CN114038278A - 一种数学教学用几何模型展示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种数学教学用几何模型展示装置，包括架体，架体内设有安装室，架体的顶部具有与安装室连通的顶出口，顶出口内设有展示台，安装室内设有安装板，安装板通过支撑柱支撑展示台，支撑柱内转动设有连杆，连杆的上端与展示台固定连接，安装板上安装有旋转电机，旋转电机带动连杆转动，架体的一侧朝向架体的内侧延伸设有抽屉室，抽屉室内滑动设有抽屉，通过下方的旋转电机驱动展示台进行转动，从而便于学生观察到立体几何的不同方向的形状，释放了教师的双手，降低了老师的劳动强度，在展示模型的同时，教师还能在黑板上进行题写以及讲解等，便捷实用。

Description

一种数学教学用几何模型展示装置

技术领域

本发明涉及展示装置技术领域，具体涉及到一种数学教学用几何模型展示装置。

背景技术

数学是研究数量、结构、变化、空间以及信息等概念的一门学科，从某种角度看属于形式科学的一种，在人类历史发展和社会生活中，数学也发挥着不可替代的作用，也是学习和研究现代科学技术必不可少的基本工具，因此人们非常重视数学学科的教学，在数学的学习中，会有专门的内容用于学习几何，在几何学习的初步阶段是认识几何，在教学中时常用到立体几何模型来教学，往往是教师将几何模型拿在手上，转动不同的角度给学生进行展示便于学生观察，如果需要展示的立体几何模型较多，对于教师来说也是比较费力的事情，非常不便。一般学校把数学立体几何模型放到转式展示装置上展示给学生，以便学生从不同的角度观察，以加深学生的理解，

发明内容

为了解决上述现有技术中的不足之处，本发明提出一种数学教学用几何模型展示装置。

为了实现上述技术效果，本发明采用如下方案：

一种数学教学用几何模型展示装置，包括架体，所述架体内设有安装室，所述架体的顶部具有与安装室连通的顶出口，所述顶出口内设有展示台，所述安装室内设有安装板，所述安装板上固定设有竖直设置的支撑柱，所述支撑柱顶在展示台的下表面，所述展示台的中心位于支撑柱的中轴线上，所述支撑柱的中心具有竖直贯穿支撑柱设置的转动孔，所述转动孔内匹配设有连杆，所述连杆的上端与展示台固定连接，所述连杆与支撑柱同轴设置，所述安装板上安装有旋转电机，所述旋转电机的输出轴朝上设置，所述旋转电机的输出轴与连杆的下端固定连接，所述支撑柱的顶端固定设有绕连杆设置的下转动环，所述下转动环的上表面沿着下转动环设置有下凹槽，所述展示台的下表面固定设有与下转动环匹配的上转动环，所述上转动环的下表面沿着上转动环设置有上凹槽，所述上转动环与下转动环之间设有若干滚珠，所述若干滚珠位于上凹槽以及下凹槽内，所述架体的一侧朝向架体的内侧延伸设有抽屉室，所述抽屉室内滑动设有抽屉。

优选的技术方案，所述安装板通过升降装置进行升降，所述升降装置包括两个安装槽，两个所述安装槽对称设于安装室内相对的两个侧壁上，所述安装槽内竖直设有螺杆，所述螺杆的上端以及下端分别插入安装槽的上端以及下端转动设置，所述安装板的两端分别延伸进入两个安装槽内，所述安装板的两端分别具有一个与螺杆相匹配的螺纹孔，所述螺杆穿过螺纹孔设置，所述安装室内还设有双轴电机，所述双轴电机两端的输出轴分别延伸进入两个安装槽内，所述双轴电机两端的输出轴上均固定设有第二锥齿轮，所述螺杆上固定设有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合连接。

