CN110047354B - 一种直线投影演示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直线投影演示方法，选取一个两面投影体系，包括正面、水平面构成直线投影装置本体，在正面的上部铰链半圆环，即半圆环可以在正面的平面内上下转动，正面底部边沿画一水平线，形成OX轴；空间直线的上端为勾状，套在半圆环上，空间直线用AB表示，下端B点位于边框下端中间铰链接处位置不变，上端A点可以在半圆环上滑动；当空间直线的A端位于半圆环的最右端处时，空间直线AB平行于正面，并在此位置处在正面上画出直线AB，并标出直线AB和OX轴的夹角α，α即表示空间直线与水平面倾角的真实大小；将投影仪、直线投影装置本体、屏幕构成投影体系即可演示空间直线的投影特性。

Description

一种直线投影演示方法

技术领域

本发明涉及一种工程图学教学演示方法，尤其涉及一种直线投影演示方法。

背景技术

在理工科院校中，“工程图学”都是必开的基础课，教学中，在讲到空间直线的投影时，直线对投影面的各种相对位置不同，直线的投影具有不同的投影特性，如投影面平行线的投影特性为：三投影面体系中，空间直线在所平行的投影面上的投影反映直线的真长，它与投影轴的夹角，分别反映直线对另外两个投影面倾角的真实大小。大一学生由于空间想象力尚未得到开发，想象不出为什么只有投影线平行线才能反映直线对另外两个投影面倾角的真实大小，一般位置直线为什么不能反映直线对另外两个投影面倾角的真实大小，教师通过画图讲解也很难说清楚，甚至有很多学生直到毕业了，也没有掌握这一投影特性，教学效果差，直接影响到工程图的画图与读图，影响到学生的专业课学习与专业水平的提高。

发明内容

本发明的目的是克服背景技术中的缺欠，提供一种结构简单，操作方便，能够直接演示空间直线投影特性的直线投影演示方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种直线投影演示方法，如图1所示。

选取正面1、水平面2构成直线投影装置本体14，在正面1的上部铰链半圆环5，即半圆环5可以在正面1的平面内上下转动；

所述的正面1为用透明有机玻璃材料制成长方形平板，在正面1上面标有字母V，正面1的周边用透明有机玻璃料围成长方形边框9，正面1与边框9形成长方形槽，槽的深度为1-2厘米，正面1底部边沿画一水平线，水平线右侧标字母O，左侧标字母X，形成OX轴。

所述的水平面2用透明机玻璃材料制成长方形平板，水平面2的一侧与与边框9的下底边连接，水平面2可以绕边框9的下底边转动，水平面2上标有字母H。

所述的半圆环5用细金属杆制成；

所述的边框9下端中间处铰链接空间直线6，空间直线6的上端为半圆环勾状，套在半圆环5上，空间直线6用AB表示，下端B点位于边框9下端中间铰链接处位置不变，上端A点可以在半圆环5上滑动并沿半圆环5旋转。当空间直线6的A端位于半圆环5的最右端处时，空间直线AB平行于正面1，并在此位置处在正面1上画出直线AB，并标出直线AB和OX轴的夹角α，α即表示空间直线6与水平面2倾角的真实大小。

所述的边框9的下端框为两部分组成，中间对接处制成空心球状，并嵌入球头10，球头10上端带有细短杆11，球头10可以空心球内自由转动；空间直线6为用轻质金属制成的杆件，下端部轴心处制有圆孔，圆孔套装在球头10的细杆11上，并可以沿细杆上下滑动。

所述的空间直线6亦可以从半圆环5及铰链点处取下来而自由放置。

所述的边框9的左侧框内铰连接下支杆3及上支杆4，用以在投影仪演示时将正面1及水平面2固定；

所述的边框9上部外侧安装锁扣7及提手8。

选用投影仪12作为投射用光源；

所述的投影仪12选用东芝TLP-T61M投影仪，采用教学及办公中常用的计算机与投影仪系统作为投射光源，东芝TLP-T61M投影仪其特点是超高清，可以白天直投，最佳投影距离约4.5米。

采用上述直线投影装置的投影方法是：

1、将投影仪12置于讲台13的一侧，在距离投影仪约2米的另一侧放置直线投影装置本体14，在直线投影装置本体14的后面2.5米处放置屏幕15，投影仪接通计算机，打开电源并调整投影仪射出光束，使得投影仪射出的光束位于屏幕15的中间；

2、打开Microsoft PowerPoint中的一个空白页，将有一束白光通过直线投影装置本体14投射到屏幕15上，调整直线投影装置本体14与屏幕15的距离，使得直线投影装置本体14的边框9放大到屏幕15之外，在屏幕15上只看见正面1上的各项内容，如图4所示。

