CN209962506U - 用于运动合成和分解的数学教学用具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了用于运动合成和分解的数学教学用具，驱动电机、螺纹杆、光杆、滑动套和连接板的配合设置可驱动螺纹套在平面内进行匀速直线运动，其中光杆、滑动套和连接板的配合限制螺纹套的转动倾向，牵引杆和牵引绳的配合设置可使螺纹套带动滑块在滑道上同步进行匀速直线运动，调位盘、支撑板和定位组件的配合设置可对滑道与螺纹杆之间的夹角进行调整以及定位，达到对螺纹套和滑块运动方向夹角的调整，定滑轮的设置可改变牵引绳的牵引方向，平衡腿的安装可增加支撑板以及滑道的稳定性，滚珠槽和滚珠的配合设置可方便在调位时对平衡腿、支撑板以及滑道的移动，本实用新型可提供匀速的运动供学生观察，有助于学生对运动的合成和分解的探究。

Description

用于运动合成和分解的数学教学用具

技术领域

本实用新型涉及教学用具技术领域，具体领域为用于运动合成和分解的数学教学用具。

背景技术

在数学教学中，为了学生的探究理解，教师经常会利用到各类教具演示运动现象，在初中及以下的数学中，很多都存在运动的合成与分解，与三角函数的教学也有很大相关性。在用于运动合成和分解的数学教学用具中，现有的技术中大多采用重物自然下坠通过穿过定滑轮的拉绳牵引小车的方式，而中重物的自然下坠属于加速运动，运动速度过快，且不可控，不益于学生对运动合成和分解的探究。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供用于运动合成和分解的数学教学用具，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：用于运动合成和分解的数学教学用具，包括演示板，所述演示板上端面对称设有安装板，所述安装板之间转动安装有螺纹杆，一侧的所述安装板上固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端与螺纹杆的一端固定连接，所述螺纹杆上套设螺纹连接有螺纹套，所述安装板之间固定安装有与螺纹杆平行的光杆，所述光杆上套设活动安装有滑动套，所述滑动套与螺纹套之间通过连接板固定，所述螺纹套的外侧壁固定连接有牵引杆的一端，所述演示板的上端面固定安装固定轴，所述固定轴上转动安装有调位盘，所述调位盘的侧壁上固定连接有支撑板的一端，所述支撑板的另一端设有定位组件，所述支撑板的上端面固定安装有滑道，所述滑道上滑动安装有滑块，所述固定轴上且在调位盘的上方固定安装有定滑轮，所述牵引杆上固定连接有牵引绳的一端，所述牵引绳的另一端穿过定滑轮与滑块固定连接，所述演示板的上端面固定安装有控制面板驱动，所述控制面板与驱动电机电性连接，电机驱动螺纹杆转动时，因光杆、滑动套和连接板的作用会限制螺纹套的转动倾向，螺纹套在水平面上进行直线运动，牵引杆与螺纹套固定装配使其同步进行匀速直线运动，牵引杆通过牵引绳带动滑块在滑道上进行匀速直线运动，调位盘与定滑轮同轴，调位盘的转动可改变支撑板以及滑道与螺纹杆的夹角，定滑轮的安装可使牵引绳的牵引方向“转弯”，配合滑道与螺纹杆的夹角调整使用，装置能够实现螺纹套与滑块的速度相同且路线不平行的运动展示，有助于学生对运动的合成和分解的探究，其中定位组件可对支撑板以及滑道位置调整后进行定位。

优选的，所述定位组件包括定位盘，所述定位盘的上端面固定安装有拉杆的一端，所述拉杆的另一端贯穿支撑板并固定安装有拉钮，在需要对支撑板以及滑道进行调位时，向上拉动拉钮，使定位板的下表面与展示板的上表面分离，再拖动支撑板以固定轴为轴心旋转即可，在调整完支撑板以及滑道的位置后，松开对拉钮的作用力，使定位板的下表面与展示板的上表面接触，定位板与展示板之间的摩擦阻力可对支撑板以及滑道在展示板上的位置固定。

优选的，所述拉钮的外部套有橡胶套，橡胶套的安装可增加拉动拉钮时的触感。

优选的，所述定位盘的下端面设有防滑垫，防滑垫的安装增加了定位盘与展示板接触时的摩擦力，进一步增加对支撑板以及滑道在展示板上的定位效果。

优选的，所述支撑板的侧壁对称固定安装有平衡腿，所述平衡腿的底端设有滚珠槽，所述滚珠槽的内部活动安装有滚珠，平衡腿的安装对支撑板以及滑道起到支撑稳定的作用，滚珠槽和滚珠的安装在调整位置时方便支撑板以及滑道在展示板上的移动。

