CN112428726A - 一种应用数学教学用绘图器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用数学教学用绘图器，包括支座、测量装置、移动架和安装台；测量装置包括旋转轴、旋转板和转动杆；移动支架包括平行设置的移动杆和齿条；直线绘制状态时，电磁铁通电与支座吸附固定，安装台带动粉笔移动绘制直线，齿条带动齿轮转动，进而带动第一角度传感器转动；测得第一角度传感器角度的测量值，根据齿轮外径转换为直线长度；弧线绘制状态时，电磁铁断电，安装台带动粉笔绘制弧线，旋转板转动带动旋转轴转动，进而带动转动杆转动，根据刻度槽获取旋转的角度。该装置能够快速并且精准地绘出目标图形。

Description

一种应用数学教学用绘图器

技术领域

本发明涉及教学用具技术领域，具体涉及应用数学教学用绘图器。

背景技术

应用数学，是利用数学方法解决实际问题的一门学科，在经济金融、工程科技等领域都有应用。应用数学专业培养掌握数学科学的基本理论与基本方法，具备运用数学知识、使用计算机解决实际问题的能力，受到科学研究的初步训练，能在科技、教育和经济部门从事研究、教学工作或在生产经营及管理部门从事实际应用、开发研究和管理工作的高级专门人才。

在应用数学教学过程中，常需要使用绘图器。然而常规的画图工具均独立地存在，在教学过程中需要经常地更换，十分不便；在进行较为精准地绘图时，对角度以及尺寸具有一定的精度要求，现有的绘图器无法保证绘图的准确度。为此，本发明提出了一种应用数学教学用绘图器。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种应用数学教学用绘图器。该装置能够辅助进行绘图教学，能够快速并且精准地绘出目标图形。

为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案。

一种应用数学教学用绘图器，包括支座、测量装置、移动架和安装台；

测量装置包括旋转轴、旋转板和转动杆；旋转轴的底端设置有转轴，转轴穿过转动杆的一端，并与支座顶部转动连接，转动杆与转轴固定配合；转动杆的另一端固定设置有电磁铁，支座顶部为与电磁铁配合的铁质材料，并沿周向开设有刻度槽，电磁铁中部开设有与刻度槽配合的指示孔；

旋转板顶部开设有横向贯通的方槽，方槽槽内设置有齿轮；旋转轴中部开设有圆形槽，圆形槽内固定设置有第一角度传感器；第一角度传感器的测量轴穿过旋转板一端的底部，并与齿轮固定连接，第一角度传感器的测量轴与旋转板转动配合；

移动支架包括平行设置的移动杆和齿条；移动杆和齿条分别设置在方槽槽内的两侧，移动杆和齿条的一端通过连接杆固定连接，另一端通过安装台固定连接；齿轮与齿条啮合，并与移动杆滑动配合；方槽顶部固定设置有限位板；安装台用于安装粉笔；

直线绘制状态时，电磁铁通电与支座吸附固定，安装台带动粉笔移动绘制直线，齿条带动齿轮转动，进而带动第一角度传感器转动；测得第一角度传感器角度的测量值，根据齿轮外径转换为直线长度；

弧线绘制状态时，电磁铁断电，安装台带动粉笔绘制弧线，旋转板转动带动旋转轴转动，进而带动转动杆转动，根据刻度槽获取旋转的角度。

优选地，支座包括支撑板、四个吸盘和四个螺杆；四个吸盘分别通过高度调节装置与支撑板的底部四角连接；每个高度调节装置均包括两个顶板和两个螺母；每个吸盘的顶部均固定设置有轴承，每个螺杆分别与一个轴承内孔固定；每个螺杆均穿过支撑板，并固定设置有同步带轮，螺杆与支撑板螺纹配合；每两个同步带轮通过一个同步带传动；每两个螺杆均穿过一个顶板，并与顶板转动配合，其中一个螺杆顶部固定配合有一个螺母。