3、直线投影装置的演示过程：

投影演示的基本原理是，运用空间直线6的B点位置不变，A点在半圆环5上滑动，使得空间直线6回转形成圆锥面，则空间直线6在圆锥面上任意位置均为圆锥面上的一条素线，根据圆锥面的形成原理，圆锥面上的所有素线的长度不变，与水平面H的真实倾角α大小不变，但是其在正面1即V面上的投影中，A′B的长度缩短，α角度逐渐增大到90度。

(1)当空间直线6的A端位于半圆环5的最左端处时，空间直线6平行于正面1，即为投影面平行线，则空间直线6在正面的投影反映空间直线6的真长，正面投影和投影轴OX的夹角反映空间直线对水平面2倾角的真实大小α；在屏幕15上可以看到α的真实大小；

(2)空间直线6的A端沿着半圆环5向前滑动到A′的位置时，空间直线6是一般位置直线，此时空间直线6与水平面H夹角α不变，但其正面投影A′B不反映空间直线的真长，正面投影A′B与OX轴的夹角α′不能反映空间直线6对水平面H夹角的真实大小；从屏幕15上可以看到α′大于α，且随着空间直线6的A端沿着半圆环5向前滑动，α′可以增大到90度；

(3)将空间直线6从投影演示仪上取下来，使其垂直于正面1，即可得到投影面垂直线的投影积聚为一点。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的一种直线投影演示方法的有益效果为提供一种新型工程图学教学演示方法，能够直接清晰地演示空间直线投影特性，弥补了该项教学内容不能进行教学演示的空白，教学效果显著提高，所用装置结构简单，操作方便。

附图说明

图1为本发明一种直线投影演示方法所用装置结构示意图。

图2为本发明一种直线投影演示方法所用装置空间直线与边框连接关系示意图。

图3为本发明一种直线投影演示方法实际应用示意图。

图4为本发明一种直线投影演示方法在屏幕上的投影示意图。

图中：1、正面，2、水平面，3、下支杆，4、上支杆，5、半圆环，6、空间直线，7、锁扣，8、提手，9、边框，10、球头，11、细杆，12、投影仪，13、讲台，14、直线投影装置本体，15、屏幕。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的一种直线投影演示方法，其设计思路是：形成由正面V及水片面H构成两面投影体系，OX为投影轴，当空间直线AB相对于正面V及水片面H处于不同的位置情况时，在正面V上留下不同的投影，并直接观察空间直线6与投影面的的真实夹角α与空间直线6的投影与投影轴OX夹角α′的对比情况。

使用时，首先将水平面2打开，用下支杆3将水平面2支住固定，水平面2与正面1垂直，用上支杆4将半圆环5支住，半圆环5的平面也与正面1垂直，即半圆环5的平面处于水平位置。将投影仪12置于讲台13的一侧，在距离投影仪约2米的另一侧放置直线投影装置本体14，在直线投影装置本体14的后面2.5米处放置屏幕15，注意使得正面1与屏幕15的平面平行。

投影仪接通计算机，打开电源并调整投影仪射出光束，使得投影仪射出的光束位于屏幕15的中间；然后打开Microsoft PowerPoint中的一个空白页，将有一束白光通过直线投影装置本体14投射到屏幕15上，调整直线投影装置本体14与屏幕15的距离，使得直线投影装置本体14的边框9放大到屏幕15之外，在屏幕15上只看见正面1上的各项内容。在高度方向上，将投影仪12投射光束的中心与半圆环5等高，则半圆环5投射到屏幕15上为直线。

直线投影装置的演示过程如下：

(1)当直线的A端位于半圆环5的最左端处时，空间直线6平行于正面1，即为投影面平行线，则空间直线6在正面的投影反映空间直线6的真长，正面投影和投影轴OX的夹角反映空间直线对水平面2倾角的真实大小α，在屏幕15上可以看到α的真实大小。

(2)空间直线6的A端沿着半圆环5向前滑动到A′的位置时，空间直线6是一般位置直线，此时空间直线6与水平面H夹角α不变，但其正面投影A′B不反映空间直线的真长，正面投影A′B与OX轴的夹角α′不能反映空间直线6对水平面H夹角的真实大小；从屏幕15上可以看到α′大于α，且随着空间直线6的A端沿着半圆环5向前滑动，α′可以增大到90度。

在此可以明确得出，在三投影面体系中，只有投影线平行线在反应真长的投影面上的投影，才能反映空间直线对另外两个投影面倾角的真实大小，一般位置直线是不能反映直线对另外两个投影面倾角的真实大小。

该项演示过程中，巧妙的运用空间直线6的B点位置不变，A点在半圆环5上滑动，使得空间直线6回转形成圆锥面，则空间直线6在圆锥面上任意位置均为圆锥面上的一条素线，根据圆锥面的形成原理，圆锥面上的所有素线的长度不变，与水平面H的真实倾角α大小不变，但是其在正面1(V面)上的投影中，A′B的长度缩短，α角度逐渐增大到90度。