优选的，所述驱动电机为微型调速电机，所述控制面板的内部设有电机控制器，所述控制面板的外部设有调速按钮、正转按钮、停止按钮和反转按钮，所述电机控制器分别与驱动电机、调速按钮、正转按钮、停止按钮和反转按钮电性连接，驱动电机为微型调速电机可调整驱动电机的输出转速，实现对螺纹套以及滑块匀速运动的速率的调整，调速按钮用于对驱动电机的输出转速进行调整，正转按钮用于启动驱动电机输出顺时针转向，反转按钮用于启动驱动电机输出逆时针转向，停止按钮用于关闭驱动电机，调速按钮、正转按钮、停止按钮和反转按钮向电机控制器发出控制指令，电机控制器控制驱动电机执行指令。

优选的，所述定滑轮的上端面设有角度刻度标识，所述调位盘的上端面边缘设有指针标识，所述演示板的上端面边缘设有长度刻度标识，角度刻度标识和指针标识可直观的展示出滑块运动轨迹与螺纹套运动轨迹的夹角，长度刻度标识可对螺纹套运动轨迹上的位移以及滑块运动轨迹上的位移在进行显示。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过驱动电机、螺纹杆、光杆、滑动套和连接板的配合设置可驱动螺纹套在平面内进行匀速直线运动，其中光杆、滑动套和连接板的配合限制螺纹套的转动倾向，通过牵引杆和牵引绳的配合设置可使螺纹套带动滑块在滑道上同步进行匀速直线运动，通过调位盘、支撑板和定位组件的配合设置可对滑道与螺纹杆之间的夹角进行调整以及定位，达到对螺纹套和滑块运动方向夹角的调整，通过定滑轮的设置可改变牵引绳的牵引方向，通过平衡腿的安装可增加支撑板以及滑道的稳定性，通过滚珠槽和滚珠的配合设置可方便在调位时对平衡腿、支撑板以及滑道的移动，本实用新型可提供匀速的运动供学生观察，有助于学生对运动的合成和分解的探究。

附图说明

图1为本实用新型的俯视结构示意图；

图2为本实用新型的主视结构示意图；

图3为图2中的A部放大图；

图4为本实用新型中平衡腿底部的剖视结构示意图。

图中：1-演示板、2-安装板、3-螺纹杆、4-驱动电机、5-螺纹套、6-光杆、7-滑动套、8-连接板、9-牵引杆、10-固定轴、11-调位盘、12-支撑板、13-定位组件、131-定位盘、132-拉杆、133-拉钮、134-防滑垫、14-滑道、15-滑块、16-定滑轮、17-牵引绳、18-控制面板、19-平衡腿、20-滚珠槽、21-滚珠、22-调速按钮、23-正转按钮、24-停止按钮、25-反转按钮。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：用于运动合成和分解的数学教学用具，包括演示板1，演示板1上端面对称设有安装板2，安装板2之间转动安装有螺纹杆3，一侧的安装板2上固定安装有驱动电机4，驱动电机4的输出端与螺纹杆3的一端固定连接，螺纹杆3上套设螺纹连接有螺纹套5，安装板2之间固定安装有与螺纹杆3平行的光杆6，光杆6上套设活动安装有滑动套7，滑动套7与螺纹套5之间通过连接板8固定，螺纹套5的外侧壁固定连接有牵引杆9的一端，演示板1的上端面固定安装固定轴10，固定轴10上转动安装有调位盘11，调位盘11的侧壁上固定连接有支撑板12的一端，支撑板12的另一端设有定位组件13，支撑板12的上端面固定安装有滑道14，滑道14上滑动安装有滑块15，固定轴10上且在调位盘11的上方固定安装有定滑轮16，牵引杆9上固定连接有牵引绳17的一端，牵引绳17的另一端穿过定滑轮16与滑块15固定连接，演示板1的上端面固定安装有控制面板18，控制面板18与驱动电机4电性连接，螺纹杆3所在的平面与滑道14所在的平面相互平行，控制面板18可控制驱动电机4的转动、停止，驱动电机4驱动螺纹杆3转动时，因光杆6、滑动套7和连接板8的作用会限制螺纹套5的转动倾向，螺纹套5在水平面上进行匀速直线运动，牵引杆9与螺纹套5固定装配使其同步进行直线运动，牵引杆9通过牵引绳17带动滑块15在滑道14上进行匀速直线运动，调位盘11与定滑轮16同轴，调位盘11的转动可改变支撑板12以及滑道14与螺纹杆3的夹角，定滑轮16的安装可使牵引绳17的牵引方向“转弯”，配合滑道14与螺纹杆3的夹角调整使用，装置能够实现螺纹套5与滑块15的速度相同且路线不平行的运动展示，有助于学生对运动的合成和分解的探究，其中定位组件13可对支撑板12以及滑道14位置调整后进行定位。

