钉孔37内与转杆3连接。

如图1和6所示，切向槽杆5包括硬直导杆51、腰槽滑块53和圆钉轴55。

硬直导杆51是平直的矩形硬板条，在硬直导杆51的中心设有切向槽杆槽沟滑轨52，在切向槽杆槽沟滑轨52内嵌有腰槽滑块53，在腰槽滑块53的中心设有圆轴套管54，在圆轴套管54内设有圆钉轴55，在圆钉轴55的上顶面分别设有红指示灯56和夹具58，在硬直导杆51的一端设有矩形槽孔57。

切向槽杆5通过圆钉轴55对应插入径向槽杆2内上滑块22上的圆钉孔29内与径向槽杆2连接，切向槽杆5上的矩形槽孔57对应垂直槽杆4上的矩形楔块46并通过将矩形楔块46插入矩形槽孔57内实现切向槽杆5与垂直槽杆4连接，并且切向槽杆5与径向槽杆2通过垂直槽杆4间接相连。

如图1和7所示，矩形滑道6包括左滑块连杆61、右滑块连杆62、下滑块连杆63和上滑块连杆64。

左滑块连杆61、右滑块连杆62、下滑块连杆63和上滑块连杆64构成一个呈矩形的滑道框；在左滑块连杆61上、在右滑块连杆62上、在下滑块连杆63上和上滑块连杆64上均设有槽沟，在左滑块连杆61上的槽沟内设置第一滑块65，在右滑块连杆62上的槽沟内设置第二滑块66，在下滑块连杆63上的槽沟内设置第三滑块67，在上滑块连杆64上的槽沟内设置第四滑块68；在左滑块连杆61的中部位置的外边缘处设置椭圆支脚69，在右滑块连杆62的中部位置的外边缘处设置右滑轮610，在下滑块连杆63的中部位置的外边缘处设置下滑轮612，在上滑块连杆64的中部位置的外边缘处设置矩形支脚611；在左滑块连杆61的两端和右滑块连杆62的两端均设有卡环613。

矩形滑道6通过在滑块连杆61的两端和右滑块连杆62的两端设有卡环613卡合在支架1内的上横杆13和下横杆14上。

如图1和8所示，绘图机构7包括横向槽杆71、纵向槽杆72、圆管轴76和弹性画笔75。这里提及的画笔75为现有技术中的常规技术产品。

在横向槽杆71和纵向槽杆72均是中间带有槽沟的矩形硬板条，在横向槽杆71的槽沟中嵌有横向滑块74，在横向槽杆71长边的中间位置处的两侧分别设有上伸缩接线杆78和下伸缩接线杆79；在纵向槽杆72的槽沟中嵌有纵向滑块73，在纵向槽杆72长边的中间两侧分别设有左接线杆710和右接线杆711；横向滑块74和纵向滑块73呈十字交叉设置并在横向滑块74和纵向滑块73之间贯穿设置圆管轴76，在圆管轴76的上端设有蓝指示灯77，在圆管轴76的下端设有弹性画笔75；在横向槽杆71两个宽边端处均设置圆销钉轴712，在纵向槽杆72两个宽边端处均设置圆销钉轴712。

绘图机构7通过横向槽杆71上的两个圆销钉轴712和纵向槽杆72上的两个圆销钉轴712一一对应插入到矩形滑道6内的第一滑块65、第二滑块66、第三滑块67和第四滑块68内与矩形滑道6连接。

如图1和8所示，第一离合轮组和第二离合轮组均包括主横板架81、副横板架82、固定立轴83、圆立轴84和电动推拉杆812。

主横板架81和副横板架82之间连接固定立轴83和圆立轴84，圆立轴84的上端通过设置在主横板架81上圆轴套815贯穿主横板架81并伸出，圆立轴84的下端通过圆轴承816连接副横板架82；在固定立轴83上间隔且平行转动设置有下滑轮盘85和上滑轮盘88，在下滑轮盘85的上表面的边缘处设有下齿轮86，在上滑轮盘88的下表面的边缘处设有上齿轮87；

