CN110450566A - 一种方便制图的数学教学工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种方便制图的数学教学工具，包括圆环体、支架、电机、转盘、伸缩臂和夹子；所述电机通过所述支架固定于所述圆环体的侧面并且电机的转轴与圆环体的圆心相对，所述转盘的圆心处与电机的转轴固定连接；所述伸缩臂的一端与转盘的侧壁连接，所述夹子安装于伸缩臂的另外一端，用于卡住粉笔；通过电机带动转盘转动并使伸缩臂转动，进而使夹子上的粉笔在黑板上画圆。本发明提供提高了对黑板的保护，同时提高图形的质量，减少制图时间，提高授课效率。

Description

一种方便制图的数学教学工具

技术领域

本发明涉及数学教具技术领域，具体涉及一种方便制图的数学教学工具。

背景技术

在长期的教学中，粉笔和教学用具始终是必备用品，即使信息化发达的现在，多媒体教学的不断普及。但是在数学教学过程中，提前准备好的课件不是一直都能满足学生和老师的需求。例如，在解体分析时，老师需要用粉笔在黑板上绘制教学课件中没有的图形，这时就需要制图工具辅助老师完成制图。另外，部分老师不习惯多媒体教学，仍旧使用粉笔、直尺、圆规等根据实际教课内容而相应的制图，避免按照课件讲课。

而绘制的图形会直接影响学生对习题的理解，因此，绘制图形约准确约好。而教学用具则是必不可少的，直尺、三角板、圆规等常见的制图工具时必备的，其中圆规是绘制圆形图的最好工具。

传统的圆规是用两根支脚铰接形成，其中一个支脚设有尖针，用于刺在黑板上作为圆心，另外一个支脚卡入粉笔用作画圆。这种传统的圆规存在不足之处：1、尖针刺破黑板的外表面，破坏了黑板的完整性，造成的孔洞影响粉笔的书写。2、在画圆时，用力不均匀容易折断粉笔，而换上新的粉笔后不易和原来的轨迹重合，形成多个圆形导致图形的线条不均匀，大大降低了图形的质量。3、对于力气较小的女教师而言，传统的圆规体型较大，操作非常不方便，因此导致其使用率并不高，而徒手画圆又进一步导致图形的质量下降。而制图不方便也将导致制图时间长，耽误课时。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种方便制图的数学教学工具，以提高对黑板的保护，同时提高图形的质量，减少制图时间，提高授课效率。

本发明提供了一种方便制图的数学教学工具，包括圆环体、支架、电机、转盘、伸缩臂和夹子；所述电机通过所述支架固定于所述圆环体的侧面并且电机的转轴与圆环体的圆心相对，所述转盘的圆心处与电机的转轴固定连接；所述伸缩臂的一端与转盘的侧壁连接，所述夹子安装于伸缩臂的另外一端，用于卡住粉笔；通过电机带动转盘转动并使伸缩臂转动，进而使夹子上的粉笔在黑板上画圆。

本发明的有益效果体现在：

本设备的使用方法：将粉笔夹紧在夹子上，调整伸缩臂的伸长量且使伸长量和转盘的半径之和与待画圆的半径相等，画不同的圆形则可以调整伸缩臂以适应。然后手持支架将圆环体按压固定在黑板上，启动电机后转盘带动转盘、伸缩板、夹子以及夹子上的粉笔转动，粉笔在黑板上快速画出满足需求的圆形。

本设备的使用方法简单，画圆时间在3-4秒内完成，大大减少了制图所需的时间，有利于提高上课效率。同时画出的圆形的线条均匀，提高了制图质量，同时也大大减小了折断粉笔的可能性。本设备不需要设置尖针等支点，因此也不会对黑板造成损伤，提高了对黑板的保护。

优选地，所述伸缩臂与转盘的侧壁铰接，并且伸缩臂与转盘的侧壁之间设有第一弹簧，用于推动伸缩臂往圆环体的方向倾斜。

伸缩臂采用铰接的方式，伸缩臂可以在与黑板垂直的方向摆动，进而使粉笔具有一定的活动范围，避免粉笔与转盘刚性连接而与黑板摩擦折断。随着粉笔不断磨损变短，第一弹簧推动伸缩臂使粉笔始终保持一定的压力与黑板接触，保证粉笔能黑板上画出痕迹，进而避免粉笔变短而无法画出痕迹。

优选地，所述伸缩臂的一端通过安装块与所述夹子连接。

安装块与伸缩臂采用可拆分连接，可以通过螺栓或者直接用螺纹连接等连接方式，由于夹子的第二弹簧具有一定的寿命且属于易损部件，当第二弹簧损坏后，可以通过更换安装块而一起将夹子更换，以延长本设备的整体使用寿命。

优选地，所述夹子包括圆弧钳臂，所述圆弧钳臂设有两个，两个圆弧钳臂均转动连接于安装块上且两个圆弧钳臂相对；两个圆弧钳臂之间固定连接第二弹簧，通过第二弹簧推动两个圆弧钳臂闭合进行将粉笔夹紧。