具体而言，定位组件13包括定位盘131，定位盘131的上端面固定安装有拉杆132的一端，拉杆132的另一端贯穿支撑板12并固定安装有拉钮133，在需要对支撑板12以及滑道14进行调位时，向上拉动拉钮133，使定位板131的下表面与展示板1的上表面分离，再拖动支撑板12以固定轴10为轴心旋转即可，在调整完支撑板12以及滑道14的位置后，松开对拉钮133的作用力，使定位板131的下表面与展示板1的上表面接触，定位板133与展示板1之间的摩擦阻力可对支撑板12以及滑道14在展示板1上的位置固定。

具体而言，拉钮133的外部套有橡胶套，橡胶套的安装可增加拉动拉钮133时的触感。

具体而言，定位盘131的下端面设有防滑垫134，防滑垫134的安装增加了定位盘131与展示板1接触时的摩擦力，进一步增加对支撑板12以及滑道14在展示板1上的定位效果。

具体而言，支撑板12的侧壁对称固定安装有平衡腿19，平衡腿19的底端设有滚珠槽20，滚珠槽20的内部活动安装有滚珠21，平衡腿19的安装对支撑板12以及滑道14起到支撑稳定的作用，滚珠槽20和滚珠21的安装在调整位置时方便支撑板12以及滑道14在展示板1上的移动。

具体而言，驱动电机4为微型调速电机，例如5IK40GN-C，减速比100的40W、单相220V减速电机。控制面板18的内部设有电机控制器，控制面板18的外部设有调速按钮22、正转按钮23、停止按钮24和反转按钮25，电机控制器分别与驱动电机4、调速按钮12、正转按钮23、停止按钮24和反转按钮25电性连接，驱动电机4为微型调速电机可调整驱动电机4的输出转速，实现对螺纹套5以及滑块14匀速运动的速率的调整，调速按钮22用于对驱动电机4的输出转速进行调整，转速的调节可以通过调整电源频率实现，正转按钮23用于启动驱动电机4输出顺时针转向，反转按钮25用于启动驱动电机4输出逆时针转向，停止按钮24用于关闭驱动电机4，调速按钮22、正转按钮23、停止按钮24和反转按钮25向电机控制器发出控制指令，电机控制器控制驱动电机4执行指令。

具体而言，定滑轮16的上端面设有角度刻度标识，调位盘11的上端面边缘设有指针标识，演示板1的上端面边缘设有长度刻度标识，通过角度刻度标识和指针的方位可对支撑板12以及滑道14与螺纹杆3之间的夹角进行推算，通过长度刻度标识可推算螺纹套5以及滑块15运动后的位移。