在位于主横板架81和副横板架82之间的圆立轴84的中部位置处设有内轴滑槽89，在内轴滑槽89处套有跟随圆立轴84同步转动且沿着内轴滑槽89移动的直齿轮盘810；直齿轮盘810的移动位置为三档，分别为空转的零档，与下齿轮87啮合的一档和与上齿轮86啮合的二档。

在圆立轴84的上端设有齿带滑轮811。

在主横板架81的内侧设有用于推动直齿轮盘810进行调档的电动推拉杆812，在主横板架81的外侧设有与电动推拉杆812相配合运动的推拉杆开关813。

在主横板架81宽边的一端处设有矩形钉槽814。

第一离合轮组通过矩形钉槽814对应上滑块连杆64上的矩形支脚611与矩形滑道6连接；第二离合轮组通过矩形钉槽814对应左滑块连杆61上的椭圆支脚69与矩形滑道6连接。

如图1和10所示，传动系统9包括横向绳带91、纵向绳带92、上齿带93和下齿带94。

横向绳带91是无弹性的软绳带，它缠绕在右定滑轮610和第一离合轮组8的齿带滑轮811上；纵向绳带92是无弹性的软绳带，它缠绕在下定滑轮612和第二离合轮组8的齿带滑轮811上。

上齿带93依次缠绕过第一离合轮组的上滑轮盘88、第二离合轮组的上滑轮盘88、支架1上的上前滑轮17及支架1上的下前滑轮19上；下齿带94依次缠绕过第一离合轮组的下滑轮盘85、第二离合轮组的下滑轮盘85、支架1上的上后滑轮18及支架1上的下后滑轮110上。

如图1和11所示，画板10包括一块矩形框架101、硬平板102和卡纸器103。

在矩形框架101内嵌有硬平板102，在硬平板102上设有多个卡纸器103，在矩形框架101的周边设有固定卡104；

画板10通过矩形框架101周边设置的固定卡104卡装在支架1的上横杆13和下横杆14上与支架1连接。

本发明的双离合反比例函数演示及图像绘制仪的工作原理是，根据圆的割线、切线及弧内弦形成的多个相似三角形，通过齿轮的离合转化成平面上正交点的运动轨迹。特点是：操作简单，只要推动装置上的推转把手通过离合器的档位变换就能进行演示和绘图；功能齐全：能演示反比例函数关系，并能绘制出多参数的反比例函数曲线；适用性强：可以在多种场合进行演示和绘图。

本发明的双离合反比例函数演示及图像绘制仪，具有演示反比例函数关系并绘制图像的功能，操作步骤是：

一、装置组装：

将支架1的地脚15置于一个水平面上，转动调节螺母16使其平稳，把画板10固定在支架1的上横杆13和下横杆14上，用丝钉将径向槽杆2固定在支架1的左支杆11上，将切向槽杆5上的矩形槽孔57对准径向槽杆2并用方形销钉固接，把转杆3上的圆柱轴33插进径向槽杆2上的圆轴孔28。先将垂直槽杆4上的四棱柱杆47插入径向槽杆2下滑块23上的方钉孔27内，再将方形楔块45插进转杆3上槽沟滑块36的方形销钉孔37内，最后将矩形楔块46插入切向槽杆5上的矩形槽孔57中。把矩形滑道6固定在支架1的右支杆12及上横杆13和下横杆14上，将绘图机构7的横向槽杆71、纵向槽杆72上的圆销钉轴712分别与矩形滑道6上的四个滑块相连，把两只离合轮组8依次固定在矩形滑道6上的椭圆支脚69和矩形支脚611上。横向绳带91是无弹性的软绳带，它缠绕在右定滑轮610和第一离合轮组8的齿带滑轮811上；纵向绳带92是无弹性的软绳带，它缠绕在下定滑轮612和第二离合轮组8的齿带滑轮811上。上齿带93依次缠绕过第一离合轮组的上滑轮盘88、第二离合轮组的上滑轮盘88、支架1上的上前滑轮17及支架1上的下前滑轮19上；下齿带94依次缠绕过第一离合轮组的下滑轮盘85、第二离合轮组的下滑轮盘85、支架1上的上后滑轮18及支架1上的下后滑轮110上。将画有直角坐标系的纸张固定在画板的上面。

