CN206421603U - 一种工程制图模型投影演示装置 - Google Patents

Abstract

一种工程制图模型投影演示装置，它涉及一种投影演示装置。本实用新型为了解决由于现有市场上也没有关于工程制图课上模型投影演示的教具，给工科的工程制图教学和学生空间想象力的培养带来了不便的问题。本实用新型的上部透光板和底部支撑座上下平行设置，下部滑台安装在多根支撑柱之间的底部支撑座上，主侧投影旋转台可转动安装在下部滑台上，驱动机构安装在下部滑台内并穿过下部滑台带动主侧投影旋转台旋转，丝杠滑台机构竖直安装在主侧投影旋转台的一侧，俯视投影光源安装在丝杠滑台机构的上部，且俯视投影光源在丝杠滑台机构的带动下可上下移动。本实用新型用于工程制图模型投影演示。

Description

一种工程制图模型投影演示装置

技术领域

本实用新型涉及一种投影演示装置，具体涉及一种工程制图模型投影演示装置。

背景技术

工程制图是一门较为抽象的工科专业基础课，其目的是培养学生空间想象力，教具在该课教学过程是必不可少的。但近年来，工程制图教具的改革较为缓慢，很多教师在教学过程中把教具变得可有可无,使学生很难形成一个直观的认识,这不利于学生将所学知识消化吸收，更不利于学生空间想象能力、创新能力、实践能力的培养。目前，市场上也没有出现关于工程制图课上模型投影演示的教具，给工科的工程制图教学和学生空间想象力的培养带来了不便。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决由于现有市场上也没有关于工程制图课上模型投影演示的教具，给工科的工程制图教学和学生空间想象力的培养带来了不便的问题。进而提供一种工程制图模型投影演示装置。

本实用新型的技术方案是：一种工程制图模型投影演示装置包括俯视投影光源、上部透光板、底部支撑座、丝杠滑台机构、主侧投影旋转台、下部滑台、驱动机构和多根支撑柱，上部透光板和底部支撑座上下平行设置，且上部透光板和底部支撑座之间通过多根支撑柱支撑并连接，下部滑台安装在多根支撑柱之间的底部支撑座上，主侧投影旋转台可转动安装在下部滑台上，驱动机构安装在下部滑台内并穿过下部滑台带动主侧投影旋转台旋转，丝杠滑台机构竖直安装在主侧投影旋转台的一侧，俯视投影光源安装在丝杠滑台机构的上部，且俯视投影光源在丝杠滑台机构的带动下可上下移动。

进一步地，下部滑台为圆盘形滑台，且圆盘形滑台的上端面靠近外沿处开设有环形凹槽。

进一步地，它还包括多个旋转台滚子，多个旋转台滚子的上端固装在主侧投影旋转台的下端面上，多个旋转台滚子的下部可滑动安装在环形凹槽内。

进一步地，驱动机构包括步进电机、蜗轮蜗杆机构和主轴，主轴竖直依次由上至下安装在主侧投影旋转台、下部滑台和底部支撑座上，其中主轴与主侧投影旋转台轴向固定连接，主轴与下部滑台和底部支撑座可转动连接，蜗轮蜗杆机构套装在位于底部支撑座上的主轴上，步进电机与蜗轮蜗杆机构连接。

进一步地，蜗轮蜗杆机构包括轴承架、蜗杆和涡轮，轴承架安装在底部支撑座上，蜗杆安装在轴承架上并与步进电机通过联轴器连接，涡轮套装在主轴上，且涡轮与蜗杆相啮合。

进一步地，丝杠滑台机构包括滑台支撑架、滑台丝杠、滑台顶部螺母、滑块和手轮，滑台支撑架竖直安装在底部支撑座上，滑台丝杠伸出并竖直穿设在滑台支撑架上，滑台顶部螺母旋拧在滑台丝杠上，滑块固定连接在滑台顶部螺母的上端并随滑台顶部螺母旋拧在滑台丝杠上，手轮固定安装在滑台丝杠的上端。

本实用新型与现有技术相比具有以下效果：

现阶段工程图学教学工作者对画法几何的教学方式做了大量的改革探索，但大都致力于板书和纸质挂图形式的改变，教具仅仅停留在单面投影，无法进行多方向投影及换面投影，其形式单一，无法达到几何图学的教学要求。现通过蜗轮蜗杆机构连接的旋转投影台，改变投影面的空间位置，以此在实现不同视图投影的同时，达到换面投影的效果。此外，通过步进电机的驱动，实现特定典型投影面的自动投影切换与复位。

