CN109979288B - 一种阿波罗尼斯圆教示装置 - Google Patents
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Abstract
一种阿波罗尼斯圆教示装置，涉及阿波罗尼斯圆教育、演示技术领域，包括演示面板和箱体，所述演示面板包括主体板和分体板，所述主体板上端开有横截面为圆形的凹槽，所述凹槽的内侧壁卡接有外卡环，分体板的外侧壁卡接有内卡环，所述外卡环的上部内侧和内卡环的上部外侧分别设有凸缘，外卡环的凸缘与内卡环的凸缘之间留有夹缝，还包括滑块，所述滑块可绕内卡环滑动地卡接在外卡环凸缘和内卡环凸缘的下方；滑块上固定有穿过夹缝的竖杆；主体板和分体板上还分别开有线孔A和线孔B；箱体内固定有弹性收绳器，还包括演示绳线，这种阿波罗尼斯圆教示装置，能够较为直观地向学习者教示阿波罗尼斯圆的特性规律，使用后教学效果较好。
Description
技术领域：
本发明涉及阿波罗尼斯圆教育、演示技术领域，尤其涉及一种阿波罗尼斯圆教示装置。
背景技术：
阿波罗尼斯圆又称阿氏圆，已知平面上两点A、B，则所有满足PA/PB=k且不等于1的点P的轨迹是一个以定比m：n内分和外分定线段AB的两个分点的连线为直径的圆，这个轨迹最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现，故称阿氏圆。
在阿波罗尼斯圆的教育教学中，教师一般采用说教、公式计算与画图相结合的方式来进行阿波罗尼斯圆特性的介绍，以使学生充分了解阿波罗尼斯圆的特点和规律，然而，在教学实践中，这种传统的方式往往存在弊端：一是无法使学习者较为直观地了解到阿波罗尼斯圆的特点和规律，二是该种教学方式较为枯燥乏味，难以提起学习者的学习兴趣，致使教学效果较差，学习者学习后对相关知识的遗忘较快。
发明内容：
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种阿波罗尼斯圆教示装置，能够较为直观地向学习者教示阿波罗尼斯圆的特性规律，使用后教学效果较好。
本发明是通过下述技术方案来实现的：
一种阿波罗尼斯圆教示装置，其特征是，包括演示面板和箱体，所述演示面板包括主体板和分体板，所述主体板上端开有横截面为圆形的凹槽，所述分体板可拆卸地固定在凹槽内；所述凹槽的内侧壁卡接有外卡环，所述分体板的外侧壁卡接有内卡环，所述外卡环的上部内侧和内卡环的上部外侧分别设有凸缘，外卡环的凸缘与内卡环的凸缘之间留有夹缝，所述夹缝整体呈圆形；还包括滑块，所述滑块可绕内卡环滑动地卡接在外卡环凸缘和内卡环凸缘的下方；所述滑块上固定有穿过夹缝的竖杆；所述主体板和分体板上还分别开有线孔A和线孔B，所述夹缝不穿过线孔A和线孔B之间连线的中点，所述夹缝的圆心与线孔A和线孔B处于同一直线上；所述箱体支撑在演示面板底部，所述箱体内固定有弹性收绳器，还包括演示绳线，所述演示绳线一头穿过线孔A并固定在线孔A下方，另一头穿过线孔B并连接在弹性收线器上。
在本发明的另一个方面中，所述演示面板上刻有相互垂直的X轴刻线和Y轴刻线，所述X轴刻线穿过线孔A、线孔B以及夹缝的圆心位置。
在本发明的另一个方面中，所述X轴刻线穿过外卡环整体。
在本发明的另一个方面中，所述X轴刻线和Y轴刻线上分别刻有预设数量的刻度值。
在本发明的另一个方面中，所述滑块内端与内卡环凸缘下方的内卡环外侧壁间隙配合，所述滑块外端与外卡环凸缘下方的外卡环内侧壁间隙配合，所述滑块上开有上下贯通滑块的锁紧螺孔，所述竖杆下端设有与锁紧螺孔相适配的外螺纹，所述外螺纹的长度大于锁紧螺孔的长度并小于分体板的高度。