优选地，支撑板的底部固定设置有第二角度传感器，第二角度传感器测量轴穿过支撑板，并与转轴的端部传动连接。

优选地，安装台包括定位板和两组相对设置的限位装置；定位板的一侧固定设置在移动杆的另一端，定位板中间开设有通槽，两组限位装置均设置在通槽内；每组限位装置均包括弹簧和限位块；弹簧的一端固定设置在通槽的端部，弹簧的另一端与限位块固定设置；两个限位块互相抵接，两个限位块相对一侧竖直方向开设有相互配合凹槽，两个凹槽用于夹持粉笔。

优选地，定位板的一侧顶部固定设置有手扶杆。

优选地，旋转板的顶部设置有显示屏。

本发明有益效果：

本发明提出一种应用数学教学用绘图器，该装置能够吸附于黑板或任意教学板，通过末端的安装台能够安装绘笔或粉笔，通过高度调节装置能够调整粉笔与黑板之间的距离，在消耗粉笔后能够及时的调整与黑板的距离，减少调整或调换粉笔的次数；调节该装置通过测量装置能够在绘图时实时获取绘图的长短、角度等信息，同时能够辅助进行图形的测量，并显示在显示屏上，较为直观；该装置通过旋转板配合移动架能够实现不同半径的弧线的绘制，同时可以控制绘制时的弧线的弧度。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明实施例的应用数学教学用绘图器的整体结构图；

图2是本发明实施例的应用数学教学用绘图器的俯视图；

图3是本发明实施例的应用数学教学用绘图器的安装台俯视图；

图4是本发明实施例的应用数学教学用绘图器的另一角度立体图。

图中：1、吸盘；2、螺杆；3、支撑板；4、同步带轮；5、同步带；6、顶板；7、连接杆；8、螺母；9、齿条；10、限位板；11、齿轮；12、旋转板；13、显示屏；14、旋转轴；15、转动杆；16、电磁铁；17、刻度槽；18、移动杆；19、定位板；20、弹簧；21、手扶杆；22、限位块；23、第二角度传感器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

一种应用数学教学用绘图器，如图1-4所示，包括支座、测量装置、移动架和安装台；

具体的，支座包括支撑板3、四个吸盘1和四个螺杆2，如图2所示；四个吸盘1分别通过高度调节装置与支撑板3的底部四角连接；支撑板3的底部四角通过高度调节装置架设有四个吸盘1，并通过两组同步带传动结构同步驱动两两吸盘1轴向移动，用于调节整个装置的高度，以便让末端的粉笔能够接触黑板；

进一步的，每个高度调节装置均包括两个顶板6和两个螺母8，如图2所示；每个吸盘1的顶部均固定设置有轴承，每个螺杆2分别与一个轴承内孔固定；每个螺杆2均穿过支撑板3，并固定设置有同步带轮4，螺杆2与支撑板3螺纹配合；每两个同步带轮4通过一个同步带5传动；每两个螺杆2均穿过一个顶板6，并与顶板6转动配合，其中一个螺杆2顶部固定配合有一个螺母8；在转动螺母8时，能够带动螺杆2转动，由于螺杆2底部与吸盘1通过轴承配合，整个支撑板3能够沿着四个螺杆2上下移动；

测量装置包括旋转轴14、旋转板12和转动杆15，如图1和2所示；旋转轴14的底端设置有转轴，转轴穿过转动杆15的一端，并与支座顶部转动连接，转动杆15与转轴固定配合；转动杆15的另一端固定设置有电磁铁16，支座顶部为与电磁铁16配合的铁质材料，并沿周向开设有刻度槽17，电磁铁16中部开设有与刻度槽17配合的指示孔；通过电磁铁16的吸附固定实现直线、弧线绘制模式的切换，进而可以保证在绘制横线的时候不会因为旋转轴14转动而影响直线的直线度；通过转动旋转轴14实现转动杆15的转动，进而可通过末端的指示孔指示刻度槽17，进行角度粗略的判断；

