CN210309691U - 一种抛物线作图工具 - Google Patents

Abstract

本申请涉及教学技术领域中的一种抛物线作图工具，包括基板、第一滑槽、滑条和细绳，所述第一滑槽有两个且分别位于基板的相对侧，所述滑条位于两个第一滑槽之间且与第一滑槽滑动连接，所述滑条上开设有第二滑槽，所述第二滑槽上垂直且滑动连接有笔架；所述基板上设置坐标轴，所述坐标轴包括X轴和Y轴，所述Y轴与第一滑槽平行，所述滑条与X轴平行，所述X轴上靠近Y轴的一端上设置有定轴，所述滑条与定轴相距最远的端头上设有系耳，所述细绳的一端固定在定轴上，细绳的另一端绕过笔架与系耳固定。本实用新型利用抛物线的定义，关于直角坐标系中点的横纵坐标的确定以及力学的原理制作了一个画抛物线图像的实物工具，实现快速准确的作出抛物线。

Description

一种抛物线作图工具

技术领域

本实用新型涉及教学技术领域，具体涉及一种抛物线作图工具。

背景技术

抛物线是高中数学教材中的一个重要曲线，属于圆锥曲线之一，在教材上圆、椭圆，双曲线都提供了他们的实物作图工具，但是抛物线没有具体的提出，也没有涉及抛物线的作图工具，因此，老师在教学过程中都是直接根据定义找出它的方程进行研究和作图的，因为只能徒手绘制这些曲线，导致既不美观也不准确，且操作起来既不方便又不快捷。

实用新型内容

本实用新型所要提供的是一种抛物线作图工具，以解决现有技术不能实现快速准确画出抛物线的问题。

本实用新型提供一种抛物线作图工具，包括基板、第一滑槽、滑条和细绳，所述第一滑槽有两个且分别位于基板的相对侧，所述滑条位于两个第一滑槽之间且与第一滑槽滑动连接，所述滑条上开设有第二滑槽，所述第二滑槽上垂直且沿其长度方向滑动连接有笔架；所述基板上设置坐标轴，所述坐标轴包括X轴和Y轴，所述Y轴与第一滑槽平行，所述滑条与X轴平行，所述X轴上靠近Y轴的一端上设置有定轴，所述滑条与定轴相距最远的端头上设有系耳，所述细绳的一端固定在定轴上，细绳的另一端绕过笔架与系耳固定。

工作原理：本实用新型的作图工具，将书写笔放置在笔架上，将笔头朝向基板，由于笔架是设置在滑条上的，而滑条又位于相对侧的第一滑槽之间的，由于滑条分别与相对侧的第一滑槽滑动连接，因此当移动滑条的时候，可以使得滑条沿着Y轴的方向滑动，从而让动点(书写笔)在坐标系中的纵坐标自由变化。在平面直角坐标系的X轴上确定一个定点(定轴)，当滑条滑动到与X轴重合时，动点(书写笔)就会移动到坐标系原点位置，这时用细绳的一端固定在定点(定轴)处，然后绕过动点(书写笔)再固定在滑条的另一端的系耳上，定直线为Y轴左边的任意一条直线，其定点(定轴)与定直线的中点在坐标轴原点，当滑条上下运动时就可以让动点(书写笔)满足抛物线的定义，即动点(书写笔)到定点的距离与到定直线的距离相等，那么动点(书写笔)画出的图像就是抛物线。

有益效果：本实用新型的抛物线作图工具，为确保滑条与X轴平行且能平行移动，通过在X轴上设置一个定轴，在滑条上设置一个能在滑条上滑动的笔架，将细绳一端固定在定轴上，另一端绕过笔架固定在滑条的另一端的系耳上，在滑条移动的过程中，由于细绳是固定长度的，而细绳又是绕在笔架上的，因此在移动滑条的时候，定轴到笔架上的长度和笔架到系耳上的长度是此消彼长的，从而也保障了笔架到定轴的距离与笔架到定直线的距离相等，从而就确保了画出的线条为抛物线，本实用新型结构简单，能快速准确的画出抛物线。