在本发明的另一个方面中，所述竖杆顶端设有片状的抓片。
在本发明的另一个方面中，所述弹性收线器包括带有上盖的壳体，壳体中部固定有中心轴，所述壳体内可转动地安装有缠线滚筒；还包括复位卷簧，所述复位卷簧内端固定在中心轴上，外端固定在缠线滚筒内侧；所述壳体上开有出线口，所述演示绳线缠绕在缠线滚筒上并从出线口穿出。
在本发明的另一个方面中，弹性收线器为香港百锐工具有限公司生产的型号为BT4094的墨斗。
本发明的有益效果是：
这种阿波罗尼斯圆教示装置能够通过让学习者任意移动竖杆位置并测量对比竖杆与线孔A之间演示绳线长度和竖杆与线孔B之间演示绳线长度的方式使学习者直观地了解阿波罗尼斯圆的特性规律；圆形夹缝能够对阿波罗尼斯圆进行非常直观的体现，容易让学习者理解；这种装置的可操作性能够提高学习者的学习兴趣，进而提高学习效果。
本发明的一个方面带来的有益效果是，通过在滑块内旋转竖杆能够使滑块和竖杆卡在特定的位置，以便学习者测量演示绳线的长度。
本发明的一个方面带来的有益效果是，弹性收线器能够起到自动收线的作用，使演示绳线保持张紧状态，以便测量竖杆与线孔A之间演示绳线长度和竖杆与线孔B之间演示绳线长度。
附图说明：
图1为本发明整体结构剖视（正视）示意图。
图2为本发明上部结构剖视（正视）示意图。
图3为本发明俯视结构示意图。
图4为本发明外卡环立体结构示意图。
图5为本发明内卡环立体结构示意图。
图6为本发明实施例1中弹性收线器爆炸图。
附图中：1、主体板，2、线孔A，3、抓片，4、分体板，5、内卡环，6、外卡环，7、弹性收线器，8、演示绳线，9、滑轮，10、L型固定板，11、滑块，12、竖杆，13、线孔B，14、X轴刻线，15、Y轴刻线，16、刻度值，17、夹缝，18、箱体，19、上盖，20、壳体，21、缠线滚筒，22、复位卷簧，23、出线口。
具体实施方式：
下面结合附图及实施例对本发明的实施方式做进一步说明：
在对本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的描述为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
一种阿波罗尼斯圆教示装置，包括演示面板和箱体18，所述演示面板包括主体板1和分体板4，所述主体板1上端开有横截面为圆形的凹槽，所述分体板4可拆卸地固定在凹槽内，本实施例中通过凹槽底端的螺栓固定；所述凹槽的内侧壁卡接有外卡环6，外卡环6外侧壁与凹槽的内侧壁过盈配合，所述分体板4的外侧壁卡接有内卡环5，分体板4的外侧壁与内卡环5的内侧壁过盈配合，所述外卡环6的上部内侧和内卡环5的上部外侧分别设有一体成型的凸缘，外卡环6的凸缘与内卡环5的凸缘之间留有夹缝17，所述夹缝17整体呈圆形；还包括滑块11，所述滑块11可绕内卡环5滑动地卡接在外卡环6凸缘和内卡环5凸缘的下方；所述滑块11上固定有穿过夹缝17的竖杆12；所述主体板1和分体板4上还分别开有线孔A2和线孔B13，所述夹缝17不穿过线孔A2和线孔B13之间连线的中点，所述夹缝17的圆心与线孔A2和线孔B13处于同一直线上；所述箱体18支撑在演示面板底部，所述箱体18内固定有弹性收线器7，还包括演示绳线8，所述演示绳线8一头穿过线孔A2并固定在线孔A2下方，另一头穿过线孔B13并连接在弹性收线器7上。