优选地，所述支架的横断面为“凹”字形，支架的两个支撑柱与圆环体的侧面固定连接，所述电机固定安装于两个支撑柱之间的横板的中间。

优选地，还包括固定于横板外表面的按键板和显示器，所述横板的内部设有锂电池，所述按键板的输入端和输出端分别与所述电机和显示器一一对应电连接。

优选地，所述电机的后端凸出横板且电机的后端固定连接手柄。

优选地，所述伸缩臂包括伸缩电机，所述伸缩电机的缸座与转盘连接以及伸缩电机的伸缩臂与夹子连接；所述伸缩电机与所述按键板的输出端电连接，通过按键板控制伸缩电机伸缩。

优选地，所述转盘的下端面设有红外线射灯且红外线射灯的发光端与圆环体的圆心相对；所述红外线射灯与所述按键板的输出端电连接。

按键板上设有“+”、“-”、“启动”和“灯光”等按钮，通过“+”、“-”按钮以调整伸缩臂的伸长量，且该伸长量在显示器上显示出来。使用者在使用时，可以预先设定圆的半径而快速制图。按动“启动”则是启动电机转动，而“灯光”则是启动红外线射灯，这种情况是在黑板上提前指定好圆心而进行制图，红外线射灯方便使用者矫正圆心，减小制图误差。

优选地，所述横板设有与所述锂电池电连接的充电接口。

本设备采用锂电池作为电源，避免使用有线供电而不方便制图，只需要定期充电便能使本设备长期正常使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实施例的结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为图1的仰视图；

图4为图3的左视图。

附图中，圆环体1、支架2、电机3、转盘4、伸缩臂5、夹子6、支撑柱7、横板8、转轴9、第一弹簧10、安装块11、圆弧钳臂12、第二弹簧13、按键板14、显示器15、锂电池16、红外线射灯17、充电接口18、手柄19。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1所示，本设备提供了一种方便制图的数学教学工具，包括圆环体1、支架2、电机3、转盘4、伸缩臂5和夹子6。其中圆环体1、转盘4和支架2的材料均采用塑料，以减轻整体重量。所述支架2的横断面为“凹”字形，支架2包括两个支撑柱7和一个横板8，横板8固定连接在两个支撑柱7之间。所述电机3通过所述支架2固定于所述圆环体1的侧面并且电机3的转轴9与圆环体1的圆心相对，所述转盘4的圆心处与电机3的转轴9固定连接。具体连接结构如下：

支架2的两个支撑柱7与圆环体1的侧面固定连接，所述电机3固定安装于两个支撑柱7之间的横板8的中间。电机3的转轴9与圆环体1的圆心相对。而转盘4则固定连接于电机3转轴9，转盘4的内部中空而形成安装腔。

所述伸缩臂5的一端与转盘4的侧壁连接，所述夹子6安装于伸缩臂5的另外一端，用于卡住粉笔。具体地，伸缩臂5与转盘4的侧壁铰接，并且伸缩臂5与转盘4的侧壁之间设有第一弹簧10，用于推动伸缩臂5往圆环体1的方向倾斜。伸缩臂5采用铰接的方式，伸缩臂5可以在与黑板垂直的方向摆动，进而使粉笔具有一定的活动范围，避免粉笔与转盘4刚性连接而与黑板摩擦折断。随着粉笔不断磨损变短，第一弹簧10推动伸缩臂5使粉笔始终保持一定的压力与黑板接触，保证粉笔能黑板上画出痕迹，进而避免粉笔变短而无法画出痕迹。

由于夹子6经常张开和闭合用于更换粉笔，因此夹子6属于易损部件，为了方便更换夹子6，本实施例采用如下结构：

如图2所示，伸缩臂5的一端通过安装块11与所述夹子6连接。安装块11与伸缩臂5采用可拆分连接，可以通过螺栓或者直接用螺纹连接等连接方式，由于夹子6的第二弹簧13具有一定的寿命且属于易损部件，当第二弹簧13损坏后，可以通过更换安装块11而一起将夹子6更换，以延长本设备的整体使用寿命。所述夹子6包括圆弧钳臂12，所述圆弧钳臂12设有两个，两个圆弧钳臂12均转动连接于安装块11上且两个圆弧钳臂12相对；两个圆弧钳臂12之间固定连接第二弹簧13，通过第二弹簧13推动两个圆弧钳臂12闭合进行将粉笔夹紧。

为了进一步提高制图效率以及本设备的自动化程度，本实施例还包括固定于横板8外表面的按键板14和显示器15，所述横板8的内部设有锂电池16，所述按键板14的输入端和输出端分别与所述电机3和显示器15一一对应电连接。