二、功能设定：

设画板上直角坐标系的原点为O，第一象限内的三点A(a,1/a)B(1,1)C(b,1/b)(其中0<a<1,1<b)，画笔的端点为V(蓝指示灯)，转杆上的圆柱轴设为基圆的圆心O1，红黄绿指示灯的位置分别为动点Q、M、P，它们之间有关系O1P2＝O1M·O1Q，当O1P＝1时，O1Q＝1/O1M。

三、初始位置调整：

打开转杆上的锁具开关将槽沟滑块移动至刻度1后关闭锁具开关，抓住转杆上的手柄推转，绿指示灯P做圆周运动，红黄指示灯Q、M在直线上同时做相向或反向运动，当转至O1M＝a，O1Q＝1/a时停止转动，将垂直槽杆上四棱柱杆上端的夹具与横向绳带相连，将切向槽杆上圆钉轴上端的夹具与纵向绳带相连。按住离合轮组上的推拉杆开关分别把它们的直齿轮盘推至空挡(0档)位置，移动画笔对准坐标系中的点A，将绘图机构上的上伸缩接线杆与横向绳带连接，左接线杆与纵向绳带连接。

四、演示及图像绘制：

将离合轮组分别调至1档和2档位置，打开四个指示灯的开关，抓住转杆上的手柄推转使Q、M两点在直线上同时做相向运动，会看到指示灯的各自运动，同时画笔在纸上从A点开始绘制出连续的曲线，当Q、M、P三点接近一点时，即画笔到达点B时暂停推转，将离合轮组分别调至2档和1档，再反向推转手柄，画笔从点B继续绘制曲线。

五、演示结束，当手柄回到初始位置时画笔到达点C时停止，闭指示灯开关，取出图纸后使绘图系统回复到原位置。

本发明的双离合反比例函数演示及图像绘制仪的经济价值和应用前景：随着技术进步和经济发展教育越来越需要先进的装备提高教学效果和启发学生创新，反比例函数在中等数学和高等数学中占有相当的比重。通过直观演示函数关系并描绘出相应的图像，既能减轻教师的教学压力也能帮助学生理解和领会，是提高教学质量的重要手段。工程技术人员在进行产品设计、图纸绘制，施工人员在板材或面料画线裁剪、固定平面上图案绘制时，经常用到反比例函数曲线。在中高等学校教学、工程设计和有关的生产生活中，急需一种操作简单使用方便的演示和绘图仪器，有利于教师的课程教学、学生的学习及工程人员提高工作效率。从国内市场看，根据国家统计局2016年度发布的统计信息中第十项“教育、科学技术和文化的数据”公布，高中在校生约2600万人，中等职业教育学生700多万，数量相当可观，其市场前景非常广阔，具有良好的经济收益。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (10)

1.一种双离合反比例函数演示及图像绘制仪，其特征在于，包括支架(1)、径向槽杆(2)、转杆(3)、垂直槽杆(4)、切向槽杆(5)、矩形滑道(6)、绘图机构(7)、两个离合轮组(8)、传动系统(9)和画板(10)，

