CN107856444A - 计算机数学教学用绘图板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及计算机数学教学用绘图板，有效的解决了现有的数学教学在绘图过程中不能规范绘图的问题；技术方案包括绘图板，绘图板的后侧固定有卷布槽，卷布槽内安装有缠绕装置，缠绕装置上缠绕有卷布，卷布端头的中间连接有刚性绳；绘图板上固定有滑轮组，刚性绳连接有直尺，滑轮组处安装固定有锁紧装置；直尺的后侧面安装有第一磁块；直尺包括壳体，壳体上开设有导轨，直尺上标刻有第一刻度，直尺内安装有齿条，与齿条相啮合的有第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮内贯穿有第一转轴，第一转轴的上下两端均套设有套筒，套筒下端连接有滑块，套筒上固定套设有第一指针；定位槽内安装有第三磁块，本发明方便教学作图，绘图规范。

Description

计算机数学教学用绘图板

技术领域

本发明涉及计算机数学教学技术领域，特别是在教学中的计算机数学教学用绘图板。

背景技术

计算机数学是大学中的一门学科，在大学数学教学中，为了使学生能直观的理解数学公式的含义，老师往往在黑板上对数学公式进行绘图，现有的大学教学绘图，老师是通过手绘的形式徒手作图，在作图的过程中，经常出现绘图尺寸不标准，没有绘图坐标系，绘制的图形直线是弯曲的，绘制圆时，看着尺子上的半径尺寸准确，但往往绘制出来的圆形半径跟实际半径大小不同，经常出现不是偏大就是偏小，不能绘制完整且规整的圆形，使得绘制出来的图形与公式不匹配，不能很好的表达公式的含义。

在绘制图形时，尤其绘制画圆时，需要借助圆规来完成一个完整的圆形，现有的圆规在绘图板上画圆时，圆规的固定脚往往不能固定，绘制经常出现活动跑偏的现象，另外，在用圆规画圆时，依靠手腕的旋转往往不能一次性完成一个完整的圆，绘制一个完整的圆需要至少换下手腕才能完整画圆，这样在换手腕画圆时，就会使得圆形变得不完整，形成有个不连续的圆形或者变成两个同心半圆。

这种传统的手绘作图可能会引起学生的误解，教学效果不好，因此，本发明提供一种数学教学方面的作图器，使得在绘图时实现坐标定位精准，尺寸绘制准确，圆规画圆一次性完成。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供计算机数学教学用绘图板，有效的解决了现有的数学教学在绘图过程中不能规范绘图的问题。

本发明包括绘图板，用来绘图时使用，其特征在于，绘图板的后侧固定有卷布槽，用来收纳卷布，卷布槽内安装有可转动和自行回位的缠绕装置，缠绕装置上缠绕有卷布，卷布可实现在缠绕装置上的拉伸和自行复位，卷布端头的中间连接有刚性绳；

在绘图板的上端固定有可通过刚性绳的滑轮组，刚性绳从滑轮组穿过后可拆卸连接有直尺，滑轮组处安装固定有手动控制的锁紧装置，用来压紧刚性绳，使得刚性绳无法自行复位到缠绕装置内；

刚性绳的端头安装有开设有第一卡紧槽的第一圆柱体，直尺上相对位置设有可扣合在第一卡紧槽内且可转动的第一卡紧体，第一卡紧体上套设有第一卷簧，使得转动直尺时，直尺可在第一卡紧槽内转动，松开手后，直尺可回复到原位；