优选的技术方案，所述安装槽内固定设有两条竖直设置的导向杆，两根所述导向杆分别位于螺杆的两侧，所述安装板上具有与导向杆匹配的导向孔，所述导向杆穿过导向孔设置。

优选的技术方案，所述所述架体的一侧侧壁上固定安装有灯壳，所述灯壳通过连通孔与安装室连通，所述灯壳内安装有强光灯，所述连通孔内固定设有第一凸透镜，所述强光灯位于第一凸透镜的焦点上，所述架体上与灯壳相对的另一侧的侧壁上具有出射孔，所述出射孔的大小不小于连通孔的大小，所述出射孔的中心位于第一凸透镜的主光轴上。

优选的技术方案，所述出射孔内安装有第一凹透镜，所述第一凹透镜的主光轴与第一凸透镜的主光轴共线。

优选的技术方案，所述所述架体的侧壁上固定设有调节环，所述调节环围绕出射孔设置，所述调节环的外壁上设有外螺纹，所述调节环上套设有调节套，所述调节套的内壁上具有与外螺纹匹配的内螺纹，所述调节套与调节环螺纹连接，所述调节套内安装有第二凸透镜，所述第二凸透镜的主光轴与第一凹透镜的主光轴共线，所述第二凸透镜位于调节套的出口处。

优选的技术方案，所述架体的下端均匀安装有若干万向轮。

优选的技术方案，所述万向轮通过减震结构与架体连接，所述减震结构包括固定安装于架体上的固定板，所述固定板的下方设有基板，所述万向轮安装于基板的下端，所述固定板的下端固定安装有竖直设置的套筒，所述基板的上表面固定安装有竖直设置的滑柱，所述滑柱与套筒相匹配，所述滑柱的上端插入套筒内滑动，所述套筒与滑柱上套设有减震弹簧，所述减震弹簧的上端与固定板固定连接，所述减震弹簧的下端与基板固定连接。

优选的技术方案，所述套筒的四周均分分布至少两个缓冲筒，所述缓冲筒内滑动设有密封活塞，密封活塞与缓冲筒的上端之间形成气室，所述缓冲筒的侧壁上具有与气室连通的充气口，所述缓冲筒的上端与固定板铰接，所述滑柱的四周均匀设有与缓冲筒一一对应的活塞杆，所述活塞杆的下端与基板铰接，所述活塞杆上端插入缓冲筒内与密封活塞固定连接。

与现有技术相比，有益效果为：

本发明结构简单，使用方便，将立体几何模型放置在展示台上，通过下方的旋转电机驱动展示台进行转动，从而便于学生观察到立体几何的不同方向的形状，释放了教师的双手，降低了老师的劳动强度，在展示模型的同时，教师还能在黑板上进行题写以及讲解等，便捷实用。

附图说明

图1是本发明第一状态前视剖视示意图；

图2是本发明第二状态前视剖视示意图；

图3是图1中A部分放大结构示意图。

附图标记：1、架体；2、安装室；3、顶出口；4、展示台；5、安装板；6、支撑柱；7、连杆；8、旋转电机；9、转动孔；10、下转动环；11、上转动环；12、滚珠；13、安装槽；14、螺杆；15、双轴电机；16、第一锥齿轮；17、第二锥齿轮；18、抽屉；19、灯壳；20、强光灯；21、连通孔；22、第一凸透镜；23、出射孔；24、第一凹透镜；25、调节环；26、调节套；27、第二凸透镜；28、固定板；29、基板；30、套筒；31、滑柱；32、减震弹簧；33、密封活塞；34、活塞杆；35、缓冲筒；36、气室；37、充气口；38、万向轮。

