CN108010428B - 用于教学的三视图画法的实体展示方法及实体展示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于教学的三视图画法的实体展示方法及实体展示装置，选定成像物体，并在成像物体上确定至少一条目标线，目标线在成像物体的一个或者多个方向视图中显示为虚线，这一个或者多个方向视图，作为教学中用于展示的目标视图；在成像物体上开设一组或者多组与目标视图方向一一对应的透光孔，每组透光孔为若干个，该透光孔从目标线上沿目标视图的光线方向延伸并贯通成像物体；利用面光源组件照射成像物体获得六向视图，在目标视图中，光线穿过透光孔使目标视图内呈现虚线。该装置结构简单，成本低廉，可以直观地向学生展示成像物体的三视图，方便学生理解和记忆，提高学习效率的同时还有利于学生空间感觉的形成。
Description
技术领域
本发明涉及教学装置技术领域，具体的说是用于教学的三视图画法的实体展示方法及实体展示装置。
背景技术
《机械制图》、《建筑制图》、《园林制图》是工科学生重要的主干技术基础课程，在工程科学、特别是诸如机械工程科学、建筑、风景园林等设计类专业的人才培养体系中占有重要地位，而三视图是设计类专业制图课的基础和根基，理解和掌握三视图的原理及识读方法对学好机械制图至关重要。三视图是《机械制图》等课程的重点，也是难点，许多学生在学到这部分时，便像遇到了难关一样停步不前，而三视图学不通，其余课程内容也就更无从下手了，有的学生由于三视图学不会，产生厌学情绪，进而放弃学习。
目前，教学中教师对三视图的教学方法是在二维的黑板面上分别画出物体的轴测图与三视图进行讲解或者通过图片进行展示，不仅教师作图复杂，而且不够直观，或者有的老师是用PPT把物体的轴测图与三视图显示出来进行讲解，进度较快，学生没有动手实践和思考的机会，学生学习起来理解效果不理想。三视图的绘图，是学生由二维平面转向三维空间的过程，单纯通过图片进行展示，不利于学生空间感觉的形成。
发明内容
本发明提供了用于教学的三视图画法的实体展示方法及实体展示装置，该装置结构简单，成本低廉，在教学中应用该实体展示装置，可以直观地向学生展示成像物体的六向视图，方便学生理解和记忆，提高学习效率的同时还有利于学生空间感觉的形成。
本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为：用于教学的三视图画法的实体展示方法，包括如下步骤：
步骤（1）、选定成像物体，并在成像物体上确定至少一条目标线，目标线在成像物体的一个或者多个方向视图中显示为虚线，这一个或者多个方向视图，作为教学中用于展示的目标视图；
步骤（2）、在成像物体上开设一组或者多组与目标视图方向一一对应的透光孔，每组透光孔为若干个，当开设一组透光孔时，该透光孔从目标线上沿目标视图的光线方向延伸并贯通成像物体，当开设多组透光孔时，该透光孔交叉于目标线上，并以目标线为起始位置沿目标视图的光线方向延伸并贯通成像物体；
步骤（3）、利用面光源组件照射成像物体获得六向视图，在目标视图中，光线穿过透光孔使目标视图内呈现虚线。
应用如上所述的用于教学的三视图画法实体展示方法的实体展示装置，包括底座，面光源组件和成像物体，底座上垂直连接第一背景板和第二背景板，且第一背景板和第二背景板相互垂直设置，面光源组件通过第一支撑杆连接在底座或者第二背景板上，成像物体通过第二支撑杆固定在底座的中心处，成像物体包括成对使用的模型A和模型B，模型A和模型B为形状大小相同且采用不透明材质的两个不规则几何形体，模型A和模型B的轮廓投影在面光源组件的面光源照射范围内，其中，模型B上，开设一组或者多组与目标视图方向一一对应的透光孔，每组透光孔为若干个，当开设一组透光孔时，该透光孔从目标线上沿目标视图的光线方向延伸并贯通成像物体，当开设多组透光孔时，该透光孔交叉于目标线上，并以目标线为起始位置沿目标视图的光线方向延伸并贯通成像物体。
作为一种优选方案，所述面光源组件包括方形盒、凸透镜、固定在凸透镜焦点处的点光源以及为点光源供电的供电装置。
作为一种优选方案，所述第一背景板和第二背景板铰接在底座上。
作为一种优选方案，底座、第一背景板和第二背景板均为方形板，且第一背景板和第二背景板均为浅色板。
作为一种优选方案，所述供电装置为蓄电池或者外接电源。
作为一种优选方案，所述点光源为LED光源或灯泡。