如图3和图4所示，而伸缩臂5也采用自动调整其伸长量的方式，因此所述伸缩臂5包括伸缩电机3，所述伸缩电机3的缸座与转盘4连接以及伸缩电机3的伸缩臂5与夹子6连接；所述伸缩电机3与所述按键板14的输出端电连接，通过按键板14控制伸缩电机3伸缩。为了增加圆心对准的工作，所述转盘4的下端面设有红外线射灯17且红外线射灯17的发光端与圆环体1的圆心相对；所述红外线射灯17与所述按键板14的输出端电连接。

本实施例中的按键板14上设有“+”、“-”、“启动”、“灯光”和“开关”按钮，通过“+”、“-”按钮以调整伸缩臂5的伸长量，且该伸长量在显示器15上显示出来。使用者在使用时，可以预先设定圆的半径而快速制图。按动“启动”则是启动电机3转动，而“灯光”则是启动红外线射灯17，这种情况是在黑板上提前指定好圆心而进行制图，红外线射灯17方便使用者矫正圆心，减小制图误差。“开关”按钮则控制本设备的开启和关闭。

本实施例中的锂电池16需要定期充电以保证正常使用，因此在横板8设有与所述锂电池16电连接的充电接口18。本设备采用锂电池16作为电源，避免使用有线供电而不方便制图，只需要定期充电便能使本设备长期正常使用。

为了方便手持，本实施例中的电机3的后端凸出横板8且电机3的后端固定连接手柄19。本设备的具体使用方式如下：

将粉笔夹紧在夹子6上，通过“+”、“-”按钮调整伸缩臂5的伸长量且使伸长量和转盘4的半径之和与待画圆的半径相等，伸长量会在显示器15上显示出来，以记录下本次画出圆形的半径。然后用手握住手柄19而将圆环体1按压固定在黑板上，可以通过红外线射灯17对准黑板上预设的圆心也可以任意画圆，最后按动“启动”按钮，通过电机3带动转盘4转动并使伸缩臂5转动，进而使夹子6上的粉笔在黑板上画圆。本设备的使用方法简单，画圆时间在3-4秒内完成，大大减少了制图所需的时间，有利于提高上课效率。同时画出的圆形的线条均匀，提高了制图质量，同时也大大减小了折断粉笔的可能性。本设备不需要设置尖针等支点，因此也不会对黑板造成损伤，提高了对黑板的保护。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种方便制图的数学教学工具，其特征在于：包括圆环体、支架、电机、转盘、伸缩臂和夹子；所述电机通过所述支架固定于所述圆环体的侧面并且电机的转轴与圆环体的圆心相对，所述转盘的圆心处与电机的转轴固定连接；所述伸缩臂的一端与转盘的侧壁连接，所述夹子安装于伸缩臂的另外一端，用于卡住粉笔；通过电机带动转盘转动并使伸缩臂转动，进而使夹子上的粉笔在黑板上画圆。

2.根据权利要求1所述的一种方便制图的数学教学工具，其特征在于：所述伸缩臂与转盘的侧壁铰接，并且伸缩臂与转盘的侧壁之间设有第一弹簧，用于推动伸缩臂往圆环体的方向倾斜。

3.根据权利要求1所述的一种方便制图的数学教学工具，其特征在于：所述伸缩臂的一端通过安装块与所述夹子连接。

4.根据权利要求3所述的一种方便制图的数学教学工具，其特征在于：所述夹子包括圆弧钳臂，所述圆弧钳臂设有两个，两个圆弧钳臂均转动连接于安装块上且两个圆弧钳臂相对；两个圆弧钳臂之间固定连接第二弹簧，通过第二弹簧推动两个圆弧钳臂闭合进行将粉笔夹紧。

5.根据权利要求1所述的一种方便制图的数学教学工具，其特征在于：所述支架的横断面为“凹”字形，支架的两个支撑柱与圆环体的侧面固定连接，所述电机固定安装于两个支撑柱之间的横板的中间。

6.根据权利要求5所述的一种方便制图的数学教学工具，其特征在于：还包括固定于横板外表面的按键板和显示器，所述横板的内部设有锂电池，所述按键板的输入端和输出端分别与所述电机和显示器一一对应电连接。

7.根据权利要求6所述的一种方便制图的数学教学工具，其特征在于：所述电机的后端凸出横板且电机的后端固定连接手柄。

8.根据权利要求6所述的一种方便制图的数学教学工具，其特征在于：所述伸缩臂包括伸缩电机，所述伸缩电机的缸座与转盘连接以及伸缩电机的伸缩臂与夹子连接；所述伸缩电机与所述按键板的输出端电连接，通过按键板控制伸缩电机伸缩。

9.根据权利要求6所述的一种方便制图的数学教学工具，其特征在于：所述转盘的下端面设有红外线射灯且红外线射灯的发光端与圆环体的圆心相对；所述红外线射灯与所述按键板的输出端电连接。

10.根据权利要求6所述的一种方便制图的数学教学工具，其特征在于：所述横板设有与所述锂电池电连接的充电接口。