直尺的后侧面可拆卸安装有多个镶嵌在直尺内的第一磁块，第一磁块吸附有活动放置的第二磁块，第二磁块根据需求调整位置；

直尺包括壳体，壳体内部为空腔，下侧面留有开口，上表面开设有矩形孔，在壳体内部的底板上开设有导轨，用作滑动使用，直尺上标刻有第一刻度，在壳体的第一刻度位置处为透明材质，方便观看第一刻度，直尺内还安装有齿条，与齿条相啮合的有第一齿轮和第二齿轮，实现齿条不动，第一齿轮和第二齿轮在与齿条啮合的情况下可实现横向移动，第一齿轮和第二齿轮内贯穿有第一转轴，第一转轴的上下两端均套设有套筒，使得第一转轴可在套筒内转动，而套筒不转动，套筒下端连接有可在导轨内滑动的滑块，套筒上固定套设有始终指向第一刻度的第一指针，置于上端的套筒上安装有置于直尺外的定位槽，用来定位圆规，第一齿轮和第二齿轮的部分齿置于开口外侧，便于用手拨动；

定位槽内安装有第三磁块，定位槽内用来放置圆规；

圆规包括两端通透的矩形框架，矩形框架上板内侧面开设有滑轨，下板开设有滑行孔，矩形框架横向贯穿有双头螺杆，双头螺杆的中间套设有拨动齿轮，双头螺杆的两侧对称套设有上端可在滑轨内滑行、下端可在滑行孔内移动的画笔脚，画笔脚的下端可拆卸且可调节安装有画笔夹，画笔夹的两侧安装有对称设置的滚轮，矩形框架的中间的上方安装有手持棒，矩形框架中间的下方固定有固定脚，固定脚的下端安装有第四磁块，双头螺杆两侧的螺纹可使两侧的画笔脚等位移且同时向外侧或向内侧移动。

优选的，所述的第一齿轮上端的套筒上固定套设有标尺，标尺上有透明材质的第二刻度，标尺上开设有通孔，第二齿轮上端的套筒置于通孔内，实现第一齿轮移动时，标尺跟随其移动，但第二齿轮不跟随其移动，只是相对通孔移动，第二齿轮上端的套筒上固定套设有始终指向第二刻度的第二指针。

优选的，所述的双头螺杆与矩形框架交接处固定有轴承座，用来固定双头螺杆，使双头螺杆只能转动。

优选的，所述的滚轮可以为滚珠。

优选的，所述的画笔脚的下端开设有圆形凹槽，圆形凹槽内放置有可拆卸的画笔夹，用来固定画笔，画笔夹经画笔脚侧壁上的调节栓来固定和控制高度。

优选的，所述的画笔脚的上端连接有套设在双头螺杆上的螺帽，螺帽的上端经连接块置于滑轨内。

优选的，矩形框架外侧固定有第三刻度，螺帽上固定连接有始终指向第二刻度的第三指针。

本发明结构巧妙，作为数学作图器，方便教学作图，绘图规范，尺寸精确，教学时方便学生理解作图含义，使用时方便，尺寸位置可以根据需要调节，画圆准确，可以实现一次性画圆，原点可调节且保证圆的半径准确。

附图说明

图1为本发明绘图板装置侧视图示意图。

图2为本发明直尺的壳体立体图示意图。

图3为本发明刚性绳与直尺可拆卸连接示意图。

图4为本发明直尺内齿条与第一齿轮和第二齿轮啮合示意图。

图5为本发明第一齿轮转动横向运动结构示意图。

图6为本发明第二齿轮转动横向运动结构示意图。

图7为本发明第一齿轮转动横向运动结构侧视图示意图。

图8为本发明第一齿轮、第二齿轮与标尺连接结构示意图。

图9为本发明圆规立体图示意图一。

图10为本发明圆规立体图示意图二。

图11为本发明圆规主视图示意图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图11对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。

实施例一，本发明为计算机数学教学用绘图板，主要用作于教学时的绘图使用，方便绘图，绘图尺寸精确，使得学生学习时更容易理解，包括有用作绘图时使用的绘图板1，在绘图板1的后侧有卷布槽2，卷布槽2内收纳有卷布4，卷布4缠绕在缠绕装置3上，使得卷布4可以在缠绕装置4上实现拉伸和自行复位，缠绕装置3的结构种类很多，本实施例中可选择在卷布槽2内安装有转轴，将卷布4缠绕在转轴上，转轴上还连接有卷簧，使得卷布4可以在转轴上实现转动，且依靠卷簧实现自动复位，或者选择与现有汽车中后备箱中间的行李架结构类似的结构，也可以选择类似于卷尺的结构，在卷布4的端头连接有刚性绳5，用作拉伸卷布4。