具体实施方式

下面将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。

一种数学教学用几何模型展示装置，包括架体1，架体1是整个装置的一个主体结构，所述架体1内设有安装室2，所述架体1的顶部具有与安装室2连通的顶出口3，所述顶出口3内设有展示台4，展示台4位于顶出口3内但是不与顶出口3有连接关系，可以在顶出口3内自由活动，所述安装室2内设有安装板5，所述安装板5上固定设有竖直设置的支撑柱6，支撑柱6对展示台4起到支撑作用，所述支撑柱6顶在展示台4的下表面，所述展示台4的中心位于支撑柱6的中轴线上，所述支撑柱6的中心具有竖直贯穿支撑柱6设置的转动孔9，所述转动孔9内匹配设有连杆7，连杆7在转动孔9内转动设置，所述连杆7的上端与展示台4固定连接，所述连杆7与支撑柱6同轴设置，所述安装板5上安装有旋转电机8，所述旋转电机8的输出轴朝上设置，所述旋转电机8的输出轴与连杆7的下端固定连接，旋转电机8启动通过连杆7带动展示台4转动，所述支撑柱6的顶端固定设有绕连杆7设置的下转动环10，所述下转动环10的上表面沿着下转动环10设置有下凹槽，所述展示台4的下表面固定设有与下转动环10匹配的上转动环11，所述上转动环11的下表面沿着上转动环11设置有上凹槽，所述上转动环11与下转动环10之间设有若干滚珠12，所述若干滚珠12位于上凹槽以及下凹槽内，当展示台4进行转动时，上转动环11以及下转动环10之间通过若干滚珠12进行相对转动，使展示台4的转动更顺畅，所述架体1的一侧朝向架体1的内侧延伸设有抽屉18室，所述抽屉18室内滑动设有抽屉18，抽屉18里用于放置各种几何模型以及教学用具，使用更加便捷。

将立体几何模型从抽屉18中取出，放置在展示台4上，让学生进行观察，并且可以启动旋转电机8，使展示台4带动立体几何模型转动，学生可以观察到立体几何不同方向的形状。

优选的技术方案，所述安装板5通过升降装置进行升降，所述升降装置包括两个安装槽13，两个所述安装槽13对称设于安装室2内相对的两个侧壁上，所述安装槽13内竖直设有螺杆14，所述螺杆14的上端以及下端分别插入安装槽13的上端以及下端转动设置，所述安装板5的两端分别延伸进入两个安装槽13内，所述安装板5的两端分别具有一个与螺杆14相匹配的螺纹孔，所述螺杆14穿过螺纹孔设置，所述安装室2内还设有双轴电机15，所述双轴电机15两端的输出轴分别延伸进入两个安装槽13内，所述双轴电机15两端的输出轴上均固定设有第二锥齿轮17，所述螺杆14上固定设有第一锥齿轮16，所述第一锥齿轮16与第二锥齿轮17啮合连接。

展示台4可以进行升降，双轴电机15为现有机构，双轴电机15的两端均朝外延伸出有输出轴，双轴电机15的两根输出轴的输出功率一致，双轴电机15的输出轴通过啮合的第一锥齿轮16以及第二锥齿轮17带动螺杆14转动，螺杆14驱动与其螺接的安装板5上下移动，由于展示台4通过支撑柱6安装于安装板5上，因此展示台4亦能随之上下移动，进行升降。

优选的技术方案，所述安装槽13内固定设有两条竖直设置的导向杆，两根所述导向杆分别位于螺杆14的两侧，所述安装板5上具有与导向杆匹配的导向孔，所述导向杆穿过导向孔设置，通过设置于螺杆14两侧的导向杆，使安装板5的上下移动更加稳定不会晃动。

优选的技术方案，所述所述架体1的一侧侧壁上固定安装有灯壳19，所述灯壳19通过连通孔21与安装室2连通，灯壳19与安装室2水平连通，所述灯壳19内安装有强光灯20，所述连通孔21内固定设有第一凸透镜22，所述强光灯20位于第一凸透镜22的焦点上，便于发出平行光，所述架体1上与灯壳19相对的另一侧的侧壁上具有出射孔23，所述出射孔23的大小不小于连通孔21的大小，所述出射孔23的中心位于第一凸透镜22的主光轴上。

在几何的学习中会学习到几何投影，这需要学生有比较强的空间想象能力，为了让学生能有直观的感受便于理解几何投影的轮廓形状，通过本方案的设计，通过升降展示台4，使立体几何模型下降到与第一凸透镜22平行的高度，即立体几何模型的几何中心位于第一凸透镜22的焦点上，强光灯20发出光线通过第一凸透镜22对光线汇聚，从而朝向立体几何模型射出平行光，平行光束的截面能够完全照在立体几何模型上，平行光照射到立体几何模型上产生投影从出射孔23中射出，将该投影投射到墙壁上能够观察到立体几何的投影轮廓形状。