较佳的，如图4所示，在支撑板3的底部固定设置有第二角度传感器23，第二角度传感器23测量轴穿过支撑板3，并与转轴的端部传动连接，通过第二角度传感器23实现了旋转角度精确的测量。

旋转板12顶部开设有横向贯通的方槽，方槽槽内设置有齿轮11，如图1所示；旋转轴14中部开设有圆形槽，圆形槽内固定设置有第一角度传感器；第一角度传感器的测量轴穿过旋转板12一端的底部，并与齿轮11固定连接，第一角度传感器的测量轴与旋转板12转动配合；通过第一角度传感器测量齿轮11的转动角度，即可获得齿条9的移动距离，获取所绘直线的长度；

移动支架包括平行设置的移动杆18和齿条9；移动杆18和齿条9分别设置在方槽槽内的两侧，移动杆18和齿条9的一端通过连接杆7固定连接，另一端通过安装台固定连接；齿轮11与齿条9啮合，并与移动杆18滑动配合；方槽顶部固定设置有限位板10；齿轮11转动的角度可转化为齿条9行进的距离；方槽顶部固定设置有限制移动支架移动的限位板10，避免齿条9和齿轮11脱离方槽；

安装台固定设置在移动杆18的另一端，用于安装粉笔，包括定位板19和两组相对设置的限位装置，如图3所示；定位板19的一侧固定设置在移动杆18的另一端，定位板19开设有通槽，两组限位装置均设置在通槽内；每组限位装置均包括弹簧20和限位块22，用于夹持粉笔；弹簧20的一端固定设置在通槽的端部，弹簧20的另一端于限位块22固定设置；两个限位块22互相抵接，并开设有配合的凹槽，能够更好的将粉笔限位。

此外，定位板19的一侧顶部固定设置有手扶杆21，能够辅助拉动移动支架实现绘图；另外，旋转板12的顶部设置有显示屏13，用于显示实时的角度值和直线长度情况。

本实施例中，

将本装置安装于黑板或任意教学板上，通过四个吸盘1进行吸附固定，在安装台上安装粉笔，通过压缩两侧弹簧20，将粉笔卡入两个限位块22的凹槽内；

通过旋转螺母8来调整支撑板3离黑板平面的距离，进而调整粉笔与黑板的距离：螺母8旋转带动螺杆2转动，继而带动同步带轮4转动，使得一侧的两个螺杆2同步转动；螺杆2与支撑板3螺纹配合，且末端通过轴承与吸盘1转动配合，因此整个支撑板3实现了沿着螺杆2长度方向的移动，调整了粉笔笔尖和黑板的距离；

绘制直线：电磁铁16通电，与支撑板3吸附，使得在画直线时移动架不会进行转动，避免影响直线的直线度；通过拖动移动架即可实现直线的绘制，绘制时通过齿轮齿条的传动，带动了齿轮11转动，使得与齿轮11传动配合的第一角度传感器获取转动的圈数和角度，可换算成直线的长度，并显示与显示屏13上；

绘制弧线：电磁铁16断电，转动杆15可实现转动，进而整个旋转板12也可进行转动，在绘制弧线时可选取合适的半径进行绘制，半径通过拖动架即可进行调整；通过转动杆15指示的刻度槽17，即可获得弧线的绘制角度大小，也可通过支撑板3背部的第二角度传感器23获取角度的变化值，来获取绘制角度的大小，并通过显示屏13显示。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种应用数学教学用绘图器，其特征在于，包括支座、测量装置、移动架和安装台；