(3)将空间直线6从投影演示仪上取下来，使其垂直于正面1，即可得到投影面垂直线的投影积聚为一点。

以上演示过程中，展示了空间直线对投影面处于三种不同位置时，空间直线的投影特性，解决了教学中缺乏演示仪器对教学带来的困难。学生可以清楚看到直线投影装置中空间直线6相对于正面1的位置的变化情况，同时可以在屏幕上清楚的看到空间直线6的投影及其投影与OX轴夹角的变化情况，

直线投影演示完成后，将下支杆3、上支杆4从正面1及水平面2固定点处取下来，并放入边框9内，此时半圆环5也平挂在正面1上，将水平面2向上翻转并用锁扣7锁住，通过提手即可方便的携带。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种直线投影演示方法，其特征在于，选取正面、水平面构成直线投影装置本体，在正面的上部铰链半圆环，即半圆环可以在正面的平面内上下转动；

所述的正面为用透明有机玻璃材料制成长方形平板，在正面上标有字母V，正面的周边用透明有机玻璃材料围成长方形边框，正面与边框形成长方形槽，槽的深度为1-2厘米，正面底部边沿画一水平线，水平线右侧标字母O，左侧标字母X，形成OX轴；

所述的水平面用透明机玻璃材料制成长方形平板，水平面的一侧与边框的下底边连接，水平面可以绕边框的下底边转动，水平面上标有字母H；

所述的边框下端中间处铰链接空间直线，空间直线的上端为勾状，套在半圆环上，空间直线用AB表示，下端B点位于边框下端中间铰链接处位置不变，上端A点可以在半圆环上滑动；当空间直线的A端位于半圆环的最右端处时，空间直线AB平行于正面，并在此位置处在正面上画出直线AB，并标出直线AB和OX轴的夹角α，α即表示空间直线与水平面倾角的真实大小；

选取投影仪，采用教学及办公中常用的计算机与投影仪系统作为投射光源；

采用上述直线投影装置的投影演示方法是：

(1)将投影仪置于讲台的一侧，在距离投影仪约2米的另一侧放置直线投影装置本体，在直线投影装置本体的后面2.5米处放置屏幕，投影仪接通计算机，打开电源并调整投影仪射出光束，使得投影仪射出的光束位于屏幕的中间；

(2)打开Microsoft PowerPoint中的一个空白页，将有一束白光通过直线投影装置本体投射到屏幕上，调整直线投影装置本体与屏幕的距离，使得直线投影装置本体的边框放大到屏幕之外，在屏幕上只看见正面上的各项内容；

(3)直线投影装置的演示过程：

运用空间直线的B点位置不变，A点在半圆环上滑动，使得空间直线回转形成圆锥面，则空间直线在圆锥面上任意位置均为圆锥面上的一条素线，根据圆锥面的形成原理，圆锥面上的所有素线的长度不变，与水平面H的真实倾角α大小不变，但是其在正面即V面上的投影中，A′B的长度缩短，α角度逐渐增大到90度；

具体实施步骤为：①当空间直线的A端位于半圆环的最左端处时，空间直线平行于正面，即为投影面平行线，则空间直线在正面的投影反映空间直线的真长，正面投影和投影轴OX的夹角反映空间直线对水平面倾角的真实大小α；在屏幕上可以看到α的真实大小；②空间直线的A端沿着半圆环向前滑动到A′的位置时，空间直线是一般位置直线，此时空间直线与水平面H夹角α不变，但其正面投影A′B不反映空间直线的真长，正面投影A′B与OX轴的夹角α′不能反映空间直线对水平面H夹角的真实大小；从屏幕上可以看到α′大于α，且随着空间直线的A端沿着半圆环向前滑动，α′可以增大到90度；③将空间直线从投影演示仪上取下来，使其垂直于正面，即可得到投影面垂直线的投影积聚为一点。

2.根据权利要求1所述的一种直线投影演示方法，其特征在于，所述的半圆环用轻质细金属杆制成。

3.根据权利要求1所述的一种直线投影演示方法，其特征在于，所述的边框下端框为两部分组成，中间对接处制成空心球状，并嵌入球头，球头上端带有细杆，球头可以自由转动。

4.根据权利要求1所述的一种直线投影演示方法，其特征在于，所述的空间直线为用轻质金属制成的杆件，下端部制有圆孔，圆孔套装在球头上的小细杆上，并可以沿细杆上下滑动。

5.根据权利要求1所述的一种直线投影演示方法，其特征在于，所述的空间直线亦可以从半圆环及铰链点处取下来而手持操作。

6.根据权利要求1所述的一种直线投影演示方法，其特征在于，所述的边框的左侧内部铰连接下支杆及上支杆，可以将正面及水平面垂直固定。

7.根据权利要求1所述的一种直线投影演示方法，其特征在于，所述的所述的边框上部外侧安装安装锁扣及提手。

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