CN207123973U - 一种抛物面演示教具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种抛物面演示教具，主要涉及数学教具领域。包括底座、支撑框架、马鞍面演示装置和抛物线管，马鞍面演示装置包括第一驱动电机、圆柱凸轮、竖向滑杆、横向滑杆、扇形齿轮、可调节摆杆和抛物线滑轨，圆柱凸轮上设有与竖向滑杆滑动连接的凸轮滑槽，横向滑杆上设有条形齿，可调节摆杆包括固定杆和调节杆，调节杆上设有侧轴，侧轴上设有滑轮，调节杆底端插接有连接件，抛物线滑轨设有两个，两个抛物线滑轨上均设有与滑轮相适应的抛物线滑槽，滑轮在抛物线滑槽内与抛物线滑槽滚动连接。本实用新型的有益效果在于：对椭圆抛物面和双曲抛物面都能够进行直观、有效的演示，使学生对知识点的理解更加透彻，提高教学质量。

Description

一种抛物面演示教具

技术领域

本实用新型涉及数学教具领域，具体是一种抛物面演示教具。

背景技术

在高等数学中，曲面是较为抽象和难于理解的知识点，其中比较具有代表性的便是抛物面，抛物面包括椭圆抛物面和双曲抛物面，双曲抛物面又称为马鞍面，形状类似于马鞍，让一条开口向下的抛物线在另一条开口向上的抛物线上滑动，便形成了马鞍面。由于其空间形状相对复杂，因此如果学生的空间想像力不强，则对于该知识点的掌握也会存在一定的难度。目前没有理想的教具来对抛物面进行直观、有效的演示。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种抛物面演示教具，它对椭圆抛物面和双曲抛物面都能够进行直观、有效的演示，使学生对知识点的理解更加透彻，提高教学质量。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种抛物面演示教具，包括底座、支撑框架、马鞍面演示装置和抛物线管，所述支撑框架设置于底座顶面，所述支撑框架上设有驱动腔、水平滑套和马鞍面演示腔，所述驱动腔内设有凸轮腔，所述马鞍面演示装置包括第一驱动电机、圆柱凸轮、竖向滑杆、横向滑杆、扇形齿轮、可调节摆杆和抛物线滑轨，所述圆柱凸轮与凸轮腔两侧壁转动连接，所述圆柱凸轮一端与第一驱动电机的输出端传动连接，所述圆柱凸轮上设有凸轮滑槽，所述凸轮滑槽与竖向滑杆滑动连接，所述竖向滑杆与横向滑杆固定连接，所述横向滑杆远离竖向滑杆的一端穿过水平滑套设有条形齿，所述条形齿与扇形齿轮相啮合，所述扇形齿轮与支撑框架顶部铰接，所述可调节摆杆包括固定杆和调节杆，所述固定杆顶部与扇形齿轮固定连接，所述固定杆内设有弹簧腔，所述弹簧腔内设有调节弹簧，所述调节杆顶端设置于弹簧腔内且与调节弹簧底端连接，所述调节杆上设有侧轴，所述侧轴上设有滑轮，所述调节杆底端插接有连接件，所述连接件底部设有与抛物线管套接的套环，所述抛物线滑轨设有两个，两个所述抛物线滑轨的两端均设有横梁支架，所述横梁支架与马鞍面演示腔两侧侧壁固定连接，两个所述抛物线滑轨上均设有与滑轮相适应的抛物线滑槽，所述滑轮在抛物线滑槽内与抛物线滑槽滚动连接。

所述支撑框架内还设有椭圆抛物面演示腔，所述椭圆抛物面演示腔内设有椭圆抛物面演示装置，所述椭圆抛物面演示装置包括第二驱动电机、限位框架和竖向连接杆，所述限位框架上设有滚动轴承，所述竖向连接杆底端与第二驱动电机的输出端连接，所述竖向连接杆顶端穿过滚动轴承与连接件插接。