优选的技术方案，所述出射孔23内安装有第一凹透镜24，所述第一凹透镜24的主光轴与第一凸透镜22的主光轴共线，由于直接通过平行光投射出的投影大小与平行光光束的大小有关，照射出的投影较小，距离远的同学观察不清，因此可以通过在出射孔23内安装第一凹透镜24，通过第一凹透镜24扩散光线，使投射出的投影变大，调节架体1与墙壁之间的距离可以调节投影投射到墙壁上的大小。

优选的技术方案，所述所述架体1的侧壁上固定设有调节环25，所述调节环25围绕出射孔23设置，所述调节环25的外壁上设有外螺纹，所述调节环25上套设有调节套26，所述调节套26的内壁上具有与外螺纹匹配的内螺纹，所述调节套26与调节环25螺纹连接，转动调节套26，调节套26在调节环25上进行移动，所述调节套26内安装有第二凸透镜27，所述第二凸透镜27的主光轴与第一凹透镜24的主光轴共线，所述第二凸透镜27位于调节套26的出口处。

前述方案中，需要通过移动架体1进行调节投影的大小，由于架体1体积较大，移动较为麻烦，在本方案中，在调节套26内安装第二凸透镜27，第二凸透镜27汇聚第一凹透镜24扩散的光线，改变出射光线的角度，转动调节套26的过程中，第二凸透镜27与第一凹透镜24的距离进行改变，从而可以调节投射出的投影的大小，简单方便。

优选的技术方案，所述架体1的下端均匀安装有若干万向轮38，架体1可以进行移动。

优选的技术方案，所述万向轮38通过减震结构与架体1连接，每一个万向轮38均单独连接有减震结构，在通过凹凸不平的路段时，各个万向轮38单独进行减震，互不影响，保证了架体1的稳定性，所述减震结构包括固定安装于架体1上的固定板28，所述固定板28的下方设有基板29，所述万向轮38安装于基板29的下端，所述固定板28的下端固定安装有竖直设置的套筒30，所述基板29的上表面固定安装有竖直设置的滑柱31，所述滑柱31与套筒30相匹配，所述滑柱31的上端插入套筒30内滑动，所述套筒30与滑柱31上套设有减震弹簧32，所述减震弹簧32的上端与固定板28固定连接，所述减震弹簧32的下端与基板29固定连接，在遇到凹凸不平的路面或者震动时，滑柱31在套筒30内滑动使减震弹簧32压缩进行吸能减震。

优选的技术方案，所述套筒30的四周均分分布至少两个缓冲筒35，所述缓冲筒35内滑动设有密封活塞33，密封活塞33与缓冲筒35的上端之间形成气室36，所述缓冲筒35的侧壁上具有与气室36连通的充气口37，通过充气口37向气室36内充气，充气口37设有阀门，所述缓冲筒35的上端与固定板28铰接，所述滑柱31的四周均匀设有与缓冲筒35一一对应的活塞杆34，所述活塞杆34的下端与基板29铰接，所述活塞杆34上端插入缓冲筒35内与密封活塞33固定连接，震动时，活塞杆34推动密封活塞33朝上移动压缩空气，进行空气减震，通过本方案进一步加强减震的效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种数学教学用几何模型展示装置，其特征在于，包括架体，所述架体内设有安装室，所述架体的顶部具有与安装室连通的顶出口，所述顶出口内设有展示台，所述安装室内设有安装板，所述安装板上固定设有竖直设置的支撑柱，所述支撑柱顶在展示台的下表面，所述展示台的中心位于支撑柱的中轴线上，所述支撑柱的中心具有竖直贯穿支撑柱设置的转动孔，所述转动孔内匹配设有连杆，所述连杆的上端与展示台固定连接，所述连杆与支撑柱同轴设置，所述安装板上安装有旋转电机，所述旋转电机的输出轴朝上设置，所述旋转电机的输出轴与连杆的下端固定连接，所述支撑柱的顶端固定设有绕连杆设置的下转动环，所述下转动环的上表面沿着下转动环设置有下凹槽，所述展示台的下表面固定设有与下转动环匹配的上转动环，所述上转动环的下表面沿着上转动环设置有上凹槽，所述上转动环与下转动环之间设有若干滚珠，所述若干滚珠位于上凹槽以及下凹槽内，所述架体的一侧朝向架体的内侧延伸设有抽屉室，所述抽屉室内滑动设有抽屉。