作为一种优选方案，底座的中心处开设有与第二支撑杆相配合的成像物体固定孔，底座和第二背景板上开设有与第一支撑杆相配合的面光源组件固定孔。
作为一种优选方案，所述面光源组件固定孔有三个，分别为面光源组件固定孔A、面光源组件固定孔B和面光源组件固定孔C。
作为一种优选方案，所述成像物体至少三个面开设有与第二支撑杆相配合的固定孔。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供了用于教学的三视图画法的实体展示方法及实体展示装置，该装置结构简单，成本低廉，可以直观地向学生展示成像物体的三视图，方便学生理解和记忆，提高学习效率的同时还有利于学生空间感觉的形成。此外，该装置采用两个形状外观相同的模型，在其中一个模型上开设透光孔，一个模型用于向学生展示成像物体的轮廓，以此来向学生讲解投影的概念；另一个模型用于向学生讲解三视图中虚线的表示内容，便于学生形成二维图纸与三维物体相互转换的空间想象力。
附图说明
图1为本发明底座和背景板结构示意图；
图2为本发明模型A结构示意图；
图3为本发明模型B结构示意图；
图4为本发明实施例一展示示意图；
图5为本发明实施例二展示示意图；
图6为本发明实施例三展示示意图；
图7为本发明实施例四展示示意图；
附图标记：1、底座，2、面光源组件，3、成像物体，301、模型A，302、模型B，4、第一背景板，5、第二背景板，6、凸透镜，7、点光源，8、第一支撑杆，9、第二支撑杆，10、透光孔，11、成像物体固定孔，12、面光源组件固定孔，1201、面光源组件固定孔A，1202、面光源组件固定孔B，1203、面光源组件固定孔C，13、固定孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
用于教学的三视图画法的实体展示方法，包括如下步骤：
步骤（1）、选定成像物体，并在成像物体上确定至少一条目标线，该目标线为不规则几何形体其中两个面的相交线，目标线在成像物体的一个或者多个方向视图中显示为虚线，这一个或者多个方向视图，作为教学中用于展示的目标视图；以此来向学生讲解三视图中虚线的表示内容，便于学生形成二维图纸与三维物体相互转换的空间想象力；
步骤（2）、在成像物体上开设一组或者多组与目标视图方向一一对应的透光孔，每组透光孔为若干个，当开设一组透光孔时，该透光孔从目标线上沿目标视图的光线方向延伸并贯通成像物体，当开设多组透光孔时，该透光孔交叉于目标线上，并以目标线为起始位置沿目标视图的光线方向延伸并贯通成像物体；光线透过透光孔使投影内存在若干个光斑，若干个光斑用于表示虚线；
步骤（3）、利用面光源组件照射成像物体获得六向视图，在目标视图中，光线穿过透光孔使目标视图内呈现虚线。
应用如上所述的用于教学的三视图画法实体展示方法的实体展示装置，如图1所示，包括底座1，面光源组件2和成像物体3，底座1上垂直连接第一背景板4和第二背景板5，且第一背景板4和第二背景板5相互垂直设置，面光源组件2通过第一支撑杆8连接在底座1或者第二背景板5上，所述面光源组件2包括方形盒、凸透镜6、固定在凸透镜6焦点处的点光源7以及为点光源7供电的供电装置，作为优选的，所述供电装置为蓄电池或者外接电源，所述点光源7为LED光源或灯泡。
所述成像物体3通过第二支撑杆9固定在底座1的中心处，成像物体3包括成对使用的模型A和模型B，模型A和模型B为形状大小相同且采用不透明材质的两个不规则几何形体，模型A和模型B的轮廓投影在面光源组件2的面光源照射范围内，其中，模型B上，开设一组或者多组与目标视图方向一一对应的透光孔，每组透光孔为若干个，当开设一组透光孔时，该透光孔从目标线上沿目标视图的光线方向延伸并贯通成像物体，当开设多组透光孔时，该透光孔交叉于目标线上，并以目标线为起始位置沿目标视图的光线方向延伸并贯通成像物体。模型A置于面光源组件2照射下，用于展示成像物体的轮廓，以此来向学生讲解投影的概念。模型B置于面光源组件2照射下，光线透过透光孔使投影内存在若干个光斑，若干个光斑用于表示虚线，以此来向学生讲解三视图中虚线的表示内容，便于学生形成二维图纸与三维物体相互转换的空间想象力。
