CN109658784B - 一种大学数学摆线教具 - Google Patents

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Abstract

一种大学数学摆线教具，属于教学设备技术领域。它提供一种用于辅助摆线教学的大学数学摆线教具。两块玻璃板沿前后方向固定安装在摆架的左右两端，轨道一设置在两块玻璃板之间并固定安装在摆架上，滚轮滚动安装在轨道一上，转盘与滚轮同心固定在同心轴上，固定环设置在两个玻璃板之间，固定环固定安装在摆架上，外圆板和内圆板通过U型杆连接，U型杆两端插装在固定环的内外两侧，使外圆板与固定环外圆周面相切，内圆板与固定环内圆周面相切，外圆板、内圆板、转盘和滚轮上均可拆卸安装有书写笔，四个书写笔分别在对应的玻璃板上书写。本发明能够让同学直观有效的观测到摆线的行程，提高教学效果。

Description

一种大学数学摆线教具
技术领域
本发明属于教学设备技术领域，特别是涉及一种大学数学摆线教具。
背景技术
摆线(cycloid)是数学中众多的迷人曲线之一，它是这样定义的：一个圆沿一直线缓慢地滚动，则圆上一固定点所经过的轨迹称为摆线。高等数学教学中包括摆线等特殊曲线，在传统的数学教学模拟中，老师通过用工具在黑板上画出多个圆形，在通过找点的形式来体现摆线的规律，这样无形中影响授课效率，学生理解也不是很透彻，有的老师通过课下做好的图片在授课过程中展示，虽然在一定程度上解决了无需上课画圆的情况，但是同学学习并不是很直观，不能直观的观测到摆线的行程。因此，需要设计一种应用于数学摆线行程演示教具来辅助教学。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种用于辅助摆线教学的大学数学摆线教具。
本发明所采取的技术方案是：一种大学数学摆线教具，包括摆架、转盘、滚轮、同心轴、轨道一、固定环、内圆板、外圆板、U型杆、两块玻璃板及四个书写笔；所述两块玻璃板沿前后方向固定安装在摆架的左右两端，所述轨道一设置在两块玻璃板之间并固定安装在摆架上，所述滚轮滚动安装在轨道一上，所述转盘与滚轮同心固定在同心轴上，所述固定环设置在两个玻璃板之间，固定环固定安装在摆架上，所述外圆板和内圆板通过U型杆连接，所述U型杆两端插装在固定环的内外两侧，使外圆板与固定环外圆周面相切，内圆板与固定环内圆周面相切，所述外圆板、内圆板、转盘和滚轮上均可拆卸安装有书写笔，所述四个书写笔分别在对应的玻璃板上书写。
本发明的有益效果在于：
1.本发明能够让同学直观有效的观测到摆线的行程，提高教学效果。
2.本发明不仅能够进行传统的摆线演示，还能进行长辐圆摆线、内摆线以及外摆线的演示，结构简单，操作方便，功能多样，提高了教具的利用率，降低了教学成本。
附图说明
图1是本发明实施例一结构示意图；
图2是本发明实施例二结构示意图；
图3是本发明固定环主视图；
图4是本发明固定环剖视图；
其中：1-摆架；2-玻璃板；3-书写笔；4-转盘；5-滚轮；6-同心轴；7-轨道一；8-固定环；9-内圆板；10-L型杆；11-外圆板；12- U型杆；13-驱动装置；1301-车架；1302-驱动轴；1303-驱动轮；1304-轨道三；1305-链传动机构；14-轨道二；15-辅助轮；16-环形槽一；17-长条凸起；18-环形槽二；19-环形凸起。
具体实施方式
实施例一，如图1、图3、图4所示，一种大学数学摆线教具，包括摆架1、转盘4、滚轮5、同心轴6、轨道一7、固定环8、内圆板9、外圆板11、U型杆12、两块玻璃板2及四个书写笔3；所述两块玻璃板2沿前后方向固定安装在摆架1的左右两端，两块玻璃板2与摆架1形成框架结构，滚轮5、转盘4、内圆板9、外圆板11以及四个书写笔3均设置在框架结构内，所述轨道一7设置在两块玻璃板2之间并固定安装在摆架1上，所述滚轮5滚动安装在轨道一7上，并沿轨道一7滚动行走，演示摆线的行程，所述转盘4与滚轮5同心固定在同心轴6上，所述固定环8设置在两个玻璃板2之间，固定环8固定安装在摆架1上，所述外圆板11和内圆板9通过U型杆12连接，所述U型杆12两端插装在固定环8的内外两侧，使外圆板11与固定环8外圆周面相切，内圆板9与固定环8内圆周面相切，外圆板11和内圆板9沿着固定环8相切滚动，演示摆线的行程，所述外圆板11、内圆板9、转盘4和滚轮5上均可拆卸安装有书写笔3，所述四个书写笔3分别在对应的玻璃板2上书写，用于直观显示摆线的行程。转盘4和滚轮5上的书写笔3相对设置，外圆板11和内圆板9上的书写笔3可同向或者相对设置。当外圆板11和内圆板9上的书写笔3相对设置时，固定环8的底面高度高于轨道一7的长条凸起17上表面高度，避免阻碍书写笔3的移动。
书写笔3的可拆卸连接便于旋转需要绘制的摆线。
书写笔3可通过插接、螺纹连接等多种方式实现可拆卸连接。
实施例二，如图2~图4所示，所述大学数学摆线教具还包括辅助轮15、轨道二14及驱动装置13；所述转盘4和滚轮5之间的同心轴6上同心固定有辅助轮15，所述辅助轮15滚动安装在轨道二14上，所述轨道二14与轨道一7左右平行设置且固定在摆架1上，轨道二14与轨道一7设置在同一水平面上，所述驱动装置13安装在摆架1上，驱动装置13驱动滚轮5和辅助轮15沿对应的轨道一7和轨道二14滚动行走。