在绘图板1的上端固定有滑轮组6，刚性绳5从滑轮组6中间通过，滑轮组6为刚性绳5提供拉动支撑力，减少摩擦力，滑轮组6是两个滑轮上下相对固定，两个滑轮中间的间隙可通过刚性绳5，但不宜太宽，除了通过刚性绳5以外，滑轮组6还要起到固定直尺7的作用，使直尺7不使用时，可以卡在滑轮组6处，刚性绳5从滑轮组6穿过后连接有直尺7，直尺7与刚性绳5为可拆卸连接，滑轮组6处安装有锁紧装置，锁紧装置为手动控制即可，控制方便，节约成本，目的是当拉动直尺7后，防止松手后直尺7自动复位到滑轮组6处，因此用锁紧装置将刚性绳5固定，此时，直尺7可以在刚性绳5的作用下松手，也可以调整在绘图板1上的位置，锁紧装置的种类很多，本实施例可选择在滑轮组6中间填塞一个摩擦片，摩擦片为弧形，套设在置于下方的滑轮上，可以实现刚性绳5无法自行复位，而是停留固定在当前位置。

刚性绳5的端头安装有第一圆柱体8，第一圆柱体8上开设有第一卡紧槽，直尺7的前侧面有与第一卡紧槽相互匹配的第一卡紧体9，第一卡紧体9可扣合在第一卡紧槽内，第一卡紧体9可在第一卡紧槽内转动，为了使转动后的直尺7可以自行复位到原位，在第一卡紧体9或第一卡紧槽内安装有第一卷簧10，实现转动直尺7时，直尺7可在第一卡紧槽内转动，松手后，直尺7在自由状态下复位到原位。

直尺7的后侧面可拆卸安装有多个第一磁块11，第一磁块11镶嵌在直尺7内，保持直尺7水平放置在绘图板1上，第一磁块11吸附有第二磁块，第二磁块是活动放置的，可以拆卸下来放到其他任意位置，本发明中是将第二磁块放置在绘图板1的后侧，使得第一磁块11和第二磁块经中间的绘图板1吸附在一起，从而使得直尺7固定在绘图板1上。

直尺7包括壳体12，壳体12内部为空腔，壳体12的下侧面开设有开口13，是为了放置第一齿轮18和第二齿轮19，使得第一齿轮18和第二齿轮19的部分置于开口13外侧，方便拨动，壳体12上表面开设有矩形孔14，用作第一齿轮18和第二齿轮19滑动时的轨道使用，壳体12内部的底板上开设有导轨15，用作第一齿轮18和第二齿轮19的滑动，直尺7上有第一刻度16，第一刻度16处的直尺7材质是透明的，方便观看第一刻度16，直尺7内还安装有齿条17，齿条17啮合有第一齿轮18和第二齿轮19，第一齿条18和第二齿轮19可以在齿条17不动的情况下，实现横向移动，第一齿轮18和第二齿轮19内贯穿有第一转轴20，第一转轴20的上下端均套设有套筒21，使得第一转轴20可以转动，套筒21不会转动，套筒21下端连接有滑块22，滑块22可以在导轨15内滑动，完成第一齿轮18和第二齿轮19与齿条17正常啮合的齿轮齿条传动，套筒21上固定有第一指针23，第一指针23始终指向第一刻度16，第一齿轮18和第二齿轮19上端的套筒21上开设有或者安装有定位槽24，定位槽24内用来放置圆规，在定位槽24内安装有第三磁块25。