本装置通过细线与滑台，来张紧固定待投影物体，使其空间几何元素的位置保持不变，并通过蜗轮蜗杆机构，将步进电机绕轴的旋转运动转化为投影机构的旋转运动，以此产生处于不同空间位置的投影面，实现以新投影面来代替旧投影面的目的，从而使空间几何元素对新投影面的相对位置变成有利于直观准确表达待投影物几何形状的位置，然后找出其在新投影面上的投影，最终实现换面法。在机械传动方面取得较好效果，由单片机控制步进电机改变旋转角度，操作省力方便。满足性能要求的同时，尽量使该教具组装简单、成本更低。

附图说明

图1是模型投影教学教具的正等轴测图；

图2是图1所示投影模型教具的侧视图；

图3是图1所示模型投影教学教具的俯视图；

图4是图2所示的模型投影教学教具俯视图中A-A剖视图；

图5是图4在I处的局部放大图；

图6是图4在II处的局部放大图；

图7是图2所示的模型投影教学教具俯视图中B-B剖视图；

图8是图7在III处的局部放大图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图8说明本实施方式，本实施方式的一种工程制图模型投影演示装置包括俯视投影光源1、上部透光板2、底部支撑座7、丝杠滑台机构、主侧投影旋转台5、下部滑台6、驱动机构和多根支撑柱19，

上部透光板2和底部支撑座7上下平行设置，且上部透光板2和底部支撑座7之间通过多根支撑柱19支撑并连接，下部滑台6安装在多根支撑柱19之间的底部支撑座7上，主侧投影旋转台5可转动安装在下部滑台6上，驱动机构安装在下部滑台6内并穿过下部滑台6带动主侧投影旋转台5旋转，丝杠滑台机构竖直安装在主侧投影旋转台5的一侧，俯视投影光源1安装在丝杠滑台机构的上部，且俯视投影光源1在丝杠滑台机构的带动下可上下移动。

具体实施方式二：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式的下部滑台6为圆盘形滑台，且圆盘形滑台的上端面靠近外沿处开设有环形凹槽。如此设置，便于在使用过程中，在驱动机构的带动下能够实现主侧投影旋转台5的转动和下部滑台6的静止。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图5说明本实施方式，本实施方式的还包括多个旋转台滚子8，多个旋转台滚子8的上端固装在主侧投影旋转台5的下端面上，多个旋转台滚子8的下部可滑动安装在环形凹槽内。如此设置，结构简单，易于实现，而且在主侧投影旋转台5和下部滑台6之间的滑动更为顺畅，不易出现卡死现象，尤其是多个旋转台滚子8的上端固装在主侧投影旋转台5的下端面上，使用更加安全、可靠。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图2、图4和图6说明本实施方式，本实施方式的驱动机构包括步进电机21、蜗轮蜗杆机构和主轴10，主轴10竖直依次由上至下安装在主侧投影旋转台5、下部滑台6和底部支撑座7上，其中主轴10与主侧投影旋转台5轴向固定连接，主轴10与下部滑台6和底部支撑座7可转动连接，蜗轮蜗杆机构套装在位于底部支撑座7上的主轴10上，步进电机21与蜗轮蜗杆机构连接。如此设置，结构简单，易于实现，便于更加稳定的带动主侧投影旋转台5进行360度的旋转，关于主侧投影旋转台5的旋转角度可通过红外遥控器控制单片机、单片机控制步进电机21的转速和正反转，步进电机21控制蜗轮蜗杆进行转动，最后通过涡轮带动主侧投影旋转台5的旋转。其它组成和连接关系与具体实施方式一或三相同。

具体实施方式五：结合图4和图6说明本实施方式，本实施方式的蜗轮蜗杆机构包括轴承架11、蜗杆12和涡轮13，轴承架11安装在底部支撑座7上，蜗杆12安装在轴承架11上并与步进电机21通过联轴器连接，涡轮13套装在主轴10上，且涡轮13与蜗杆12相啮合。如此设置，驱动更加稳定可靠。其它组成和连接关系与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：结合图1、图2、图4和图7说明本实施方式，本实施方式的丝杠滑台机构包括滑台支撑架3、滑台丝杠15、滑台顶部螺母16、滑块17和手轮20，滑台支撑架3竖直安装在底部支撑座7上，滑台丝杠15伸出并竖直穿设在滑台支撑架3上，滑台顶部螺母16旋拧在滑台丝杠15上，滑块17固定连接在滑台顶部螺母16的上端并随滑台顶部螺母16旋拧在滑台丝杠15上，手轮20固定安装在滑台丝杠15的上端。如此设置，通过手轮20来根据实际授课的需要，旋转手轮20来调整滑台顶部螺母16和滑块17在滑台丝杠15上进行上下移动，从而带动俯视投影光源1与上部透光板2之间的距离来实现光源高度的调整。其它组成和连接关系与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：结合图7说明本实施方式，本实施方式的滑台丝杠15的下端可转动安装在底部支撑座7上。如此设置，便于手轮20的转动。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

