CN205722576U - 多功能建筑三视图投影模型 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能建筑三视图投影模型，属于教学和学习用具技术领域。由合页连接三块相互垂直的投影面板围合而成三维空间，空间内设置通过支杆分别与三个投影面板可拆卸式连接的立方体投影框架，还包括尺寸分别与投影框架及其投影相关尺寸对应且代表建筑要素的多个点状、线状棍和面状块投影要素，投影要素与投影框架和投影面板间可拆卸式连接。通过投影框架确定投影要素的空间位置关系并辅助绘制其在投影面上的直观投影图、反映投影关系。具有让抽象的投影实物化，投影要素与建筑节点、梁柱、地面、墙面等要素相对应且可组装等优点，对准确掌握投影知识和建筑制图识图有很大帮助，适于建筑制图识图课程教学和学习中广泛使用。

Description

多功能建筑三视图投影模型

技术领域

本实用新型提供一种多功能投影模型，特别是多功能建筑三视图投影模型，适用于建筑制图与识图类课程的教学，属于教具和学习用具技术领域。

背景技术

在建筑工程制图与识图课程中，有投影部分内容，并且投影是一个教学难点，对空间想象能力要求比较高。大部分学生的空间想象能力都比较欠缺，所以教师难教，学生难学，以至于学不好投影，绘制不出施工图，看不懂施工图。即使是勉强掌握了各种投影要素在三视图上的投影关系，也很难理解各种投影要素在空间的理想位置关系，以及他们之间的演变关系。即便理解了这些投影知识，投影往往成为空间想象能力的训练，很难将投影要素与建筑要素对应关系在一起，投影知识很难直接运用到建筑施工图的制图与识图中。

目前，用于学习、教学和实训的投影模型较少，而能够适应各种投影要素进行组装变换的建筑投影模型教具尚未见报道和使用。由于投影要素众多且很抽象，传统的投影要素与建筑要素没有建立联系，需要一种将抽象的投影要素实物化、投影要素与建筑要素相对应、投影要素可组装的多功能建筑投影模型，便于直观的教学和学习。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种将抽象的投影要素实物化、投影要素与建筑要素相对应、投影要素可组装的多功能建筑投影模型，用于建筑建筑识图的直观教学和学习，帮助学习者理解建筑投影知识、提高学习和教学效率。

为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种多功能建筑投影模型，由合页3连接水平面H、正立面V和侧立面W三块相互垂直的投影面板2围合而成三维空间，空间内设置投影体，投影体为立方体投影框架1，投影框架1面向三个投影面的三个角上设有三根支杆5，三根支杆5分别与三个投影面板可拆卸式连接，所述投影模型还包括尺寸分别与投影框架1相关尺寸对应且代表建筑点、线、面基本要素的多个投影要素4，各投影要素4与投影框架1和投影面板2之间通过磁力吸合方式可拆卸式连接。投影要素4包括点状块4-1、线状棍4-2和面状块4-3。

投影面板2和投影框架1可由铁质材料制成，如普通铁板、钢板或钢铁复合板材等铁基板材或型材。点状块4-1、线状棍4-2和面状块4-3投影要素可采用普通磁性材料制成，如橡胶磁铁、磁化的钢或铁等。也可将投影面板2和投影框架1磁化的钢或铁等材料制成，点状块4-1、线状棍4-2和面状块4-3采用铁基或其复合材料制成，保证各点状块、线状棍和面状块与投影框架1和投影面板2之间能够通过磁力吸合方固定并方便取下即可。点状块、线状棍和面状块的数量根据实际需要确定，能充分反映投影关系、满足教学和学习的需要即可。

三块投影面板2通过2个普通合页3，分别将正立面V与侧立面W、水平面H与正立面V或侧立面W铰连，使之可以围合成三个相互垂直的平面、形成三维投影空间，合页与投影面之间可用螺钉、焊接、锚接等常规方式固定。投影框架1可由钢铁管、筋等型材通过焊接或铆接、螺钉固接等制成，其三根支杆1-2与三个投影面板的可拆卸式连接可采用在投影面板上打孔通过穿杆螺栓固定（支杆末端设螺纹，穿过投影面后用螺母固定）、或在支杆末端和投影面板之间设置搭扣、或采用磁力等方式实现。

所述线状棍4-2包括与投影框架1的边长相等、面对角线相等、体对角线相等和自由长度四种长度类型，面状块4-3包括与投影框架1的单面、斜对角面、体对角面及它们的正投影的形状与大小相同、以及自由高度五种类型。不同类型的线状棍和面状块可以适应反映不同线、面的组合投影关系的需要。线状棍和面状块与投影框架及其投影线条所对应，从而使得利用这些线状棍和面块在投影面上贴出的投影线条和投影面与投影框架上相应的线条和面能够满足投影关系。