所述抛物线管上设有彩色荧光条纹。

所述底座顶面两侧设有卡扣，所述底座上还设有与卡扣卡接的顶盖，所述底座侧面设有铰接锁扣，所述顶盖两侧设有与铰接锁扣相适应的锁扣凸起，所述顶盖顶面设有提手。

对比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

1、本装置的可调节摆杆能够在抛物线滑轨上往复滑动，可调节摆杆底部插接有连接件，连接件上设有抛物线管，因此，可调节摆杆在抛物线滑轨上往复滑动的同时能够带着抛物线管沿着抛物线滑轨的轨迹往复摆动，从而完成双曲面抛物面的演示，竖向连接杆能够在第二驱动电机的带动下转动，与竖向连接杆顶部插接的连接件也会转动，连接件上的抛物线管也会转动，从而完成椭圆抛物面的演示，因此，本装置对椭圆抛物面和双曲抛物面都能够进行直观、有效的演示，使学生对知识点的理解更加透彻，提高教学质量。

2、本装置上第一驱动电机带动圆柱凸轮转动，圆柱凸轮上的凸轮滑槽与竖向滑杆滑动连接，竖向滑杆带动横向滑杆水平方向上的往复运动，横向滑杆上设有条形齿，条形齿水平方向上的往复运动就带动扇形齿轮的往复转动，扇形齿轮的往复转动就带动可调节摆杆的往复摆动，从而实现抛物线管沿着抛物线滑轨的轨迹往复摆动，从而完成双曲面抛物面的演示。

3、抛物线管上设有彩色荧光条纹，抛物线管在摆动或转动时，能够更加清晰的看清抛物线管的运动轨迹。

4、通过设置顶盖，顶盖上设有提手，能够更方便的对装置进行拿取。

附图说明

附图1是本实用新型具体结构示意图。

附图2是本实用新型附图1中I部放大图。

附图3是本实用新型附图1中II部放大图。

附图4是本实用新型中抛物线滑轨俯视图。

附图中所示标号：

1、底座；2、支撑框架；3、抛物线管；4、驱动腔；5、水平滑套；6、马鞍面演示腔；7、凸轮腔；8、第一驱动电机；9、圆柱凸轮；10、竖向滑杆；11、横向滑杆；12、扇形齿轮；13、抛物线滑轨；14、凸轮滑槽；15、条形齿；16、固定杆；17、调节杆；18、弹簧腔；19、调节弹簧；20、侧轴；21、滑轮；22、连接件；23、套环；24、横梁支架；25、抛物线滑槽；26、椭圆抛物面演示腔；27、第二驱动电机；28、限位框架；29、竖向连接杆；30、滚动轴承；31、卡扣；32、顶盖；33、铰接锁扣；34、锁扣凸起；35、提手。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

本实用新型所述是一种抛物面演示教具，主体结构包括底座1、支撑框架2、马鞍面演示装置和抛物线管3，所述支撑框架2设置于底座1顶面，所述支撑框架2上设有驱动腔4、水平滑套5和马鞍面演示腔6，水平滑套5设有两个，且两个水平滑套5均与横向滑杆11滑动连接，保证了水平滑套5的水平往复移动。所述驱动腔4内设有凸轮腔7，所述马鞍面演示装置包括第一驱动电机8、圆柱凸轮9、竖向滑杆10、横向滑杆11、扇形齿轮12、可调节摆杆和抛物线滑轨13，所述圆柱凸轮9与凸轮腔7两侧壁转动连接，所述圆柱凸轮9一端与第一驱动电机8的输出端传动连接，所述圆柱凸轮9上设有凸轮滑槽14，所述凸轮滑槽14与竖向滑杆10滑动连接，圆柱凸轮9的转动能够带动竖向滑杆10的往复运动。所述竖向滑杆10与横向滑杆11固定连接，所述横向滑杆11远离竖向滑杆10的一端穿过水平滑套5设有条形齿15，所述条形齿15与扇形齿轮12相啮合，所述扇形齿轮12与支撑框架2顶部铰接，所述可调节摆杆包括固定杆16和调节杆17，所述固定杆16顶部与扇形齿轮12固定连接，所述固定杆16内设有弹簧腔18，所述弹簧腔18内设有调节弹簧19，所述调节杆17顶端设置于弹簧腔18内且与调节弹簧19底端连接，所述调节杆17上设有侧轴20，所述侧轴20上设有滑轮21，所述调节杆17底端插接有连接件22，所述连接件22底部设有与抛物线管3套接的套环23，所述抛物线滑轨13设有两个，两个所述抛物线滑轨13的两端均设有横梁支架24，所述横梁支架24与马鞍面演示腔6两侧侧壁固定连接，两个所述抛物线滑轨13上均设有与滑轮21相适应的抛物线滑槽25，所述滑轮21在抛物线滑槽25内与抛物线滑槽25滚动连接。本装置上的第一驱动电机8带动圆柱凸轮9转动，圆柱凸轮9上的凸轮滑槽14与竖向滑杆10滑动连接，因此，圆柱凸轮9的转动能够带动竖向滑杆10的往复运动，竖向滑杆10带动横向滑杆11水平方向上的往复运动，横向滑杆11上设有条形齿15，条形齿15水平方向上的往复运动就带动扇形齿轮12的往复转动，扇形齿轮12的往复转动就带动可调节摆杆的往复摆动，从而实现抛物线管3沿着抛物线滑轨13的轨迹往复摆动，从而完成双曲面抛物面的演示。可调节摆杆往复摆动过程中，当可调节摆杆从抛物线滑轨13的中间位置向两侧移动时，调节杆17就会向固定杆16中收缩，从而保证滑轮21在抛物线滑槽25内滚动。

