CN215220013U - 双曲面演示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了双曲面演示装置，包括演示绳、转动盘、用于驱动转动盘转动的旋转机构和用于驱动演示绳上下运动的升降机构，演示绳的一端与转动盘固定连接、另一端与升降机构的升降端固定连接，所述旋转机构包括旋转电机、第一齿轮、固定于台体上的中心轴，中心轴外周套设有可转动的轴套，轴套外周套设有第二齿轮，旋转电机的输出端与第一齿轮固定连接，第一齿轮与第二齿轮啮合，轴套上端部与转动盘固定连接；该演示装置演示绳上端部上下运动、下端部转动运动的设置，使得演示绳在旋转机构的驱动下转动，从而能初步形成双曲面的形状，演示绳在升降机构的驱动下上下移动，改变了双曲面的高度，增加了观赏性。

Description

双曲面演示装置

技术领域

本实用新型涉及双曲面演示领域，尤其涉及双曲面演示装置。

背景技术

高等数学是高校中重要的基础学科，很多学科都离不开高等数学，高等数学有其固有的特点，这就是高度的抽象性、严密的逻辑性和广泛的应用性，抽象性和计算性是数学最基本、最显著的特点，有了高度抽象和统一，我们才能深入地揭示其本质规律，才能使之得到更广泛的应用，尤其是到了现代，电子计算机的出现和普及使得数学的应用领域更加拓宽，现代数学正成为科技发展的强大动力，同时也广泛和深入地渗透到了社会科学领域，在高等数学的教学中，由于许多概念的抽象性，尤其是高等数学中的曲面部分，需要用到单叶双曲面的教具，双曲面是一种二次曲面，分为单叶双曲面、双叶双曲面和旋转双曲面。现有的演示教具在演示的过程中比较单一且不能自动演示。

实用新型内容

基于背景技术存在的技术问题，本实用新型提出了双曲面演示装置，可以实现双曲面的自动演示，且可以改变双曲面的高度，增加了观赏性。

本实用新型提出的双曲面演示装置，包括演示绳、转动盘、用于驱动转动盘转动的旋转机构和用于驱动演示绳上下运动的升降机构，演示绳的一端与转动盘固定连接、另一端与升降机构的升降端固定连接。

进一步地，所述旋转机构包括旋转电机、第一齿轮、固定于台体上的中心轴，中心轴外周套设有可转动的轴套，轴套外周套设有第二齿轮，旋转电机的输出端与第一齿轮固定连接，第一齿轮与第二齿轮啮合，轴套上端部与转动盘固定连接。

进一步地，所述旋转机构还包括减速器，旋转电机的输出端通过减速器与第一齿轮固定连接，轴套与中心轴通过轴承转动连接。

进一步地，所述升降机构包括升降电机、齿轮组件、转动辊、钢丝绳和与台体移动连接的升降组件，升降电机的输出端通过齿轮组件与转动辊连接，钢丝绳的一端缠绕固定于转动辊上、另一端与升降组件固定连接，演示绳在远离转动盘的一端与升降组件固定连接。

进一步地，所述升降组件包括升降板、固定于台体上的导轨和沿导轨移动的滑块，升降板的两端分别与滑块固定连接，导轨分别设置于升降板升降方向的两侧、且其轴向与升降板的升降方向平行，演示绳在远离转动盘的一端与升降板固定连接，钢丝绳在远离转动辊一端与升降板固定连接。

进一步地，转动盘上设置有灯板，演示绳通过吊环与灯板固定连接。

进一步地，所述齿轮组件包括第三齿轮和与第三齿轮啮合的第四齿轮，升降电机的输出端与第三齿轮固定连接，转动辊的一端与第四齿轮固定连接。

进一步地，演示绳的外侧设置有防护罩，防护罩固定于台体上。

本实用新型提供的双曲面演示装置的优点在于：本实用新型结构中提供的双曲面演示装置，演示绳上端部上下运动、下端部转动运动的设置，使得演示绳在旋转机构的驱动下转动，从而能初步形成双曲面的形状，演示绳在升降机构的驱动下上下移动，改变了双曲面的高度，增加了观赏性；防护罩一方面可以避免演示绳自身断裂造成观看者受到伤害，另一方面可以避免观看者触摸演示绳时由于缠绕造成观看者受到伤害；升降电机自带抱死功能，在升降机构运转时遇到突发情况或者突然断电情况，电机能自动抱死，安全系数高；每个灯板上显示不同的颜色，增加了双曲面演示时的直观性和趣味性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1中A的局部放大图；

图4为图1中B的局部放大图；

图5为图2中C的局部放大图；

其中，1-演示绳，2-转动盘，3-旋转机构，4-升降机构，5-台体，6-灯板，7-吊环，8-防护罩，31-旋转电机，32-第一齿轮，33-中心轴，34-轴套，35-第二齿轮，36-速器，41-升降电机，42-齿轮组件，43-转动辊，44-钢丝绳，45-升降组件，421-第三齿轮，422-第四齿轮，451-升降板，452-导轨，453-滑块。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

如图1至5所示，本实用新型提出的双曲面演示装置，包括演示绳1、转动盘2、用于驱动转动盘2转动的旋转机构3和用于驱动演示绳1上下运动的升降机构4，演示绳1的一端与转动盘2固定连接、另一端与升降机构4的升降端固定连接。

演示绳1的上端部被升降机构4固定，使得演示绳1的上端只能上下运动，而不能发生转动，演示绳1的下端部固定于转动盘2上，将随着驱动转动盘2的转动而发生转动，同时不能发生上下移动，因而演示绳1上端部上下运动、下端部转动运动的设置，使得演示绳1在旋转机构3的驱动下转动，从而能初步形成双曲面的形状，演示绳1在升降机构4的驱动下上下移动，改变了双曲面的高度，增加了观赏性。