支架(1)包括左支杆(11)与右支杆(12)，左支杆(11)和右支杆(12)是两根平行的硬直杆，在左支杆(11)的上端与右支杆(12)的上端之间垂直连接上横杆(13)，在左支杆(11)的中下部与右支杆(12)的中下部之间垂直连接下横杆(14)，在左支杆(11)的下端与右支杆(12)的下端分别设有地脚(15)；在左支杆(11)与地脚(15)之间以及右支杆(12)与地脚(15)之间分别设有调节螺母(16)；在左支杆(11)的中部位置处设有下前滑轮(19)和下后滑轮(110)，在左支杆(11)的上端设有上前滑轮(17)和上后滑轮(18)；在左支杆(11)的中上部位置处设有销钉孔(111)；

径向槽杆(2)固定在支架(1)左支杆(11)上的销钉孔(111)处；

转杆(3)连接在径向槽杆(2)上；

垂直槽杆(4)和切向槽杆(5)都与径向槽杆(2)和转杆(3)相连；

矩形滑道(6)和画板(10)都固定在支架(1)的上横杆(13)和下横杆(14)上；

绘图机构(7)设在矩形滑道(6)上，在矩形滑道(6)的上设置两个离合轮组(8)，分别为第一离合轮组(8)和第二离合轮组(8)；

传动系统(9)将转杆(3)、垂直槽杆(4)、切向槽杆(5)及绘图机构(7)连接成统一体。

2.如权利要求1所述的双离合反比例函数演示及图像绘制仪，其特征在于，径向槽杆(2)包括矩形硬板(21)、上滑块(22)、下滑块(23)、前槽沟滑轨(24)和后槽沟滑轨(25)，

矩形硬板(21)是平直的矩形硬板，在矩形硬板(21)的内部设有两根平行的前槽沟滑轨(24)和后槽沟滑轨(25)，在前槽沟滑轨(24)内嵌有下滑块(23)，在后槽沟滑轨(25)内嵌有上滑块(22)；在下滑块(23)上设有方钉孔(27)，在上滑块(22)上设有圆钉孔(29)；在矩形硬板(21)宽度边的边缘处设有一个圆轴孔(28)，在矩形硬板(21)的长边上设有多个螺钉孔(26)；

径向槽杆(2)通过螺钉孔(26)对应支架(1)左支杆(11)上的销钉孔(111)竖直固定在左支杆(11)上。

3.如权利要求2所述的双离合反比例函数演示及图像绘制仪，其特征在于，转杆(3)包括转杆直条板(31)、圆柱轴(33)、滑块(36)和手柄(35)，

转杆直条板(31)是平直的矩形硬板条，在转杆直条板(31)一端的下方垂直固定圆柱轴(33)，在转杆直条板(31)另一端的上方垂直固定手柄(35)，在转杆直条板(31)的中心设有转杆槽沟滑轨(32)，在转杆槽沟滑轨(32)内嵌有滑块(36)，在滑块(36)的中心设有方形销钉孔(37)，在滑块(36)的侧面设有锁具开关(38)；在转杆直条板(31)的上面边缘处设有直尺(34)；

转杆(3)通过圆柱轴(33)对应插入径向槽杆(2)上的圆钉孔(29)连接径向槽杆(2)。

4.如权利要求3所述的双离合反比例函数演示及图像绘制仪，其特征在于，垂直槽杆(4)包括垂直槽杆直条板(41)、矩形滑块(43)和圆轴杆(44)，

垂直槽杆直条板(41)是平直的矩形硬板条，在垂直槽杆直条板(41)的中心设有垂直槽杆槽沟滑轨(42)，在垂直槽杆槽沟滑轨(42)内嵌有矩形滑块(43)，在矩形滑块(43)的中心设有圆轴套(48)，在圆轴套(48)内设有圆轴杆(44)，在圆轴杆(44)的上下两端分别设有方形楔块(45)和矩形楔块(46)，在方形楔块(45)的上端设有绿指示灯(411)；在垂直槽杆直条板(41)的一端设有垂直的四棱柱杆(47)，四棱柱杆(47)的上端设有黄指示灯(49)和夹具(410)；