所述自由长度线状棍4-2的长度大于投影框架1的边长、小于投影框架1的体对角线长度，具体长度根据需要确定，用于反映非边框线、非对角线的投影关系；自由高度面状块4-3的高度小于投影框架1斜对角面的高度，具体高度根据需要确定，用于反映非框架单面、斜对角面、体对角面及它们的正投影的投影关系。

所述投影面板2围合而成的投影面与投影框架之间的投影关系为正投影，三个投影面上与投影框架对应位置设有投影框架的投影虚线，便于教学或学习时将反映投影框架点、线、面投影的点状块、线状棒、面状块准确地贴固在投影面板相应位置。

本实用新型的原理是：把建筑抽象为正方体与四棱锥的组合体，称之为建筑模型（如图1所示）。把坡屋面平移到长方体内（如坡屋面tbc平移得平面afgd），把建筑的地面、楼面、平屋面和墙面抽象为平面，梁和柱包含在两个平面的相交处，抽象为线，梁和柱的节点抽象为点，由以上代表建筑基本要素的点、线、面组成的立方体即为投影框架（如图2所示）。删除建筑模型的前墙、楼面和左墙（保留直线），连接相应平面的对角线，把直线ea、直线ef和直线eh分别定义为该模型坐标的z轴、y轴和x轴，投射线定义为该模型的导向线，点e与该模型的坐标原点o重合，把地面、后墙面、右墙面分别定义为水平面H（horizon）、正立面V（vertical）、侧立面W（width）三个投影面，即获得由水平面H、正立面V、侧立面和投影框架构成的建筑投影模型（如图3所示），再配合与投影框架构对应的点、线、面在三个投影面上的图形表达，从而建立起完整的建筑投影演示体系。

本投影模型的投影框架投影到水平面H的投影图称为的水平面投影图、投影到正立面V的投影图称为正立面投影图、投影到侧立面W的投影图称为侧立面投影图。根据教学和学习的需要，在投影框架上贴上相应的点状块4-1、线状棍4-2和面状块4-3，保持投影面、投影轴和原点不动，将投影框架分别沿z轴的上方，x轴的左方，y轴的前方任意移动相同的距离（大于零），使得投影框架处于三块投影面板为何而成投影空间的适当位置，然后删除投影框架上的点、线、面（即取下代表投影空间某一点、线、面色点状块、线状棍和面状块），再将投影框架投影到相应的投影面中（即将取下的代表投影框架某一点、线、面的点状块、线状棍和面状块贴在投影面中相应的位置），这样就由建筑投影模型分离得投影框架和三面正投影直观图（如图4所示）。在三面正投影直观图的基础上，移除投影框架1，再把水平面H沿x轴向下旋转90°，把侧立面W沿z轴向后旋转90°，即可形成三面正投影图（如图5和图6所示）。

本实用新型将建筑的坡屋面平移到长方体内，把建筑的地面、楼面、平屋面和墙面抽象为平面，把包含在两个平面的相交处的梁和柱抽象为线，把梁和柱的节点抽象为点，通过点、线、面组合成立方体抽象为建筑投影框架，将地面、后墙面、右墙面分别定义为水平面H、正立面V、侧立面W，同时采用可拆卸式点、线、面反映投影要素，从而建立起完整的建筑投影体系。具有让抽象的投影实物化，投影要素与建筑要素（节点、梁柱、地面、墙面、楼梯、楼面、屋顶）相对应，投影要素可组装、反映投影关系直观，使用方便等优点，对准确掌握投影理论知识和建筑制图与识图有很大的帮助，适于在建筑制图与识图类课程的教学和学习环节广泛使用。

附图说明

图1为建筑模型示意图。

图2为本实用新型抽象的建筑投影框架示意图。

图3为本实用新型建筑投影模型示意图。

图4为本实用新型投影框架三面投影示意图。

图5为本实用新型投影框架投影面展开过程图。

图6为本实用新型投影面展开后的投影框架三面投影图。

图7为本实用新型实施例结构及点、线空间位置关系示意图。

图8为本实用新型实施例移除投影框架后直线的空间位置关系图。

图9为本实用新型实施例点和直线在投影面上的直观投影关系图。

图10为本实用新型实施例直线在三面投影面上的投影关系展开图。

图11为本实用新型实施例移除投影框架后平面的空间位置关系图。

图12为本实用新型实施例平面在投影面上的直观投影关系图。

图13为本实用新型实施例平面在三面投影图上的投影关系展开图。

图中：1-投影框架，2-投影面板，3-合页，4-投影要素，4-1-点状块，4-2-线状棍，4-3-面状块，5-支杆，H-水平面、V-正立面，W-侧立面，a、b、c、d、e、f、g、h、t-建筑模型和投影框架上对应的点，W、X、Y、O投影面相交的三个轴及其交点。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详尽描述。