需要理解的是，演示绳1是具有一定弹性的弹性绳，以避免演示绳1发生扯断、阻碍运动等现象的发生；同时为了安全性，演示绳1的外侧设置有防护罩8，防护罩8固定于台体5上，防护罩8一方面可以避免演示绳1自身断裂造成观看者受到伤害，另一方面可以避免观看者触摸演示绳1时由于缠绕造成观看者受到伤害。

在本实施例中，所述旋转机构3在驱动转动盘2转动的过程中，旋转电机31转动后通过减速器36进行减速，以稳定输出，经过第一齿轮32和第二齿轮35之间的啮合传动，转速均匀，且无卡顿现象，使得轴套34发生转动，其中轴套34与中心轴33之间通过轴承连接，使得中心轴33作为旋转中心不动，轴套34以中心轴33为中心进行转动，进而使得固定于轴套34一端的转动盘2发生转动，从而实现了演示绳1的下端部转动。

可以在转动盘2上设置用于检测转动盘2转动角度的角度传感器，可以通过角度传感器来控制旋转电机31的转动角度从而实现准确定位和来回反复旋转。

所述升降机构4在驱动钢丝绳44上下运动的过程中，升降电机41带动第三齿轮421转动，进而由于第三齿轮421与第四齿轮422的啮合，使得第四齿轮422转动，转动辊43的两端通过轴承座固定于台体5上，第四齿轮422的转动使得转动辊43随着转动，通过改变升降电机41的转动方向，可以改变转动辊43的转动方向，进而实现钢丝绳44的伸缩运动。

升降电机41自带抱死功能，在升降机构4运转时遇到突发情况或者突然断电情况，电机能自动抱死，安全系数高。

需要说明的是，为了更直观的演示双曲面，演示绳1可以设置多个，彼此之间相互平行设置；另可以在转动盘2上设置灯板6，演示绳1可以通过吊环7与灯板6固定连接，灯板6可以设置多个，每个灯板6上显示不同的颜色，以增加双曲面演示时的直观性和趣味性。

具体地：(1)双曲面最佳外观状态：旋转机构3启动后，转动盘2能均匀缓慢旋转，当旋转角度达到90度的时候双曲面初步形成，此时升降机构4开始运转，升降板451缓慢向上移动，当升降板451达到最高处时，转动盘2正好达到转动角最大位置，此时双曲面正处于最高，且双曲面形状处于最佳形状。

(2)装置复位显示状态：当双曲面到达最佳外观状态后升降电机41转变运动方向，升降板451顺畅匀速的向下运动，旋转电机31也同时回转且转动盘2转动平稳，当升降板451回到最低位置时，转动盘2也正好达到初始位置，此时是装置复位显示状态。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.双曲面演示装置，其特征在于，包括演示绳(1)、转动盘(2)、用于驱动转动盘(2)转动的旋转机构(3)和用于驱动演示绳(1)上下运动的升降机构(4)，演示绳(1)的一端与转动盘(2)固定连接、另一端与升降机构(4)的升降端固定连接。

2.根据权利要求1所述的双曲面演示装置，其特征在于，所述旋转机构(3)包括旋转电机(31)、第一齿轮(32)、固定于台体(5)上的中心轴(33)，中心轴(33)外周套设有可转动的轴套(34)，轴套(34)外周套设有第二齿轮(35)，旋转电机(31)的输出端与第一齿轮(32)固定连接，第一齿轮(32)与第二齿轮(35)啮合，轴套(34)上端部与转动盘(2)固定连接。

3.根据权利要求2所述的双曲面演示装置，其特征在于，所述旋转机构(3)还包括减速器(36)，旋转电机(31)的输出端通过减速器(36)与第一齿轮(32)固定连接，轴套(34)与中心轴(33)通过轴承转动连接。

4.根据权利要求1所述的双曲面演示装置，其特征在于，所述升降机构(4)包括升降电机(41)、齿轮组件(42)、转动辊(43)、钢丝绳(44)和与台体(5)移动连接的升降组件(45)，升降电机(41)的输出端通过齿轮组件(42)与转动辊(43)连接，钢丝绳(44)的一端缠绕固定于转动辊(43)上、另一端与升降组件(45)固定连接，演示绳(1)在远离转动盘(2)的一端与升降组件(45)固定连接。

5.根据权利要求4所述的双曲面演示装置，其特征在于，所述升降组件(45)包括升降板(451)、固定于台体(5)上的导轨(452)和沿导轨(452)移动的滑块(453)，升降板(451)的两端分别与滑块(453)固定连接，导轨(452)分别设置于升降板(451)升降方向的两侧、且其轴向与升降板(451)的升降方向平行，演示绳(1)在远离转动盘(2)的一端与升降板(451)固定连接，钢丝绳(44)在远离转动辊(43)一端与升降板(451)固定连接。

6.根据权利要求5所述的双曲面演示装置，其特征在于，转动盘(2)上设置有灯板(6)，演示绳(1)通过吊环(7)与灯板(6)固定连接。

7.根据权利要求4所述的双曲面演示装置，其特征在于，所述齿轮组件(42)包括第三齿轮(421)和与第三齿轮(421)啮合的第四齿轮(422)，升降电机(41)的输出端与第三齿轮(421)固定连接，转动辊(43)的一端与第四齿轮(422)固定连接。

8.根据权利要求1-7任一所述的双曲面演示装置，其特征在于，演示绳(1)的外侧设置有防护罩(8)，防护罩(8)固定于台体(5)上。

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