垂直槽杆(4)通过四棱柱杆(47)对应插入径向槽杆(2)内下滑块(23)上的方钉孔(27)内与径向槽杆(2)连接，垂直槽杆(4)通过方形楔块(45)对应插入转杆(3)内滑块(36)上的方形销钉孔(37)内与转杆(3)连接。

5.如权利要求4所述的双离合反比例函数演示及图像绘制仪，其特征在于，切向槽杆(5)包括硬直导杆(51)、腰槽滑块(53)和圆钉轴(55)，

硬直导杆(51)是平直的矩形硬板条，在硬直导杆(51)的中心设有切向槽杆槽沟滑轨(52)，在切向槽杆槽沟滑轨(52)内嵌有腰槽滑块(53)，在腰槽滑块(53)的中心设有圆轴套管(54)，在圆轴套管(54)内设有圆钉轴(55)，在圆钉轴(55)的上顶面分别设有红指示灯(56)和夹具(58)，在硬直导杆(51)的一端设有矩形槽孔(57)；

切向槽杆(5)通过圆钉轴(55)对应插入径向槽杆(2)内上滑块(22)上的圆钉孔(29)内与径向槽杆(2)连接，切向槽杆(5)上的矩形槽孔(57)对应垂直槽杆(4)上的矩形楔块(46)并通过将矩形楔块(46)插入矩形槽孔(57)内实现切向槽杆(5)与垂直槽杆(4)连接，并且切向槽杆(5)与径向槽杆(2)通过垂直槽杆(4)间接相连。

6.如权利要求1所述的双离合反比例函数演示及图像绘制仪，其特征在于，矩形滑道(6)包括左滑块连杆(61)、右滑块连杆(62)、下滑块连杆(63)和上滑块连杆(64)，

左滑块连杆(61)、右滑块连杆(62)、下滑块连杆(63)和上滑块连杆(64)构成一个呈矩形的滑道框；在左滑块连杆(61)上、在右滑块连杆(62)上、在下滑块连杆(63)上和上滑块连杆(64)上均设有槽沟，在左滑块连杆(61)上的槽沟内设置第一滑块(65)，在右滑块连杆(62)上的槽沟内设置第二滑块(66)，在下滑块连杆(63)上的槽沟内设置第三滑块(67)，在上滑块连杆(64)上的槽沟内设置第四滑块(68)；在左滑块连杆(61)的中部位置的外边缘处设置椭圆支脚(69)，在右滑块连杆(62)的中部位置的外边缘处设置右滑轮(610)，在下滑块连杆(63)的中部位置的外边缘处设置下滑轮(612)，在上滑块连杆(64)的中部位置的外边缘处设置矩形支脚(611)；在左滑块连杆(61)的两端和右滑块连杆(62)的两端均设有卡环(613)；

矩形滑道(6)通过在滑块连杆(61)的两端和右滑块连杆(62)的两端设有卡环(613)卡合在支架(1)内的上横杆(13)和下横杆(14)上。

7.如权利要求6所述的双离合反比例函数演示及图像绘制仪，其特征在于，绘图机构(7)包括横向槽杆(71)、纵向槽杆(72)、圆管轴(76)和弹性画笔(75)，

在横向槽杆(71)和纵向槽杆(72)均是中间带有槽沟的矩形硬板条，在横向槽杆(71)的槽沟中嵌有横向滑块(74)，在横向槽杆(71)长边的中间位置处的两侧分别设有上伸缩接线杆(78)和下伸缩接线杆(79)；在纵向槽杆(72)的槽沟中嵌有纵向滑块(73)，在纵向槽杆(72)长边的中间两侧分别设有左接线杆(710)和右接线杆(711)；横向滑块(74)和纵向滑块(73)呈十字交叉设置并在横向滑块(74)和纵向滑块(73)之间贯穿设置圆管轴(76)，在圆管轴(76)的上端设有蓝指示灯(77)，在圆管轴(76)的下端设有弹性画笔(75)；在横向槽杆(71)两个宽边端处均设置圆销钉轴(712)，在纵向槽杆(72)两个宽边端处均设置圆销钉轴(712)；