具体实施方式八：结合图7说明本实施方式，本实施方式的丝杠滑台机构还包括多根滑台导轨18，多根滑台导轨18竖直穿设在滑台支撑架3内的滑块17上。如此设置，使得滑块17能够沿着滑台导轨18进行上下滑动，保证授课教具使用的准确性和可操作的稳定性。其它组成和连接关系与具体实施方式七相同。

具体实施方式九：结合图1说明本实施方式，本实施方式的多根支撑柱19的数量为3个。如此设置，三根支撑柱便能将上部透光板2和底部支撑座牢固的支撑和连接，同时，还能够预留出足够的空间便于授课过程中学生的观察。其它组成和连接关系与具体实施方式七或八相同。

具体实施方式十：结合图1和图4说明本实施方式，本实施方式的主轴10与主侧投影旋转台5之间通过键实现轴向固定连接，且主轴10与主侧投影旋转台5的内孔之间间隙配合。如此设置，连接方便可靠。其它组成和连接关系与具体实施方式七、八或九相同。

更进一步地，本实用新型在实际操作过程中可以采用此实施例进行实施：包括外部框架结构、平行光源(即俯视投影光源1)、投影模型、悬挂线、丝杠导轨机构(即丝杠滑台机构)、蜗轮蜗杆机构、投影面、单片机、步进电机、环形导轨工作台(即主侧投影旋转台5)。投影面和平行光源相对静止，并在环形导轨工作台上沿圆轨道运动。物体模型用磁力片组成框架结构，可自由拼接组装，实现一物多模的目标。悬挂机构采用上下都用透明细线悬挂，上部用丝杠导轨机构升高悬挂台张紧细线，旨在保证悬挂模型不轻易晃动。外部框架结构采用支架型材支撑，底座上部有两层圆台，为简述方便，距离底座近的称为第一圆台，距离底座较远的称为第二圆台。底座与第一圆台之间含有机械传动结构，利用蜗轮蜗杆带动投影面和平行光源旋转，蜗杆由单片机控制的步进电机驱动，第一圆台与底座之间由四个插销固定，旨在不产生相对运动。涡轮与中心轴间隙配合，中心轴与底座和第一圆台之间轴承连接，中心轴与第二圆台轴承采用基孔制的过盈配合。第一圆台上在距离外沿1-2厘米处有圆环导轨。第二圆台在第一圆台圆环导轨位置均分固结四个轴，轴末端轴承在导轨中滚动。支架型材支撑上部透光板，透光板上有同样的圆环导轨，投影面和光源上部分别有两个轴承在轨道中滚动。透光板上部是俯视光源，光源中间有悬挂模型的细线悬挂点，并且光源与丝杠上的导轨固结，丝杠导轨上部手柄用于控制光源座高低，从而实现调节光源距离并张紧悬挂线。单片机控制模块：通过单片机编程控制步进电机旋转圈数，并通过理论计算与实际调试，得出步进电机旋转圈数与工作台旋转角度的对应关系。基于调试结果，利用红外遥控设置不同的按钮控制旋转不同的固定角度，例如在确定初始位置之后，确定该位置为主视图，单片机控制步进电机使投影面和平行光源同时顺时针旋转90°为侧视图，单片机控制步进电机使投影面和平行光源同时顺时针旋转45°为水平45°换面投影，进一步的单片机控制圆台正上方的平行光源，在演示完主视图和侧视图的投影后控制光源开关，进行俯视图演示，在第二圆台上得到俯视投影。

图1是模型投影教学教具的正等轴测图示出本实用新型的整体结构。投影系统位于支撑框架内部。如图2所示，支撑座7上安放有涡轮蜗杆机构13和步进电机21为驱动机构，如图6所示，涡轮蜗杆局部剖视图，蜗杆12由轴承架11支撑和涡轮13啮合，并由联轴器与步进电机21连接传递扭矩。步进电机21工作带动蜗杆12旋转，进一步的带动涡轮13运动，涡轮13与主侧投影旋转台主轴10销连接且间隙配合。主侧投影旋转台主轴10下端由轴承14与支撑座7连接，能产生相对滑动；主侧投影旋转台主轴10中上部由轴承9与下部滑台6连接，下部滑台6通过键连接与支撑座7连接，保持相对静止；主侧投影旋转台主轴10上端由键与主侧投影旋转台5连接，且间隙配合；如图4右侧所示，主侧投影旋转台5由主侧投影旋转台滚子8与下部滑台6连接，滑台上有圆环形轨道；上部透光板2有圆环形轨道，且由主侧投影旋转台滚子8与主侧投影旋转台5相连。进一步的，蜗轮13带动主侧投影旋转台主轴10旋转，进而带动主侧投影旋转台5旋转，由于主侧投影旋转台滚子8与上部透光板2和下部滑台6相对运动，达到切换投影面的效果。