工作原理：本实用新型中驱动电机4为微型调速电机可调整驱动电机4的输出转速，实现对螺纹套5以及滑块14匀速运动的速率的调整，调速按钮22用于对驱动电机4的输出转速进行调整，正转按钮23用于启动驱动电机4输出顺时针转向，反转按钮25用于启动驱动电机4输出逆时针转向，停止按钮24用于关闭驱动电机4，调速按钮22、正转按钮23、停止按钮24和反转按钮25向电机控制器发出控制指令，电机控制器控制驱动电机4执行指令，驱动电机4驱动螺纹杆3转动时，因光杆6、滑动套7和连接板8的作用会限制螺纹套5的转动倾向，螺纹套5在水平面上进行匀速直线运动，牵引杆9与螺纹套5固定装配使其同步进行直线运动，牵引杆9通过牵引绳17带动滑块15在滑道14上进行匀速直线运动，调位盘11与定滑轮16同轴，调位盘11的转动可改变支撑板12以及滑道14与螺纹杆3的夹角，定滑轮16的安装可使牵引绳17的牵引方向“转弯”，配合滑道14与螺纹杆3的夹角调整使用，装置能够实现螺纹套5与滑块15的速度相同且路线不平行的运动展示，有助于学生对运动的合成和分解的探究，其中定位组件13可对支撑板12以及滑道14位置调整后进行定位，在需要对支撑板12以及滑道14进行调位时，向上拉动拉钮133，使定位板131的下表面与展示板1的上表面分离，再拖动支撑板12以固定轴10为轴心旋转即可，在调整完支撑板12以及滑道14的位置后，松开对拉钮133的作用力，使定位板131的下表面与展示板1的上表面接触，定位板133与展示板1之间的摩擦阻力可对支撑板12以及滑道14在展示板1上的位置固定，防滑垫134的安装增加了定位盘131与展示板1接触时的摩擦力，进一步增加对支撑板12以及滑道14在展示板1上的定位效果，平衡腿19的安装对支撑板12以及滑道14起到支撑稳定的作用，滚珠槽20和滚珠21的安装在调整位置时方便支撑板12以及滑道14在展示板1上的移动。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.用于运动合成和分解的数学教学用具，包括演示板(1)，其特征在于：所述演示板(1)上端面对称设有安装板(2)，所述安装板(2)之间转动安装有螺纹杆(3)，一侧的所述安装板(2)上固定安装有驱动电机(4)，所述驱动电机(4)的输出端与螺纹杆(3)的一端固定连接，所述螺纹杆(3)上套设螺纹连接有螺纹套(5)，所述安装板(2)之间固定安装有与螺纹杆(3)平行的光杆(6)，所述光杆(6)上套设活动安装有滑动套(7)，所述滑动套(7)与螺纹套(5)之间通过连接板(8)固定，所述螺纹套(5)的外侧壁固定连接有牵引杆(9)的一端，所述演示板(1)的上端面固定安装固定轴(10)，所述固定轴(10)上转动安装有调位盘(11)，所述调位盘(11)的侧壁上固定连接有支撑板(12)的一端，所述支撑板(12)的另一端设有定位组件(13)，所述支撑板(12)的上端面固定安装有滑道(14)，所述滑道(14)上滑动安装有滑块(15)，所述固定轴(10)上且在调位盘(11)的上方固定安装有定滑轮(16)，所述牵引杆(9)上固定连接有牵引绳(17)的一端，所述牵引绳(17)的另一端穿过定滑轮(16)与滑块(15)固定连接，所述演示板(1)的上端面固定安装有控制面板(18)，所述控制面板(18)与驱动电机(4)电性连接。

2.根据权利要求1所述的用于运动合成和分解的数学教学用具，其特征在于：所述定位组件(13)包括定位盘(131)，所述定位盘(131)的上端面固定安装有拉杆(132)的一端，所述拉杆(132)的另一端贯穿支撑板(12)并固定安装有拉钮(133)。

3.根据权利要求2所述的用于运动合成和分解的数学教学用具，其特征在于：所述拉钮(133)的外部套有橡胶套。

4.根据权利要求2所述的用于运动合成和分解的数学教学用具，其特征在于：所述定位盘(131)的下端面设有防滑垫(134)。

5.根据权利要求1所述的用于运动合成和分解的数学教学用具，其特征在于：所述支撑板(12)的侧壁对称固定安装有平衡腿(19)，所述平衡腿(19)的底端设有滚珠槽(20)，所述滚珠槽(20)的内部活动安装有滚珠(21)。

6.根据权利要求1所述的用于运动合成和分解的数学教学用具，其特征在于：所述驱动电机(4)为微型调速电机，所述控制面板(18)的内部设有电机控制器，所述控制面板(18)的外部设有调速按钮(22)、正转按钮(23)、停止按钮(24)和反转按钮(25)，所述电机控制器分别与驱动电机(4)、调速按钮(22)、正转按钮(23)、停止按钮(24)和反转按钮(25)电性连接。

7.根据权利要求1所述的用于运动合成和分解的数学教学用具，其特征在于：所述定滑轮(16)的上端面设有角度刻度标识，所述调位盘(11)的上端面边缘设有指针标识，所述演示板(1)的上端面边缘设有长度刻度标识。

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