绘图机构(7)通过横向槽杆(71)上的两个圆销钉轴(712)和纵向槽杆(72)上的两个圆销钉轴(712)一一对应插入到矩形滑道(6)内的第一滑块(65)、第二滑块(66)、第三滑块(67)和第四滑块(68)内与矩形滑道(6)连接。

8.如权利要求6所述的双离合反比例函数演示及图像绘制仪，其特征在于，

第一离合轮组和第二离合轮组均包括主横板架(81)、副横板架(82)、固定立轴(83)、圆立轴(84)和电动推拉杆(812)，

主横板架(81)和副横板架(82)之间连接固定立轴(83)和圆立轴(84)，圆立轴(84)的上端通过设置在主横板架(81)上圆轴套(815)贯穿主横板架(81)并伸出，圆立轴(84)的下端通过圆轴承(816)连接副横板架(82)；在固定立轴(83)上间隔且平行转动设置有下滑轮盘(85)和上滑轮盘(88)，在下滑轮盘(85)的上表面的边缘处设有下齿轮(86)，在上滑轮盘(88)的下表面的边缘处设有上齿轮(87)；

在位于主横板架(81)和副横板架(82)之间的圆立轴(84)的中部位置处设有内轴滑槽(89)，在内轴滑槽(89)处套有跟随圆立轴(84)同步转动且沿着内轴滑槽(89)移动的直齿轮盘(810)；直齿轮盘(810)的移动位置为三档，分别为空转的零档，与下齿轮(87)啮合的一档和与上齿轮(86)啮合的二档；

在圆立轴(84)的上端设有齿带滑轮(811)；

在主横板架(81)的内侧设有用于推动直齿轮盘(810)进行调档的电动推拉杆(812)，在主横板架(81)的外侧设有与电动推拉杆(812)相配合运动的推拉杆开关(813)；

在主横板架(81)宽边的一端处设有矩形钉槽(814)；

第一离合轮组通过矩形钉槽(814)对应上滑块连杆(64)上的矩形支脚(611)与矩形滑道(6)连接；第二离合轮组通过矩形钉槽(814)对应左滑块连杆(61)上的椭圆支脚(69)与矩形滑道(6)连接。

9.如权利要求8所述的双离合反比例函数演示及图像绘制仪，其特征在于，传动系统(9)包括横向绳带(91)、纵向绳带(92)、上齿带(93)和下齿带(94)，

横向绳带(91)是无弹性的软绳带，它缠绕在右定滑轮(610)和第一离合轮组(8)的齿带滑轮(811)上；纵向绳带(92)是无弹性的软绳带，它缠绕在下定滑轮(612)和第二离合轮组(8)的齿带滑轮(811)上；

上齿带(93)依次缠绕过第一离合轮组的上滑轮盘(88)、第二离合轮组的上滑轮盘(88)、支架(1)上的上前滑轮(17)及支架(1)上的下前滑轮(19)上；下齿带(94)依次缠绕过第一离合轮组的下滑轮盘(85)、第二离合轮组的下滑轮盘(85)、支架(1)上的上后滑轮(18)及支架(1)上的下后滑轮(110)上。

10.如权利要求1所述的双离合反比例函数演示及图像绘制仪，其特征在于，画板(10)包括一块矩形框架(101)、硬平板(102)和卡纸器(103)，

在矩形框架(101)内嵌有硬平板(102)，在硬平板(102)上设有多个卡纸器(103)，在矩形框架(101)的周边设有固定卡(104)；

画板(10)通过矩形框架(101)周边设置的固定卡(104)卡装在支架(1)的上横杆(13)和下横杆(14)上与支架(1)连接。