圆规包括矩形框架26，矩形框架26前后两侧的两端通透，矩形框架26上板内侧面开设有滑轨27，下板开设有滑行孔28，矩形框架26横向设置有双头螺杆29，双头螺杆29可以转动，不可移动，在双头螺杆29的中间套设有拨动齿轮30，双头螺杆29的两侧对称套设有可在双头螺杆29上移动的画笔脚31，画笔脚31的上端在滑轨27内移动，下端在滑行孔28内移动，两侧的画笔脚31为同时等位移向内侧或向外侧移动，画笔脚31的下端可拆卸安装有画笔夹32，用来安装画笔，画笔夹32也可以上下调节，画笔夹32的两侧安装有对称设置的滚轮33，滚轮33起导向的作用，同时加快画笔的画圆，减少在绘图板1上的摩擦，矩形框架26的中间上方安装有手持棒34，用作画圆时的操作部位，矩形框架26中间的下方固定有固定脚35，用作圆规的支撑定位脚，固定脚35的下端安装有第四磁块36。

实施例二，在实施例一的基础上，第一齿轮18上还套设有标尺37，标尺37上设有第二刻度38，第二刻度38处的材质也为透明材质，方便观察，标尺37上开设有通孔39，第二齿轮19上端的套筒21置于通孔39内，在拨动第一齿轮18和第二齿轮19时，标尺37跟随第一齿轮18一起移动，第二齿轮19在通孔39内移动，标尺37不跟随其移动，第二齿轮19上端的套筒21内固定套设有始终指向第二刻度38的第二指针40。

实施例三，在实施例一的基础上，双头螺杆29与矩形框架26交界处固定有轴承座，使得双头螺杆29可以实现转动，但不能移动，目的是固定双头螺杆29。

实施例四，在实施例一的基础上，滚轮33也可以为滚珠，可以为画笔起到导向的作用，还可以减少与绘图板1之间摩擦，可以实现快速画圆，同时也防止画笔夹32偏离。

实施例五，在实施例一的基础上，在画笔脚31的下端开设有圆形凹槽，用来放置画笔夹32，画笔夹32还可以经设置在画笔脚31侧壁上的调节栓41来实现高度的调节和固定。

实施例六，在实施例一的基础上，画笔脚31的上端连接有螺帽42，螺帽42套设在双头螺杆29上，实现在双头螺杆29上的传动，螺帽上42端经连接块置于滑轨27内，实现滑动。

实施例七，在实施例六的基础上，矩形框架26外侧还固定有第三刻度43，螺帽42上固定连接有始终指向第三刻度42的第三指针44，第三指针44跟随螺帽42的移动而移动，用来计算圆规画圆的半径。

具体使用时，拉动刚性绳5，将刚性绳5穿过滑轮组6，在滑轮组6的另一侧安装上直尺7，在安装时，将第一卡紧体9扣合在第一卡紧槽内，在不使用时，直尺7卡在滑轮组6上，当需要使用直尺7时，向下拉动直尺7，直尺7带动卷布4从卷布槽2内拉出，选择好合适的位置后，使用锁紧装置将刚性绳6固定，此时，松开手后，直尺7不会自动缩回，直尺7可在绘图板1上画直线，也可转动画斜线，当在画直线时，需要固定直尺7不动，将第一磁块11上的第二磁块去掉，放置在绘图板1后侧的相对应的位置，使得第一磁块11和第二磁块经中间的绘图板1吸附在一起，从而将直尺7固定在绘图板1上，方便绘图，绘制完直线后，拿开第二磁块，松开直尺7，直尺7会在第一卷簧10的作用下自动复位到初始状态，方便快捷。

当绘制圆形时，首先选定好圆形半径，在绘制圆形时可能出现两种情况：

情况一：绘制圆形的原点与绘制图形坐标系的原点相同；

拨动第一齿轮18，将第一齿轮18上的第一指针23指向第一刻度16上坐标系的原点，此时第二齿轮19上第一指针23所指向的就是圆形半径。

拨动第一齿轮18、第二齿轮19，第一齿轮18和第二齿轮19与齿条17啮合，第一齿轮18和第二齿轮19转动，第一转轴20转动，套筒21不转动，但跟随滑块22在导轨15上滑动，将第一齿轮18上的第一指针23拨动到坐标系的原点处，此时，只需要拨动第二齿轮19，第二齿轮19上的第一指针23指向的距离就是圆规半径。