实施例1：如图1-10所示，本多功能建筑投影模型由合页3连接水平面H、正立面V和侧立面W三块相互垂直的投影面板2围合而成三维空间，空间内设置立方体投影框架1作为投影体，投影框架1面向三个投影面的三个角上设有三根支杆5，三根支杆5分别与三个投影面板可拆卸式连接，投影模型还包括尺寸分别与投影框架1相关尺寸对应（相同）且代表建筑点、线、面基本要素的三个点状块4-1、七根线状棍4-2和七块面状块4-3（即投影要素4），各点状块、线状棍和面状块投影要素与投影框架1和投影面板2之间通过磁力吸合方式可拆卸式连接，投影面板2和投影框架1采用不锈钢钢板和方管型材制成，点状块4-1和面状块4-3采用普通橡胶磁铁制成，线状棍4-2采用橡胶磁铁复合铁棍制成。

本多功能建筑投影模型的三块投影面板2通过两个普通弹簧合页3，分别将正立面V与侧立面W、水平面H与正立面V或侧立面W铰连，使之可以围合成三个相互垂直的平面、形成三维投影空间，弹簧合页与投影面之间通过焊接固定，投影框架1由不锈钢管焊接而成，其三根支杆1-2与三个投影面板的可拆卸式连接采用在投影面板上打孔通过穿杆螺栓固定（支杆末端设螺纹，穿过投影面后用螺母固定）。投影面板2围合而成的投影面与投影框架之间的投影关系为正投影，三个投影面上与投影框架对应位置设有投影框架的投影虚线，便于教学或学习时将反映投影框架点、线、面投影的点状块、线状棒、面状块准确地贴固在投影面板相应位置。

如图7-9所示，该模型的投影要素4包括分别反映投影框架b、c、d、g点的投影的四个点状块4-1，分别反映投影框架bc、cd、cg边（垂直线）的投影并与其等长的六根线状橡胶磁铁棍4-2（每个投影面上用两根），反映投影框架面对角线bd、bg、dg（平行线）并与其等长的三根线状橡胶磁铁棍、以及反映投影框架ag（一般位置直线）体对角线并与其等长的一根线状橡胶磁铁棍。这四个点状块和七根线状橡胶磁铁棍与投影框架的实际点和线条相对应，教学演示和学习时，先分别将它们吸贴在投影框架1的相应位置上，然后再一一从投影框架1上移除，吸贴到投影板2的投影面上相应位置，最后将投影框架1从模型中移除并展开投影面板2，即可通过吸贴在投影面上的点状块和线状橡胶磁铁棍，直观、准确、方便地展示建筑的线和点的投影关系（既抽象的建筑板与墙相交线、墙与柱相交线、板与墙、柱相交点等）。

实施例2：如图1-7所示，本多功能建筑投影模型由合页3连接水平面H、正立面V和侧立面W三块相互垂直的投影面板2围合而成三维空间，空间内设置立方体投影框架1作为投影体，投影框架1面向三个投影面的三个角上设有三根支杆5，三根支杆5分别与三个投影面板可拆卸式连接，投影模型还包括尺寸分别与投影框架1的相关尺寸及其投影的相关尺寸对应（相同）且代表建筑点、线、面基本要素的十一块面状块4-3（即投影要素4），各面状块与投影框架1和投影面板2之间通过磁力吸合方式可拆卸式连接，投影面板2和投影框架1采用铁板和铁方管型材制成，面状块4-3采用普通橡胶磁铁制成。

三块投影面板2通过2个普通弹簧合页3，分别将正立面V与侧立面W、水平面H与正立面V或侧立面W铰连，使之可以围合成三个相互垂直的平面、形成三维投影空间，弹簧合页与投影面之间通过螺钉固定，投影框架1由方铁管焊接而成，其三根支杆1-2与三个投影面板的可拆卸式连接采用在支杆末端和投影面板之间设置搭扣的方式固定。投影面板2围合而成的投影面与投影框架之间的投影关系为正投影，三个投影面上与投影框架对应位置设有投影框架的投影虚线。