作为一种优选方案，如图2和图3所示，模型A301和模型B302均为两个面之间开设有凹陷部的不规则几何形体，所述凹陷部包括相交的第一侧面和第二侧面，其中，在模型B302上，开设两组与目标视图方向一一对应的透光孔10，每组透光孔10为若干个，该透光孔10交叉于目标线上，并以目标线为起始位置沿目标视图的光线方向延伸并贯通成像物体3。本发明中选取类似“L”型的物体形态，但本发明所保护的不规则几何形体不仅限于该形状，也可根据教学需要，制作其他复杂模型作为成像物体。所述成像物体3作为教学模型，为一个与教学内容配套的、不规则的几何形体即可，成对使用，塑料、木材等材质均可，但应不透明且成像物体3的长、宽、高均不超过凸透镜的高度。
进一步的，所述第一背景板4和第二背景板5铰接在底座1上，在教学结束后，可以将第一背景板4和第二背景板5折叠，减少占用空间，方便教师携带。进一步的，底座1、第一背景板4和第二背景板5均为方形板，且第一背景板4和第二背景板5均为浅色板，方形板为塑料、木材等材质均可，但表面应选择明度高的纯色。底座1的中心处开设有与第二支撑杆9相配合的成像物体固定孔11，底座1和第二背景板5上开设有与第一支撑杆8相配合的面光源组件固定孔12。所述面光源组件固定孔12有三个，分别为面光源组件固定孔A1201、面光源组件固定孔B1202和面光源组件固定孔C1203，面光源组件固定孔12为面光源组件的三个可选位置，分别代表三视图中的主视图、左视图和俯视图。使用时，将成像物体3固定，变换光源位置，形成投影。
进一步的，所述成像物体3至少三个面开设有与第二支撑杆9相配合的固定孔13，便于变换方位。
进一步的，所述第一支撑杆8和第二支撑杆9为棒状物体，材质与成像物体一致，分别与面光源组件2和成像物体3配套使用，第一支撑杆8和第二支撑杆9分别插入面光源组件2、成像物体3或底座1上的面光源组件固定孔12、成像物体固定孔11或固定孔13中，起到固定光源组件2和成像物体3的作用。固定后，成像物体3应能完全处于光源的照射范围内，且能够投影在背景板上。
该实体展示装置的使用方法，包括如下步骤：
步骤一、将底座1、第一背景板4和第二背景板5放于讲台上；
步骤二、将模型A301通过第二支撑杆9固定在成像物体固定孔11中；
步骤三、依次将面光源组件2通过第一支撑杆8固定在面光源组件固定孔A1201、面光源组件固定孔B1202和面光源组件固定孔C1203中，并打开开关，学生观察模型A301在第一背景板4、第二背景板5和底座1上投影的主视图、左视图和俯视图；
步骤四、取下模型A301，将模型B302通过第二支撑杆9固定在成像物体固定孔11中，并通过变换面光源组件2的位置，学生观察模型B302在第一背景板4和第二背景板5上投影的主视图、左视图和俯视图，并比较通过成像物体模型A和模型B在第一背景板4和第二背景板5上投影的不同。
实施例一
如图4所示，应用本发明所述用于教学的三视图画法实体展示方法的实体展示装置，将面光源组件2通过第一支撑杆8分别固定在面光源组件固定孔A1201和面光源组件固定孔B1202中。选定模型A301作为成像物体，所述成像物体3通过第二支撑杆9固定在底座1的中心处，图4为此时展示的示意图。
实施例二
如图5所示，应用本发明所述用于教学的三视图画法实体展示方法的实体展示装置，将面光源组件2通过第一支撑杆8分别固定在面光源组件固定孔A1201和面光源组件固定孔B1202中。选定模型B302作为成像物体，所述成像物体3通过第二支撑杆9固定在底座1的中心处，图5为此时展示的示意图。
实施例三
如图6所示，应用本发明所述用于教学的三视图画法实体展示方法的实体展示装置，将面光源组件2通过第一支撑杆8固定在面光源组件固定孔C1203中。选定模型B302作为成像物体，所述成像物体3通过第二支撑杆9固定在底座1的中心处，图6为此时展示的示意图。
实施例四
本发明提供了用于教学的三视图画法的实体展示装置，该实体展示装置中，模型包括一个长方体，所述长方体具有六个面，其中两个面之间开设有凹陷部，所述凹陷部包括相交的第一侧面和第二侧面，其中，在模型B302上，第一侧面和第二侧面之间的相交线侧方均匀开设多组与目标视图一一对应的透光孔10，每组透光孔10为若干个，透光孔10贯通成像物体3，且透光孔10的延伸方向与目标视图的视线方向平行；此时，在目标线的侧方开设多组与目标视图一一对应的透光孔。
如图7所示，当成像物体为三棱柱时，成像物体上确定一条目标线，目标线在成像物体的一个视图中显示为虚线，在目标线的侧方开设一组与目标视图一一对应的透光孔即可。