情况二，绘制圆形的原点与绘制图形坐标系原点不同；

1、首先拨动第一齿轮18，将第一齿轮18拨动到所需的原点处，原点与坐标系原点不同，根据尺寸差计算出圆形半径所在坐标系的位置，然后拨动第二齿轮19到所需的第一刻度16位置处，第一指针指23向第一刻度16上的数值不是真实的圆形半径尺寸。

2、拨动第一齿轮18到圆形原点处，然后拨动第二齿轮19，此时不需要看第一刻度16的数值，而是观看标尺37上的第二刻度38，标尺37始终跟随第一齿轮18移动，因此，不论第一齿轮18移动到何处，第一齿轮18所在的位置就是标尺37画圆时的原点位置，标尺37的原点始终与圆形原点相同，然后拨动第二齿轮19，第二齿轮19上的第二指针40指向的第二刻度38就是圆形半径尺寸。

3、拨动第一齿轮18到圆形原点位置，转动拨动齿轮30，使得双头螺杆29上两侧的螺帽42移动，螺帽42移动带动第三指针44移动，两个第三指针44之间的第三刻度42就是圆形直径。

在具体绘制时，将圆规的固定脚35放置在第一齿轮18上的定位槽24，第三磁块25与第四磁块36吸附，使得圆规固定脚35不会晃动，圆规的其中一个画笔脚31放置在第二齿轮19的定位槽24内，用来精确圆形半径，画笔脚31的距离根据双头螺杆29上的拨动齿轮30来调整，然后将画笔脚31放置在绘图板1上画圆，转动手持棒34，只需要画两个半圆即可完成一个完整的圆，且圆形尺寸准确。

也可以，画完直线后，松开锁紧装置，手握直尺7慢慢复位到滑轮组6处，将圆规固定脚35找到圆形原点，将第二磁块放置在绘图板1的后侧面，第四磁块36与第二磁块吸附，固定好圆规的固定脚35，转动拨动齿轮30，根据第二刻度38上的第三指针44调整好圆形的直径，滚轮33可以放置画笔夹32偏离，为画笔起到导向作用，同时减少作图时的摩擦力。

当绘制完半圆之后，由于直尺7的原因可能导致圆规无法通过，又由于直尺宽度不会很大，因此直接跳过去完成画圆，不会对圆形造成很大缺陷，当直尺拿开后，只需要稍微将圆补完整即可。

本发明结构巧妙，作为数学作图器，方便教学作图，绘图规范，尺寸精确，教学时方便学生理解作图含义，使用时方便，尺寸位置可以根据需要调节，画圆准确，可以实现一次性画圆，原点可调节且保证圆的半径准确。

Claims (7)

1.计算机数学教学用绘图板，包括绘图板（1），用来绘图时使用，其特征在于，绘图板（1）的后侧固定有卷布槽（2），用来收纳卷布，卷布槽（2）内安装有可转动和自行回位的缠绕装置（3），缠绕装置（3）上缠绕有卷布（4），卷布（4）可实现在缠绕装置（3）上的拉伸和自行复位，卷布（4）端头的中间连接有刚性绳（5）；

在绘图板（1）的上端固定有可通过刚性绳（5）的滑轮组（6），刚性绳（5）从滑轮组（6）穿过后可拆卸连接有直尺（7），滑轮组（6）处安装固定有手动控制的锁紧装置，用来压紧刚性绳（5），使得刚性绳（5）无法自行复位到缠绕装置（3）内；

刚性绳（5）的端头安装有开设有第一卡紧槽的第一圆柱体（8），直尺（7）上相对位置设有可扣合在第一卡紧槽内且可转动的第一卡紧体（9），第一卡紧体（9）上套设有第一卷簧（10），使得转动直尺（7）时，直尺（7）可在第一卡紧槽内转动，松开手后，直尺（7）可回复到原位；