图5是丝杠滑台机构，包括滑台支撑架3、滑台丝杠15、滑台导轨18、滑块17、滑台顶部螺母16、手轮20等。滑台导轨18与支撑底座7固连，滑台丝杠15下端与支撑底座7之间轴承连接，能相对滑动；滑台丝杠15上端与手轮20固连，手轮20转动带动滑台丝杠15转动从而调节滑块17位置。滑块17与俯视投影光源1固连，滑块17运动带动俯视投影光源1运动从而调节光源高度；进一步的，主侧投影旋转台主轴10顶端和俯视投影光源1中间系有悬挂模型的透明细线，悬挂好模型后，升高俯视投影光源1的位置，在张紧细线的同时，调整光源与待投影物相对位置的关系，旨在保持模型稳定性的同时，达到良好的投影效果。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型的，本领域技术人员还可以在本实用新型精神内做其他变化，以及应用到本实用新型未提及的领域中，当然，这些依据本实用新型精神所做的变化都应包含在本实用新型所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种工程制图模型投影演示装置，其特征在于：它包括俯视投影光源(1)、上部透光板(2)、底部支撑座(7)、丝杠滑台机构、主侧投影旋转台(5)、下部滑台(6)、驱动机构和多根支撑柱(19)，

上部透光板(2)和底部支撑座(7)上下平行设置，且上部透光板(2)和底部支撑座(7)之间通过多根支撑柱(19)支撑并连接，下部滑台(6)安装在多根支撑柱(19)之间的底部支撑座(7)上，主侧投影旋转台(5)可转动安装在下部滑台(6)上，驱动机构安装在下部滑台(6)内并穿过下部滑台(6)带动主侧投影旋转台(5)旋转，丝杠滑台机构竖直安装在主侧投影旋转台(5)的一侧，俯视投影光源(1)安装在丝杠滑台机构的上部，且俯视投影光源(1)在丝杠滑台机构的带动下可上下移动。

2.根据权利要求1所述一种工程制图模型投影演示装置，其特征在于：下部滑台(6)为圆盘形滑台，且圆盘形滑台的上端面靠近外沿处开设有环形凹槽。

3.根据权利要求2所述一种工程制图模型投影演示装置，其特征在于：它还包括多个旋转台滚子(8)，多个旋转台滚子(8)的上端固装在主侧投影旋转台(5)的下端面上，多个旋转台滚子(8)的下部可滑动安装在环形凹槽内。

4.根据权利要求3所述一种工程制图模型投影演示装置，其特征在于：驱动机构包括步进电机(21)、蜗轮蜗杆机构和主轴(10)，主轴(10)竖直依次由上至下安装在主侧投影旋转台(5)、下部滑台(6)和底部支撑座(7)上，其中主轴(10)与主侧投影旋转台(5)轴向固定连接，主轴(10)与下部滑台(6)和底部支撑座(7)可转动连接，蜗轮蜗杆机构套装在位于底部支撑座(7)上的主轴(10)上，步进电机(21)与蜗轮蜗杆机构连接。

5.根据权利要求4所述一种工程制图模型投影演示装置，其特征在于：蜗轮蜗杆机构包括轴承架(11)、蜗杆(12)和涡轮(13)，轴承架(11)安装在底部支撑座(7)上，蜗杆(12)安装在轴承架(11)上并与步进电机(21)通过联轴器连接，涡轮(13)套装在主轴(10)上，且涡轮(13)与蜗杆(12)相啮合。

6.根据权利要求5所述一种工程制图模型投影演示装置，其特征在于：丝杠滑台机构包括滑台支撑架(3)、滑台丝杠(15)、滑台顶部螺母(16)、滑块(17)和手轮(20)，滑台支撑架(3)竖直安装在底部支撑座(7)上，滑台丝杠(15)伸出并竖直穿设在滑台支撑架(3)上，滑台顶部螺母(16)旋拧在滑台丝杠(15)上，滑块(17)固定连接在滑台顶部螺母(16)的上端并随滑台顶部螺母(16)旋拧在滑台丝杠(15)上，手轮(20)固定安装在滑台丝杠(15)的上端。

7.根据权利要求6所述一种工程制图模型投影演示装置，其特征在于：滑台丝杠(15)的下端可转动安装在底部支撑座(7)上。

8.根据权利要求7所述一种工程制图模型投影演示装置，其特征在于：丝杠滑台机构还包括多根滑台导轨(18)，多根滑台导轨(18)竖直穿设在滑台支撑架(3)内的滑块(17)上。

9.根据权利要求1或8所述一种工程制图模型投影演示装置，其特征在于：多根支撑柱(19)的数量为3个。

10.根据权利要求4所述一种工程制图模型投影演示装置，其特征在于：主轴(10)与主侧投影旋转台(5)之间通过键实现轴向固定连接，且主轴(10)与主侧投影旋转台(5)的内孔之间间隙配合。