另外，不将细绳绕在笔架上，而是直接在笔架上开孔或者设置系耳，将线穿过笔架再固定在滑条的另一端的系耳上也可。

进一步，所述基板上还设置有滑动组件，所述滑动组件包括旋钮、动滑轮、定滑轮和滑绳，所述旋钮贯穿基板并位于基板的中心处，所述定滑轮位于第一滑槽的两端，所述动滑轮位于第一滑槽内且与滑条底部固定连接，动滑轮与第一滑槽滑动连接，所述滑绳为两组，两组所述滑绳依次穿过旋钮、定滑轮、动滑轮、定滑轮后绕在旋钮上。为了保证滑条在移动的时候保持平行，同时为了提高画图的速率，一个旋钮来控制横条的上下滑动，先在滑槽的四个端口位置固定四个定滑轮(减小滑线的摩擦力)，再用滑绳将滑槽上的动滑轮、旋钮固定在一起，使得旋钮转动时可以带动动滑轮的运动，由于两组滑绳都是从同一侧缠绕在旋钮上的，即旋钮旋转的时候，可以保证滑绳移动的同时，滑条可以平行向下移动或者向上移动，这样就可以让动点(笔架)在基板上画出抛物线的图像。

进一步，滑动组件还包括电机、控制电机启停的开关和给电机提供电力的电源，所述电机转轴与旋钮同轴固定连接。使用电动的方式控制滑条移动，即通过开关启动电机，电机的转轴转动进而带动旋钮转动，带动滑条移动，减少人为的扭动旋钮操作。

进一步，所述X轴上设有多个供定轴固定的限位孔。通过移动定轴的位置，改变定点到定直线的距离，改变抛物线焦距的大小得到不同形状、大小的抛物线。

进一步，所述基板上设有延伸板，所述第一滑槽位于延伸板内。

进一步，所述笔架与滑条靠近定轴的端头上连接有回弹件。在笔架从抛物线的远端向原点靠近的过程中，增加回弹件，使得笔架返回的时候更加的顺畅。

进一步，所述回弹件为弹性绳或者弹簧。弹性绳或者弹簧的最大弹性形变要大于笔架到滑条靠近定轴的端头的距离，总之不能影响笔架的行进轨迹。

附图说明

图1为本实用新型一种抛物线作图工具的结构示意图；

图2为图1的立体图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

附图中的附图标记为：导向环1、滑绳2、基板3、定滑轮4、第一滑槽5、动滑轮6、滑条7、第二滑槽8、笔架9、细绳10、定轴11、X轴12、旋钮13、Y轴14、延伸板15、限位孔16、抛物线17。

实施例1如图1和图2所示，本申请的一种抛物线作图工具，包括基板3、两块延伸板15、滑条7、细绳10和滑动组件，两块延伸板15分别位于基板3的相对侧，延伸板15上设有第一滑槽5，滑条7位于两个第一滑槽5之间，滑条7上开设有第二滑槽8，第二滑槽8上垂直滑动连接有笔架9；基板3上设置坐标轴，坐标轴包括X轴12和Y轴14，Y轴14与第一滑槽5平行，滑条7与X轴12平行，X轴12和Y轴14的交点为坐标轴原点且也为抛物线17原点，X轴12上且在靠近Y轴14的一端上设置有定轴11，滑条7与定轴11相距最远的端头上固定设置有一个系耳，细绳10的一端固定在定轴11上，细绳10的另一端绕笔架9一圈后与系耳固定。滑动组件包括旋钮13、两个动滑轮6、四个定滑轮4、两组滑绳2和两个导向环1，导向环1位于基板3的两侧且位于两第一滑槽5之间，旋钮13位于两个导向环1连线的中点上，旋钮13贯穿基板3并位于基板3的中心处，定滑轮4位于第一滑槽5的两端即基板3的四个角上，动滑轮6位于第一滑槽5内且与滑条7底部固定连接，动滑轮6与第一滑槽5滑动连接，两组滑绳2分别切依次穿过旋钮13、导向环1、定滑轮4、动滑轮6、定滑轮4、导向环1后又绕在旋钮13上。

X轴12上沿X轴12延伸方向排布有四个限位孔16，需要画出不同大小的抛物线17时，将定轴11的位置移动到其他限位孔16内即可。在笔架9上放置书写笔，书写笔包括铅笔、粉笔或者其他能书写的笔。