为了实现对椭圆抛物面的教学演示，所述支撑框架2内还设有椭圆抛物面演示腔26，所述椭圆抛物面演示腔26内设有椭圆抛物面演示装置，所述椭圆抛物面演示装置包括第二驱动电机27、限位框架28和竖向连接杆29，限位框架28能够保证竖向连接杆29在转动过程中始终保持竖直状态。所述限位框架28上设有滚动轴承30，滚动轴承30的设置保证了竖向连接杆29能够稳定的转动。所述竖向连接杆29底端与第二驱动电机27的输出端连接，所述竖向连接杆29顶端穿过滚动轴承30与连接件22插接。竖向连接杆29能够在第二驱动电机27的带动下转动，与竖向连接杆29顶部插接的连接件22也会转动，连接件22上的抛物线管3也会转动，从而完成椭圆抛物面的演示。

因此，本装置对椭圆抛物面和双曲抛物面都能够进行直观、有效的演示，使学生对知识点的理解更加透彻，提高教学质量。

抛物线管3在摆动或转动时，为了能够更加清晰的看清抛物线管3的运动轨迹，所述抛物线管3上设有彩色荧光条纹。

为了能够更方便的对装置进行拿取，所述底座1顶面两侧设有卡扣31，所述底座1上还设有与卡扣31卡接的顶盖32，装置闲置时顶盖32能够对内部装置起到保护作用。所述底座1侧面设有铰接锁扣33，所述顶盖32两侧设有与铰接锁扣33相适应的锁扣凸起34，铰接锁扣33与锁扣凸起34的配合使用，能够将顶盖32稳定、安全的固定在底座1上。所述顶盖32顶面设有提手35，通过设置提手35，能够更方便的对装置进行拿取。

使用方法：

本装置中的底座1、顶盖32、支撑框架2、圆柱凸轮9、竖向滑杆10、横向滑杆11、扇形齿轮12、可调节摆杆、抛物线滑轨13、连接件22、限位框架28、竖向连接杆29均为硬质塑料材料制作，能够大大减轻装置的重量。本装置中的抛物线管3也为塑料制品，其内部设有定型金属条，避免抛物线管3在运动过程中变形，抛物线管3与连接件22底部的套环23连接时可采用铰接或绑接的方式将抛物线管3固定，避免抛物线管3在摆动过程中位置移动或者在离心力的作用下甩出。

双曲抛物面的教学演示：

第一驱动电机8带动圆柱凸轮9转动，圆柱凸轮9上的凸轮滑槽14与竖向滑杆10滑动连接，圆柱凸轮9的转动能够带动竖向滑杆10的往复运动，竖向滑杆10的往复运动带动横向滑杆11水平方向上的往复运动，横向滑杆11上设有条形齿15，条形齿15水平方向上的往复运动就带动扇形齿轮12的往复转动，扇形齿轮12的往复转动就带动可调节摆杆的往复摆动，从而实现抛物线管3沿着抛物线滑轨13的轨迹往复摆动，从而完成双曲面抛物面的演示。可调节摆杆摆动的同时，可调节摆杆侧轴20上的滑轮21能够在抛物线滑槽25内滚动，保证了可调节摆杆能够沿着抛物线滑轨13的轨迹往复运动，可调节摆杆底部插接有连接件22，连接件22上设有抛物线管3，可调节摆杆在抛物线滑轨13上往复滑动的同时能够带着抛物线管3沿着抛物线滑轨13的轨迹往复摆动，从而完成双曲面抛物面的演示。