在上述实施例的基础上，可进一步地增加以下技术特征：所述演示面板上刻有相互垂直的X轴刻线14和Y轴刻线15，所述X轴刻线14穿过线孔A2、线孔B13以及夹缝17的圆心位置。所述X轴刻线14穿过外卡环6整体。所述X轴刻线14和Y轴刻线15上分别刻有预设数量的刻度值16。所述滑块11内端与内卡环5凸缘下方的内卡环5外侧壁间隙配合，所述滑块11外端与外卡环6凸缘下方的外卡环6内侧壁间隙配合，所述滑块11上开有上下贯通滑块11的锁紧螺孔，所述竖杆12下端设有与锁紧螺孔相适配的外螺纹，所述外螺纹的长度大于锁紧螺孔的长度并小于分体板4的高度。也就是说，竖杆12下端接触到主体板1的凹槽时，竖杆12的外螺纹不会高于分体板4，以免演示绳线8缠绕到竖杆12的外螺纹上。所述竖杆12顶端焊接有片状的抓片3。所述弹性收线器7包括带有上盖19的壳体20，壳体中部焊接固定有中心轴，所述壳体内可转动地安装有缠线滚筒21；还包括复位卷簧22，所述复位卷簧22内端固定在中心轴上，复位卷簧22内端折弯成钩状，中心轴上开有沟槽，复位卷簧22内端钩在中心轴的沟槽内，复位卷簧22外端通过螺栓固定在缠线滚筒21内侧；所述壳体20上开有出线口23，所述演示绳线8缠绕在缠线滚筒21上并从出线口23穿出。为方便安装和维护，将弹性收线器7通过螺栓固定在箱体18内的侧壁上，主体板1下端通过螺栓固定有L型固定板10，L型固定板10上通过螺栓安装固定有滑轮9，演示绳线8绕过滑轮9，滑轮9起到导向作用。主体板1下端还固定有演示绳线固定螺栓14，演示绳线8一头缠绕在演示绳线固定螺栓14的螺杆上并由演示绳线固定螺栓14的螺栓头压在主体板1的下端。
使用时，学习者在教师的指导下或是参照相关的文字说明，自己动手拨动竖杆12，使竖杆12挂上演示绳线8后拖着演示绳线8在圆形的夹缝17中转动，停留在任意位置后，转动竖杆12，使竖杆12底端穿过滑块11的锁紧螺孔并顶在主体板1的凹槽内，这样一来，在凹槽上端面和内卡环5凸缘、外卡环6凸缘的卡位作用下，滑块11和竖杆12便被锁定在该位置，学习者使用尺子分别测量竖杆12与线孔A2之间演示绳线8的长度和竖杆12与线孔B13之间演示绳线8的长度，记录二者的比值。记录完之后，学习者旋转松动竖杆12，解除竖杆12与滑块11的闭锁，再将滑块11和竖杆12拨动至另一位置，闭锁后使用尺子测量新的位置下竖杆12与线孔A2之间演示绳线8的长度和竖杆12与线孔B13之间演示绳线8的长度，记录新的位置下二者的比值。对比两次记录的比值，学习者会发现两次比值相等。为进一步验证这一规律，学习者可再重复进行多次操作并对每一次记录的比值作对比。
通过这种阿波罗尼斯圆教示装置的演示和学习者的主动参与，学习者能够较为直观地直观地了解阿波罗尼斯圆的特性规律；圆形夹缝能够对阿波罗尼斯圆进行非常直观的体现，容易让学习者理解；这种装置的可操作性能够提高学习者的学习兴趣，进而提高学习效果。抓片3的设置方便了学习者转动竖杆12。将竖杆12所处位置定义为P点，将线孔A2所处位置定义为A点，将线孔B13所处位置定义为B点，则能够使学习者更加直观地了解关于阿波罗尼斯圆的公式定理。X轴刻线14、Y轴刻线15以及刻度值16的设置使得学习者能够更加轻松、直观地将这种阿波罗尼斯圆教示装置与阿波罗尼斯圆的相关公式定理联系在一起。通过在滑块内旋转竖杆能够使滑块和竖杆卡在特定的位置，以便学习者测量演示绳线的长度。弹性收线器能够起到自动收线的作用，复位卷簧22与缠线滚筒21的配合使演示绳线保持张紧状态，以便测量竖杆与线孔A之间演示绳线长度和竖杆与线孔B之间演示绳线长度。
实施例2