所述驱动装置13包括车架1301、驱动轴1302、驱动轮1303、轨道三1304及链传动机构1305；所述摆架1内设有轨道三1304，所述轨道三1304与轨道一7平行设置，轨道三1304设置在轨道一7和轨道二14之间且三个在同一水平面上，驱动轮1303通过驱动轴1302转动安装在车架1301上并放置在轨道三1304上，所述驱动轴1302与同心轴6之间通过链传动机构1305传动连接。通过推动车架1301带动驱动轮1303沿着轨道三1304转动行走，驱动轮1303转动带动驱动轴1302转动，驱动轴1302通过链传动机构1305带动同心轴6以及同心轴6上的辅助轮15滚轮5沿着轨道滚动前行以及转盘4转动，摆线绘制完成后，将书写笔3拆下，手动推动辅助轮15滚轮5回到初始位置即可。
所述链传动机构1305包括主动链轮、从动连接及链条，所述主动链轮固定套装在驱动轴1302上，所述从动链轮固定套装在同心轴6上，所述主动链轮通过链条与同心轴6传动连接。
所述滚轮5和辅助轮15直径相同，滚轮5的直径小于转盘4的直径。
所述驱动轮1303、滚轮5和辅助轮15外圆周面中部均开设有环形槽一16，所述轨道一7、轨道二14和轨道三1304的上表面中部沿前后方向均设有长条凸起17，每个所述环形槽一16与对应的长条凸起17匹配设置。
环形槽一16匹配插在对应的长条凸起17上并可沿着长条凸起17滚动，便于控制轨道一7、轨道二14或者轨道三1304上的滚轮5、辅助轮15或者驱动轮1303的移动方向和稳定的安装在轨道上。
所述固定环8的外圆周面和内圆周面均开设有环形槽二18，所述外圆板11和内圆板9的外圆周面上均设有环形凸起19，所述两个环形凸起19与对应的环形槽二18一一对应匹配设置。
两个环形凸起19分别插入两个环形槽二18内使外圆板11和内圆板9夹持住固定环8，便于外圆板11和内圆板9固定在固定环8上同时能够沿着固定环8移动。
所述固定环8通过L型杆10固定安装在摆架1上，所述L型杆10与外圆板11的书写笔3设置在同一侧。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种大学数学摆线教具，其特征在于：包括摆架（1）、转盘（4）、滚轮（5）、同心轴（6）、轨道一（7）、固定环（8）、内圆板（9）、外圆板（11）、U型杆（12）、辅助轮（15）、轨道二（14）、驱动装置（13）、两块玻璃板（2）及四个书写笔（3）；所述两块玻璃板（2）沿前后方向固定安装在摆架（1）的左右两端，所述轨道一（7）设置在两块玻璃板（2）之间并固定安装在摆架（1）上，所述滚轮（5）滚动安装在轨道一（7）上，所述转盘（4）与滚轮（5）同心固定在同心轴（6）上，所述固定环（8）设置在两个玻璃板（2）之间，固定环（8）固定安装在摆架（1）上，所述外圆板（11）和内圆板（9）通过U型杆（12）连接，所述U型杆（12）两端插装在固定环（8）的内外两侧，使外圆板（11）与固定环（8）外圆周面相切，内圆板（9）与固定环（8）内圆周面相切，所述外圆板（11）、内圆板（9）、转盘（4）和滚轮（5）上均可拆卸安装有书写笔（3），所述四个书写笔（3）分别在对应的玻璃板（2）上书写，
所述转盘（4）和滚轮（5）之间的同心轴（6）上同心固定有辅助轮（15），所述辅助轮（15）滚动安装在轨道二（14）上，所述轨道二（14）与轨道一（7）左右平行设置且固定在摆架（1）上，所述驱动装置（13）安装在摆架（1）上，驱动装置（13）驱动滚轮（5）和辅助轮（15）沿对应的轨道一（7）和轨道二（14）滚动行走，
所述驱动装置（13）包括车架（1301）、驱动轴（1302）、驱动轮（1303）、轨道三（1304）及链传动机构（1305）；所述摆架（1）内设有轨道三（1304），所述轨道三（1304）与轨道一（7）平行设置，驱动轮（1303）通过驱动轴（1302）转动安装在车架（1301）上并放置在轨道三（1304）上，所述驱动轴（1302）与同心轴（6）之间通过链传动机构（1305）传动连接。
2.根据权利要求1所述的一种大学数学摆线教具，其特征在于：所述滚轮（5）和辅助轮（15）直径相同，滚轮（5）的直径小于转盘（4）的直径。
3.根据权利要求2所述的一种大学数学摆线教具，其特征在于：所述驱动轮（1303）、滚轮（5）和辅助轮（15）外圆周面中部均开设有环形槽一（16），所述轨道一（7）、轨道二（14）和轨道三（1304）的上表面中部沿前后方向均设有长条凸起（17），每个所述环形槽一（16）与对应的长条凸起（17）匹配设置。
4.根据权利要求1所述的一种大学数学摆线教具，其特征在于：所述固定环（8）的外圆周面和内圆周面均开设有环形槽二（18），所述外圆板（11）和内圆板（9）的外圆周面上均设有环形凸起（19），所述两个环形凸起（19）与对应的环形槽二（18）一一对应匹配设置。
5.根据权利要求1或4所述的一种大学数学摆线教具，其特征在于：所述固定环（8）通过L型杆（10）固定安装在摆架（1）上，所述L型杆（10）与外圆板（11）的书写笔（3）设置在同一侧。
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