椭圆抛物面的教学演示:

竖向连接杆29能够在第二驱动电机27的带动下转动，与竖向连接杆29顶部插接的连接件22也会转动，连接件22上的抛物线管3也会转动，从而完成椭圆抛物面的演示。

因此，本装置对椭圆抛物面和双曲抛物面都能够进行直观、有效的演示，使学生对知识点的理解更加透彻，提高教学质量。

Claims (4)

1.一种抛物面演示教具，其特征在于：包括底座(1)、支撑框架(2)、马鞍面演示装置和抛物线管(3)，所述支撑框架(2)设置于底座(1)顶面，所述支撑框架(2)上设有驱动腔(4)、水平滑套(5)和马鞍面演示腔(6)，所述驱动腔(4)内设有凸轮腔(7)，所述马鞍面演示装置包括第一驱动电机(8)、圆柱凸轮(9)、竖向滑杆(10)、横向滑杆(11)、扇形齿轮(12)、可调节摆杆和抛物线滑轨(13)，所述圆柱凸轮(9)与凸轮腔(7)两侧壁转动连接，所述圆柱凸轮(9)一端与第一驱动电机(8)的输出端传动连接，所述圆柱凸轮(9)上设有凸轮滑槽(14)，所述凸轮滑槽(14)与竖向滑杆(10)滑动连接，所述竖向滑杆(10)与横向滑杆(11)固定连接，所述横向滑杆(11)远离竖向滑杆(10)的一端穿过水平滑套(5)设有条形齿(15)，所述条形齿(15)与扇形齿轮(12)相啮合，所述扇形齿轮(12)与支撑框架(2)顶部铰接，所述可调节摆杆包括固定杆(16)和调节杆(17)，所述固定杆(16)顶部与扇形齿轮(12)固定连接，所述固定杆(16)内设有弹簧腔(18)，所述弹簧腔(18)内设有调节弹簧(19)，所述调节杆(17)顶端设置于弹簧腔(18)内且与调节弹簧(19)底端连接，所述调节杆(17)上设有侧轴(20)，所述侧轴(20)上设有滑轮(21)，所述调节杆(17)底端插接有连接件(22)，所述连接件(22)底部设有与抛物线管(3)套接的套环(23)，所述抛物线滑轨(13)设有两个，两个所述抛物线滑轨(13)的两端均设有横梁支架(24)，所述横梁支架(24)与马鞍面演示腔(6)两侧侧壁固定连接，两个所述抛物线滑轨(13)上均设有与滑轮(21)相适应的抛物线滑槽(25)，所述滑轮(21)在抛物线滑槽(25)内与抛物线滑槽(25)滚动连接。

2.根据权利要求1所述一种抛物面演示教具，其特征在于：所述支撑框架(2)内还设有椭圆抛物面演示腔(26)，所述椭圆抛物面演示腔(26)内设有椭圆抛物面演示装置，所述椭圆抛物面演示装置包括第二驱动电机(27)、限位框架(28)和竖向连接杆(29)，所述限位框架(28)上设有滚动轴承(30)，所述竖向连接杆(29)底端与第二驱动电机(27)的输出端连接，所述竖向连接杆(29)顶端穿过滚动轴承(30)与连接件(22)插接。

3.根据权利要求1所述一种抛物面演示教具，其特征在于：所述抛物线管(3)上设有彩色荧光条纹。

4.根据权利要求1所述一种抛物面演示教具，其特征在于：所述底座(1)顶面两侧设有卡扣(31)，所述底座(1)上还设有与卡扣(31)卡接的顶盖(32)，所述底座(1)侧面设有铰接锁扣(33)，所述顶盖(32)两侧设有与铰接锁扣(33)相适应的锁扣凸起(34)，所述顶盖(32)顶面设有提手(35)。