一种阿波罗尼斯圆教示装置，包括演示面板和箱体18，所述演示面板包括主体板1和分体板4，所述主体板1上端开有横截面为圆形的凹槽，所述分体板4可拆卸地固定在凹槽内，本实施例中通过凹槽底端的螺栓固定；所述凹槽的内侧壁卡接有外卡环6，外卡环6外侧壁与凹槽的内侧壁过盈配合，所述分体板4的外侧壁卡接有内卡环5，分体板4的外侧壁与内卡环5的内侧壁过盈配合，所述外卡环6的上部内侧和内卡环5的上部外侧分别设有一体成型的凸缘，外卡环6的凸缘与内卡环5的凸缘之间留有夹缝17，所述夹缝17整体呈圆形；还包括滑块11，所述滑块11可绕内卡环5滑动地卡接在外卡环6凸缘和内卡环5凸缘的下方；所述滑块11上固定有穿过夹缝17的竖杆12；所述主体板1和分体板4上还分别开有线孔A2和线孔B13，所述夹缝17不穿过线孔A2和线孔B13之间连线的中点，所述夹缝17的圆心与线孔A2和线孔B13处于同一直线上；所述箱体18支撑在演示面板底部，所述箱体18内固定有弹性收线器7，还包括演示绳线8，所述演示绳线8一头穿过线孔A2并固定在线孔A2下方，另一头穿过线孔B13并连接在弹性收线器7上。
在上述实施例的基础上，可进一步地增加以下技术特征：所述演示面板上刻有相互垂直的X轴刻线14和Y轴刻线15，所述X轴刻线14穿过线孔A2、线孔B13以及夹缝17的圆心位置。所述X轴刻线14穿过外卡环6整体。所述X轴刻线14和Y轴刻线15上分别刻有预设数量的刻度值16。所述滑块11内端与内卡环5凸缘下方的内卡环5外侧壁间隙配合，所述滑块11外端与外卡环6凸缘下方的外卡环6内侧壁间隙配合，所述滑块11上开有上下贯通滑块11的锁紧螺孔，所述竖杆12下端设有与锁紧螺孔相适配的外螺纹，所述外螺纹的长度大于锁紧螺孔的长度并小于分体板4的高度。也就是说，竖杆12下端接触到主体板1的凹槽时，竖杆12的外螺纹不会高于分体板4，以免演示绳线8缠绕到竖杆12的外螺纹上。所述竖杆12顶端焊接有片状的抓片3。弹性收线器7为香港百锐工具有限公司生产的型号为BT4094的墨斗，使用时无需加墨。为方便安装和维护，将弹性收线器7通过螺栓固定在箱体18内的侧壁上，主体板1下端通过螺栓固定有L型固定板10，L型固定板10上固定有滑轮9，演示绳线8绕过滑轮9，滑轮9起到导向作用。主体板1下端还固定有演示绳线固定螺栓14，演示绳线8一头缠绕在演示绳线固定螺栓14的螺杆上并由演示绳线固定螺栓14的螺栓头压在主体板1的下端。
使用时，学习者在教师的指导下或是参照相关的文字说明，自己动手拨动竖杆12，使竖杆12挂上演示绳线8后拖着演示绳线8在圆形的夹缝17中转动，停留在任意位置后，转动竖杆12，使竖杆12底端穿过滑块11的锁紧螺孔并顶在主体板1的凹槽内，这样一来，在凹槽上端面和内卡环5凸缘、外卡环6凸缘的卡位作用下，滑块11和竖杆12便被锁定在该位置，学习者使用尺子分别测量竖杆12与线孔A2之间演示绳线8的长度和竖杆12与线孔B13之间演示绳线8的长度，记录二者的比值。记录完之后，学习者旋转松动竖杆12，解除竖杆12与滑块11的闭锁，再将滑块11和竖杆12拨动至另一位置，闭锁后使用尺子测量新的位置下竖杆12与线孔A2之间演示绳线8的长度和竖杆12与线孔B13之间演示绳线8的长度，记录新的位置下二者的比值。对比两次记录的比值，学习者会发现两次比值相等。为进一步验证这一规律，学习者可再重复进行多次操作并对每一次记录的比值作对比。