所述测量装置包括旋转轴(14)、旋转板(12)和转动杆(15)；所述旋转轴(14)的底端设置有转轴，所述转轴穿过所述转动杆(15)的一端，并与所述支座顶部转动连接，所述转动杆(15)与所述转轴固定配合；所述转动杆(15)的另一端固定设置有电磁铁(16)，所述支座顶部为与所述电磁铁(16)配合的铁质材料，并沿周向开设有刻度槽(17)，所述电磁铁(16)中部开设有与所述刻度槽(17)配合的指示孔；

所述旋转板(12)顶部开设有横向贯通的方槽，所述方槽槽内设置有齿轮(11)；所述旋转轴(14)中部开设有圆形槽，所述圆形槽内固定设置有第一角度传感器；所述第一角度传感器的测量轴穿过所述旋转板(12)一端的底部，并与所述齿轮(11)固定连接，所述第一角度传感器的测量轴与所述旋转板(12)转动配合；

所述移动支架包括平行设置的移动杆(18)和齿条(9)；所述移动杆(18)和齿条(9)分别设置在所述方槽槽内的两侧，所述移动杆(18)和齿条(9)的一端通过连接杆(7)固定连接，另一端通过安装台固定连接；所述齿轮(11)与所述齿条(9)啮合，并与所述移动杆(18)滑动配合；所述方槽顶部固定设置有限位板(10)；所述安装台用于安装粉笔；

直线绘制状态时，所述电磁铁(16)通电与所述支座吸附固定，所述安装台带动粉笔移动绘制直线，所述齿条(9)带动所述齿轮(11)转动，进而带动所述第一角度传感器转动；测得所述第一角度传感器角度的测量值，根据齿轮(11)外径转换为直线长度；

弧线绘制状态时，所述电磁铁(16)断电，所述安装台带动粉笔绘制弧线，所述旋转板(12)转动带动旋转轴(14)转动，进而带动所述转动杆(15)转动，根据所述刻度槽(17)获取旋转的角度。

2.根据权利要求1所述的应用数学教学用绘图器，其特征在于，所述支座包括支撑板(3)、四个吸盘(1)和四个螺杆(2)；四个所述吸盘(1)分别通过高度调节装置与所述支撑板(3)的底部四角连接；每个所述高度调节装置均包括两个顶板(6)和两个螺母(8)；每个所述吸盘(1)的顶部均固定设置有轴承，每个所述螺杆(2)分别与一个所述轴承内孔固定；每个所述螺杆(2)均穿过所述支撑板(3)，并固定设置有同步带轮(4)，所述螺杆(2)与所述支撑板(3)螺纹配合；每两个所述同步带轮(4)通过一个同步带(5)传动；每两个所述螺杆(2)均穿过一个所述顶板(6)，并与所述顶板(6)转动配合，其中一个所述螺杆(2)顶部固定配合有一个所述螺母(8)。

3.根据权利要求2所述的应用数学教学用绘图器，其特征在于，所述支撑板(3)的底部固定设置有第二角度传感器(23)，所述第二角度传感器(23)测量轴穿过所述支撑板(3)，并与所述转轴的端部传动连接。

4.根据权利要求1所述的应用数学教学用绘图器，其特征在于，所述安装台包括定位板(19)和两组相对设置的限位装置；所述定位板(19)的一侧固定设置在所述移动杆(18)的另一端，所述定位板(19)中间开设有通槽，两组所述限位装置均设置在所述通槽内；每组限位装置均包括弹簧(20)和限位块(22)；所述弹簧(20)的一端固定设置在所述通槽的端部，所述弹簧(20)的另一端与所述限位块(22)固定设置；两个所述限位块(22)互相抵接，两个所述限位块(22)相对一侧竖直方向开设有相互配合凹槽，两个所述凹槽用于夹持粉笔。

5.根据权利要求4所述的应用数学教学用绘图器，其特征在于，所述定位板(19)的一侧顶部固定设置有手扶杆(21)。

6.根据权利要求1所述的应用数学教学用绘图器，其特征在于，所述旋转板(12)的顶部设置有显示屏(13)。

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