实施时，一.选取一块矩形基板3，长80厘米，宽60厘米，并建好平面直角坐标系-----X轴12和Y轴14。

二.制作可以让书写笔沿X轴12方向移动的滑条7，在滑条7上开设第二滑槽8。可以满足让动点(书写笔)在坐标系中的横坐标上自由变化。

三.制作可以让以滑条7上下滑动的第一滑槽5，即在基板3的左右两端固定两块延伸板15，在延伸板15上开设第一滑槽5。将滑条7的两端固定在第一滑槽5上，在第一滑槽5内设置与滑条7固定连接的定滑轮4，这样就可以使滑条7在坐标系中沿Y轴14方向运动，从而让动点(书写笔)在坐标系中的纵坐标自由变化。

四.在平面直角坐标系的X轴12上确定一个定轴11(焦点F),当滑条7滑动到与X轴12重合时，把动点(书写笔)移动到坐标系原点位置，这时用细绳10一端固定在定轴11(焦点F)处，然后绕过动点(书写笔)再固定在滑条7的另一端的系耳上，把定直线(准线)看成Y轴14左边的某一条线，其焦点与准线的中点在原点。当滑条7上下运动时就可以让动点(书写笔)满足抛物线17的定义，既动点(书写笔)到定点的距离与到定直线的距离相等，那么动点(书写笔)画出的图像就是抛物线17。

五.用基板3中央的一个旋转钮来控制横条的上下滑动，先在延伸板15的四个端口位置固定四个定滑轮4，主要是减小滑绳2的摩擦力，再用滑绳2将第一滑槽5上的动滑轮6、旋转钮固定在一起，使得旋转钮转动时可以带动动滑轮6的运动。这样就可以让动点(书写笔)在模板上画出抛物线17的图像。

实施例2与实施例1的区别仅在于：在旋转钮位置安装换上一个12V的小型电机，再在基板3的边上安装一个12V的变压器和控制开关，当接上220V的家用交流电后启动开关，就可以使电机转动，进而带动滑绳2移动，从而使得滑条7移动，让整个作图变得更加流畅和省力。

实施例3与实施例1的区别仅在于在笔架9与滑条7靠近定轴11的端头上连接有弹性绳。

Claims (7)

1.一种抛物线作图工具，其特征在于：包括基板、第一滑槽、滑条和细绳，所述第一滑槽有两个且分别位于基板的相对侧，所述滑条位于两个第一滑槽之间且与第一滑槽滑动连接，所述滑条上开设有第二滑槽，所述第二滑槽上垂直且沿其长度方向滑动连接有笔架；所述基板上设置坐标轴，所述坐标轴包括X轴和Y轴，所述Y轴与第一滑槽平行，所述滑条与X轴平行，所述X轴上靠近Y轴的一端上设置有定轴，所述滑条与定轴相距最远的端头上设有系耳，所述细绳的一端固定在定轴上，细绳的另一端绕过笔架与系耳固定。

2.根据权利要求1所述的抛物线作图工具，其特征在于：所述基板上还设置有滑动组件，所述滑动组件包括旋钮、动滑轮、定滑轮和滑绳，所述旋钮贯穿基板并位于基板的中心处，所述定滑轮位于第一滑槽的两端，所述动滑轮位于第一滑槽内且与滑条底部固定连接，动滑轮与第一滑槽滑动连接，所述滑绳为两组，两组所述滑绳依次穿过旋钮、定滑轮、动滑轮、定滑轮后绕在旋钮上。

3.根据权利要求2所述的抛物线作图工具，其特征在于：滑动组件还包括电机、控制电机启停的开关和给电机提供电力的电源，所述电机转轴与旋钮同轴固定连接。

4.根据权利要求1～3任一所述的抛物线作图工具，其特征在于：所述X轴上设有多个供定轴固定的限位孔。

5.根据权利要求4所述的抛物线作图工具，其特征在于：所述基板上设有延伸板，所述第一滑槽位于延伸板内。

6.根据权利要求5所述的抛物线作图工具，其特征在于：所述笔架与滑条靠近定轴的端头上连接有回弹件。

7.根据权利要求6所述的抛物线作图工具，其特征在于：所述回弹件为弹性绳或者弹簧。

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