2.如权利要求1所述的数学教学用几何模型展示装置，其特征在于，所述安装板通过升降装置进行升降，所述升降装置包括两个安装槽，两个所述安装槽对称设于安装室内相对的两个侧壁上，所述安装槽内竖直设有螺杆，所述螺杆的上端以及下端分别插入安装槽的上端以及下端转动设置，所述安装板的两端分别延伸进入两个安装槽内，所述安装板的两端分别具有一个与螺杆相匹配的螺纹孔，所述螺杆穿过螺纹孔设置，所述安装室内还设有双轴电机，所述双轴电机两端的输出轴分别延伸进入两个安装槽内，所述双轴电机两端的输出轴上均固定设有第二锥齿轮，所述螺杆上固定设有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合连接。

3.如权利要求2所述的数学教学用几何模型展示装置，其特征在于，所述安装槽内固定设有两条竖直设置的导向杆，两根所述导向杆分别位于螺杆的两侧，所述安装板上具有与导向杆匹配的导向孔，所述导向杆穿过导向孔设置。

4.如权利要求2所述的数学教学用几何模型展示装置，其特征在于，所述所述架体的一侧侧壁上固定安装有灯壳，所述灯壳通过连通孔与安装室连通，所述灯壳内安装有强光灯，所述连通孔内固定设有第一凸透镜，所述强光灯位于第一凸透镜的焦点上，所述架体上与灯壳相对的另一侧的侧壁上具有出射孔，所述出射孔的大小不小于连通孔的大小，所述出射孔的中心位于第一凸透镜的主光轴上。

5.如权利要求4所述的数学教学用几何模型展示装置，其特征在于，所述出射孔内安装有第一凹透镜，所述第一凹透镜的主光轴与第一凸透镜的主光轴共线。

6.如权利要求5所述的数学教学用几何模型展示装置，其特征在于，所述所述架体的侧壁上固定设有调节环，所述调节环围绕出射孔设置，所述调节环的外壁上设有外螺纹，所述调节环上套设有调节套，所述调节套的内壁上具有与外螺纹匹配的内螺纹，所述调节套与调节环螺纹连接，所述调节套内安装有第二凸透镜，所述第二凸透镜的主光轴与第一凹透镜的主光轴共线，所述第二凸透镜位于调节套的出口处。

7.如权利要求1所述的数学教学用几何模型展示装置，其特征在于，所述架体的下端均匀安装有若干万向轮。

8.如权利要求7所述的数学教学用几何模型展示装置，其特征在于，所述万向轮通过减震结构与架体连接，所述减震结构包括固定安装于架体上的固定板，所述固定板的下方设有基板，所述万向轮安装于基板的下端，所述固定板的下端固定安装有竖直设置的套筒，所述基板的上表面固定安装有竖直设置的滑柱，所述滑柱与套筒相匹配，所述滑柱的上端插入套筒内滑动，所述套筒与滑柱上套设有减震弹簧，所述减震弹簧的上端与固定板固定连接，所述减震弹簧的下端与基板固定连接。

9.如权利要求8所述的数学教学用几何模型展示装置，其特征在于，所述套筒的四周均分分布至少两个缓冲筒，所述缓冲筒内滑动设有密封活塞，密封活塞与缓冲筒的上端之间形成气室，所述缓冲筒的侧壁上具有与气室连通的充气口，所述缓冲筒的上端与固定板铰接，所述滑柱的四周均匀设有与缓冲筒一一对应的活塞杆，所述活塞杆的下端与基板铰接，所述活塞杆上端插入缓冲筒内与密封活塞固定连接。

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