直尺（7）的后侧面可拆卸安装有多个镶嵌在直尺（7）内的第一磁块（11），第一磁块（11）吸附有活动放置的第二磁块，第二磁块根据需求调整位置；

直尺（7）包括壳体（12），壳体（12）内部为空腔，下侧面留有开口（13），上表面开设有矩形孔（14），在壳体（12）内部的底板上开设有导轨（15），用作滑动使用，直尺（7）上标刻有第一刻度（16），在壳体（12）的第一刻度（16）位置处为透明材质，方便观看第一刻度（16），直尺（7）内还安装有齿条（17），与齿条（17）相啮合的有第一齿轮（18）和第二齿轮（19），实现齿条（17）不动，第一齿轮（18）和第二齿轮（19）在与齿条（17）啮合的情况下可实现横向移动，第一齿轮（18）和第二齿轮（19）内贯穿有第一转轴（20），第一转轴（20）的上下两端均套设有套筒（21），使得第一转轴（20）可在套筒（21）内转动，而套筒（21）不转动，套筒（21）下端连接有可在导轨（15）内滑动的滑块（22），套筒（21）上固定套设有始终指向第一刻度（16）的第一指针（23），置于上端的套筒（21）上安装有置于直尺（7）外的定位槽（24），用来定位圆规，第一齿轮（18）和第二齿轮（19）的部分齿置于开口（13）外侧，便于用手拨动；

定位槽（24）内安装有第三磁块（25），定位槽（24）内用来放置圆规；

圆规包括两端通透的矩形框架（26），矩形框架（26）上板内侧面开设有滑轨（27），下板开设有滑行孔（28），矩形框架（26）横向贯穿有双头螺杆（29），双头螺杆（29）的中间套设有拨动齿轮（30），双头螺杆（29）的两侧对称套设有上端可在滑轨（27）内滑行、下端可在滑行孔（28）内移动的画笔脚（31），画笔脚（31）的下端可拆卸且可调节安装有画笔夹（32），画笔夹（32）的两侧安装有对称设置的滚轮（33），矩形框架（26）的中间的上方安装有手持棒（34），矩形框架（26）中间的下方固定有固定脚（35），固定脚（35）的下端安装有第四磁块（36），双头螺杆（29）两侧的螺纹可使两侧的画笔脚（31）等位移且同时向外侧或向内侧移动。

2.根据权利要求1所述的计算机数学教学用绘图板，其特征在于，所述的第一齿轮（18）上端的套筒（21）上固定套设有标尺（37），标尺（37）上有透明材质的第二刻度（38），标尺（37）上开设有通孔（39），第二齿轮（19）上端的套筒（21）置于通孔（39）内，实现第一齿轮（18）移动时，标尺（37）跟随其移动，但第二齿轮（19）不跟随其移动，只是相对通孔（39）移动，第二齿轮（19）上端的套筒（21）上固定套设有始终指向第二刻度（38）的第二指针（40）。

3.根据权利要求1所述的计算机数学教学用绘图板，其特征在于，所述的双头螺杆（29）与矩形框架（26）交接处固定有轴承座，用来固定双头螺杆（29），使双头螺杆（29）只能转动。

4.根据权利要求1所述的计算机数学教学用绘图板，其特征在于，所述的滚轮（33）可以为滚珠。

5.根据权利要求1所述的计算机数学教学用绘图板，其特征在于，所述的画笔脚（31）的下端开设有圆形凹槽，圆形凹槽内放置有可拆卸的画笔夹（32），用来固定画笔，画笔夹（32）经画笔脚（31）侧壁上的调节栓（41）来固定和控制高度。

6.根据权利要求1所述的计算机数学教学用绘图板，其特征在于，所述的画笔脚（31）的上端连接有套设在双头螺杆（29）上的螺帽（42），螺帽（42）的上端经连接块置于滑轨（27）内。

7.根据权利要求6所述的计算机数学教学用绘图板，其特征在于，矩形框架（26）外侧固定有第三刻度（43），螺帽（42）上固定连接有始终指向第三刻度（42）的第三指针（44）。