在本发明其他的实施方式中，考虑到成像物体中同一条棱线在两个方向相反的视图中对应的线条是不同的，比如在左视图中为虚线，则在右视图中为实线，为了充分展示出这一特性，可以将每组透光孔设置为一个，透光孔贯通成像物体，且透光孔的延伸方向与目标视图的视线方向平行。通孔的上表面为磁铁，另外设置一个与通孔匹配的长方形铁片，长方形铁片上沿长度方向均匀开设一排通孔。在使用时，当展示被遮挡的线条时，将带有通孔的长方形铁片通过磁铁吸附在透光孔的一端，光线透过长方形铁片上的通孔，使投影内存在若干个光斑，若干个光斑用于表示虚线，以此来向学生讲解三视图中虚线的表示内容；当展示三视图轮廓线外其他的实线时，则将带有通孔的长方形铁片去掉，此时，光线透过透光孔，在阴影内显示原背景板的颜色， 用以表示实线。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.用于教学的三视图画法的实体展示方法，其特征在于，采用的实体展示装置包括底座（1），面光源组件（2）和成像物体（3），底座（1）上垂直连接第一背景板（4）和第二背景板（5），且第一背景板（4）和第二背景板（5）相互垂直设置，面光源组件（2）通过第一支撑杆（8）连接在底座（1）或者第二背景板（5）上，成像物体（3）通过第二支撑杆（9）固定在底座（1）的中心处，成像物体（3）包括成对使用的模型A和模型B，模型A和模型B为形状大小相同且采用不透明材质的两个不规则几何形体，模型A和模型B的轮廓投影在面光源组件（2）的面光源照射范围内，其中，模型B上，开设一组或者多组与目标视图方向一一对应的透光孔，每组透光孔为若干个，当开设一组透光孔时，该透光孔从目标线上沿目标视图的光线方向延伸并贯通成像物体，当开设多组透光孔时，该透光孔交叉于目标线上，并以目标线为起始位置沿目标视图的光线方向延伸并贯通成像物体；
实体展示方法包括如下步骤：
步骤（1）、选定成像物体，成像物体为不透明材质的不规则几何形体，并在成像物体上确定至少一条目标线，目标线为不规则几何形体其中两个面的相交线，目标线在成像物体的一个或者多个方向投影视图中显示为虚线，这一个或者多个方向投影视图，作为教学中用于展示的目标视图；
步骤（2）、在成像物体上开设一组或者多组与目标视图方向一一对应的透光孔，每组透光孔为若干个，当开设一组透光孔时，该透光孔从目标线上沿目标视图投影时的光线方向延伸并贯通成像物体，当开设多组透光孔时，该透光孔交叉于目标线上，并以目标线为起始位置沿目标视图投影时的光线方向延伸并贯通成像物体；
步骤（3）、利用面光源组件照射成像物体获得六向视图，在目标视图中，光线穿过透光孔使投影形成的目标视图内存在若干个光斑，若干个光斑呈现虚线。
2.如权利要求1所述的用于教学的三视图画法的实体展示方法，其特征在于：所述面光源组件（2）包括方形盒、凸透镜（6）、固定在凸透镜（6）焦点处的点光源（7）以及为点光源（7）供电的供电装置。
3.如权利要求2所述的用于教学的三视图画法的实体展示方法，其特征在于：所述供电装置为蓄电池或者外接电源。
4.如权利要求2所述的用于教学的三视图画法的实体展示方法，其特征在于：所述点光源（7）为LED光源或灯泡。
5.如权利要求1所述的用于教学的三视图画法的实体展示方法，其特征在于：底座（1）的中心处开设有与第二支撑杆（9）相配合的成像物体固定孔（11），底座（1）和第二背景板（5）上开设有与第一支撑杆（8）相配合的面光源组件固定孔（12）。
6.如权利要求5所述的用于教学的三视图画法的实体展示方法，其特征在于：所述面光源组件固定孔（12）有三个，分别为面光源组件固定孔A（1201）、面光源组件固定孔B（1202）和面光源组件固定孔C（1203）。
7.如权利要求1所述的用于教学的三视图画法的实体展示方法，其特征在于：所述第一背景板（4）和第二背景板（5）铰接在底座（1）上。
8.如权利要求1所述的用于教学的三视图画法的实体展示方法，其特征在于：底座（1）、第一背景板（4）和第二背景板（5）均为方形板，且第一背景板（4）和第二背景板（5）均为浅色板。
9.如权利要求1所述的用于教学的三视图画法的实体展示方法，其特征在于：所述成像物体（3）至少三个面开设有与第二支撑杆（9）相配合的固定孔（13）。
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