通过这种阿波罗尼斯圆教示装置的演示和学习者的主动参与，学习者能够较为直观地直观地了解阿波罗尼斯圆的特性规律；圆形夹缝能够对阿波罗尼斯圆进行非常直观的体现，容易让学习者理解；这种装置的可操作性能够提高学习者的学习兴趣，进而提高学习效果。抓片3的设置方便了学习者转动竖杆12。将竖杆12所处位置定义为P点，将线孔A2所处位置定义为A点，将线孔B13所处位置定义为B点，则能够使学习者更加直观地了解关于阿波罗尼斯圆的公式定理。X轴刻线14、Y轴刻线15以及刻度值16的设置使得学习者能够更加轻松、直观地将这种阿波罗尼斯圆教示装置与阿波罗尼斯圆的相关公式定理联系在一起。通过在滑块内旋转竖杆能够使滑块和竖杆卡在特定的位置，以便学习者测量演示绳线的长度。弹性收线器能够起到自动收线的作用，使演示绳线保持张紧状态，以便测量竖杆与线孔A之间演示绳线长度和竖杆与线孔B之间演示绳线长度。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (4)
1.一种阿波罗尼斯圆教示装置，其特征是，包括演示面板和箱体(18)，所述演示面板包括主体板(1)和分体板(4)，所述主体板(1)上端开有横截面为圆形的凹槽，所述分体板(4)可拆卸地固定在凹槽内；所述凹槽的内侧壁卡接有外卡环(6)，所述分体板(4)的外侧壁卡接有内卡环(5)，所述外卡环(6)的上部内侧和内卡环(5)的上部外侧分别设有凸缘，外卡环(6)的凸缘与内卡环(5)的凸缘之间留有夹缝(17)，所述夹缝(17)整体呈圆形；还包括滑块(11)，所述滑块(11)可绕内卡环(5)滑动地卡接在外卡环(6)凸缘和内卡环(5)凸缘的下方；所述滑块(11)上固定有穿过夹缝(17)的竖杆(12)；所述主体板(1)和分体板(4)上还分别开有线孔A(2)和线孔B(13)，所述夹缝(17)不穿过线孔A(2)和线孔B(13)之间连线的中点，所述夹缝(17)的圆心与线孔A(2)和线孔B(13)处于同一直线上；所述箱体(18)支撑在演示面板底部，所述箱体(18)内固定有弹性收线器(7)，还包括演示绳线(8)，所述演示绳线(8)一头穿过线孔A(2)并固定在线孔A(2)下方，另一头穿过线孔B(13)并连接在弹性收线器(7)上；所述演示面板上刻有相互垂直的X轴刻线(14)和Y轴刻线(15)，所述X轴刻线(14)穿过线孔A(2)、线孔B(13)以及夹缝(17)的圆心位置；所述X轴刻线(14)穿过外卡环(6)整体；所述X轴刻线(14)和Y轴刻线(15)上分别刻有预设数量的刻度值(16)；所述滑块(11)内端与内卡环(5)凸缘下方的内卡环(5)外侧壁间隙配合，所述滑块(11)外端与外卡环(6)凸缘下方的外卡环(6)内侧壁间隙配合，所述滑块(11)上开有上下贯通滑块(11)的锁紧螺孔，所述竖杆(12)下端设有与锁紧螺孔相适配的外螺纹，所述外螺纹的长度大于锁紧螺孔的长度并小于分体板(4)的高度。
2.根据权利要求1所述的一种阿波罗尼斯圆教示装置，其特征在于，所述竖杆(12)顶端设有片状的抓片(3)。
3.根据权利要求1所述的一种阿波罗尼斯圆教示装置，其特征在于，所述弹性收线器(7)包括带有上盖(19)的壳体(20)，壳体中部固定有中心轴，所述壳体内可转动地安装有缠线滚筒(21)；还包括复位卷簧(22)，所述复位卷簧(22)内端固定在中心轴上，外端固定在缠线滚筒(21)内侧；所述壳体(20)上开有出线口(23)，所述演示绳线(8)缠绕在缠线滚筒(21)上并从出线口(23)穿出。
4.根据权利要求1所述的一种阿波罗尼斯圆教示装置，其特征在于，弹性收线器(7)为型号为BT4094的墨斗。
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2019
- 2019-04-09 CN CN201910279618.9A patent/CN109979288B/zh active Active
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