如图11-13所示，该模型的投影要素4为分别反映投影框架abcd、bcgf、cdhg三个垂直面并与其等形状和尺寸的三个面状橡胶磁铁块、分别反映投影框架afgd、abgh、bdhf三个平行面并与其等形状和近似尺寸的三个面状橡胶磁铁块、分别反映投影框架bdg一个一般位置平面并与其近似形状和尺寸的一个面状橡胶磁铁块、分别反映三个垂直面、三个平行面、一个一般位置平面在三个投影面上的投影并与其投影等（或近似）形状和尺寸的六个四边形、一个三角形面状橡胶磁铁块4-3（每个投影面上两块）和七根线状橡胶磁铁棍4-2（每个投影面在相应的投影面上集聚为线）。这七根线状橡胶磁铁棍和十四个面状橡胶磁铁块与投影框架的实际面及其相对应的投影面、投影相交线相对应，教学演示和学习时，先分别将它们吸附在投影框架1的相应位置上，然后再一一从投影框架1上移下，吸贴到投影板2的投影面上相应位置，最后将投影框架1从模型中移除并展开投影面板2，即可通过吸贴在投影面上的四边形面状橡胶磁铁块和线状橡胶磁铁棍，直观、准确、方便地展示建筑的面的投影关系（既抽象的建筑板与墙相交线、墙与柱相交线、板与墙、柱相交点等）。

关于利用自由长度线状棍4-2和自由高度面状块4-3反映投影框架非常见面、线的投影关系的情况，可以根据实际需要，在遵循相同原则的基础上，采取与前述实施例类似方法具体应用，在此不一一列举。同样地，根据实际需要，使用不同的投影要素（点状块、线状棒、面状快）组合，通过投影框架确定投影要素的空间位置关系，用投影框架在直观投影图上的投影关系确定投影要素在直观投影图上的投影关系，移除投影框架，展开直观投影图得正投影三视图，即可得到用投影要素在直观投影图上的投影关系绘制的不同的点、线、面在正投影三视图上的投影关系图。

采用本多功能建筑投影模型，可以清楚、直观地反映包括投影面平行线（水平线、正平线和侧平线）、垂直线（铅垂线、正垂线和侧垂线）和一般位置直线的所有建筑直线的投影。在投影框架的辅助下，可以明显的看出，铅垂线对应建筑中的柱子，正垂线和侧垂线对应建筑中的梁。还可以反映包括投影面平行面（水平面、正平面和侧平面）、投影面垂直面（铅垂面、正垂面和侧垂面）和一般位置平面在内的所有建筑平面的投影。在投影框架的辅助下，可以明显的看出，水平面相对应建筑楼面、正平面和侧平面对应建筑墙面，正垂面和侧垂面对应建筑中的楼梯，等等。

上面结合附图对本实用新型的技术内容作了说明，但本实用新型的保护范围并不限于所述内容，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下对本实用新型的技术内容做出各种变化，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多功能建筑三视图投影模型，由合页（3）连接水平面H、正立面V和侧立面W三块相互垂直的投影面板（2）围合而成三维空间，空间内设置投影体，其特征在于：投影体为立方体投影框架（1），投影框架（1）通过三根支杆（5）分别与三个投影面板可拆卸式连接，所述投影模型还包括尺寸分别与投影框架（1）相关尺寸对应且代表建筑点、线、面基本要素的多个投影要素（4），各投影要素（4）与投影框架（1）和投影面板（2）之间通过磁力吸合方式可拆卸式连接。

2.根据权利要求1所述的多功能建筑三视图投影模型，其特征在于：所述投影面板（2）围合而成的投影面与投影框架之间的投影关系为正投影，三个投影面上与投影框架对应位置设有投影框架的投影虚线。

3.根据权利要求1或2所述的多功能建筑三视图投影模型，其特征在于：所述投影要素（4）包括点状块（4-1）、线状棍（4-2）和面状块（4-3）。

4.根据权利要求3所述的多功能建筑三视图投影模型，其特征在于：所述线状棍（4-2）包括与投影框架（1）的边长相等、面对角线相等、体对角线相等和自由长度四种长度类型，面状块（4-3）包括与投影框架（1）的单面、斜对角面、体对角面及它们的正投影的形状与大小相同、以及自由高度五种类型。

5.根据权利要求4所述的多功能建筑三视图投影模型，其特征在于：所述自由长度线状棍（4-2）的长度大于投影框架（1）的边长、小于投影框架（1）的体对角线长度，自由高度面状块（4-3）的高度小于投影框架（1）斜对角面的高度。