专利名称：多功能三面投影箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及辅助学习画法几何课程中投影关系的教学教具领域。
背景技术：
目前，很多工科专业都开设画法几何课程，由于需要很强的空间形象力，很多学生都不能很好地理解三面投影关系，很难建立从空间形体到平面图形的思维转换能力，教学中常采用轴测投影图、实体教学模型等辅助说明三面投影关系，但是，这些方法还需要学生具有较强的空间想象能力才能理解，因此，需要一种能够更好地体现多面投影关系的投影箱，辅助学生学习画法几何中的投影关系。
发明内容为了更好地展示各种投影关系，辅助学生学习画法几何课程，本实用新型提供一种多功能三面投影箱，该投影箱能够方便地展示线、面和形体的三面投影，并能展示直角投影定理、一般位置平面上的特殊位置直线和一次换面法的投影关系。本实用新型的技术方案如下所述多功能三面投影箱由多个投影面、顶板和实体模型组成。投影面H、投影面V、投影面W、投影面Vl和顶板组成三面投影箱，投影面H在下方，投影面V和投影面W通过榫卯结构固定在一起，并且通过榫卯结构与投影面H固定，投影面V位于投影面H的后侧，投影面W位于投影面H的右侧。投影面H、投影面V和投影面W都为正方形，并且两两相互垂直。在投影面V和投影面W的上面通过榫卯结构固定带小孔的透明顶板。投影面Vl是活动的，高度等于投影面H与顶板间的距离，可以固定在投影面H和顶板间的任意位置，并且与投影面H垂直，可展示一次换面法的投影关系。实体模型有线、面、基本形体、组合形体、截割体和相贯体六大类。实体模型上都设有多个小孔，用于穿线将实体模型悬挂在顶板上，并且，实体模型上不同位置小孔间的距离都是顶板上小孔间距的倍数。顶板采用透明材料制成，为正方形，上面设有很多等间距的小孔，这些小孔形成一个正方形的点阵，点阵的外轮廓线分别平行于顶板的边线。悬挂线一端固定在实体模型上，另一端通过塞子固定在顶板的小孔上。塞子采用柔性透明材料制成，为圆台形，并且中心开有贯通的小孔。固定实体模型的悬挂线穿过塞子中心的小孔，塞子通过挤压变形固定在顶板的小孔内，悬挂线也同时被挤住不能向下滑动。本实用新型制作简单，使用方便，能够很好地展示线、面、基本形体、组合形体、截割体和相贯体的三面投影，展示直角投影定理、一般位置平面上的特殊位置直线和换面法的投影关系，辅助学生建立从空间形体到平面图形的思维转换能力，更好地学习画法几何课程中的投影关系。
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以下结合附图对本实用新型进一步说明。图I是本实用新型的轴测图；图2是本实用新型的塞子详图；图3是本实用新型的实体模型图；图4是本实用新型的不同位置线的实施图；图5是本实用新型的不同位置面的实施图；图6是本实用新型的换面法的实施图。图中I-投影面H, 2_投影面V, 3_投影面W, 4_投影面VI, 5_顶板,6_塞子,7_悬挂线，8-圆锥体模型，9-线模型A，10-线模型B，11-线模型C，12-直角三角形模型D，13-直角三角形模型E，14-直角三角形模型F，15-钝角三角形模型。
具体实施方式
图I中，投影面H(I)水平放置，投影面V(2)和投影面W(3)通过榫卯结构固定在一起，并且通过榫卯结构与投影面H(I)固定，投影面V(2)位于投影面H(I)的后侧，投影面W(3)位于投影面H(I)的右侧。投影面H(I)、投影面V(2)和投影面W(3)都为正方形，并且两两相互垂直。投影面Vl (4)为活动的，高度等于投影面H(I)和顶板(5)之间的距离，能固定在投影面H(I)和顶板(5)间的任意位置，并且与投影面H(I)垂直。顶板(5)通过榫卯结构固定在投影面V(2)和投影面W(3)的上部。顶板(5)是透明的，便于观察形体的H面投影。顶板(5)上设有很多小孔，这些小孔形成一个正方形的点阵，点阵的外轮廓线分别平行于顶板(5)对应的边线。圆锥体模型⑶通过悬挂线(7)和塞子(6)固定在顶板(5)上。分别从垂直于投影面H(l)、投影面V(2)、投影面W(3)和投影面Vl (4)的方向观察圆锥体模型(8)，可以得到圆锥体模型⑶的H面、V面、W面和Vl面投影。图2为塞子(6)的详图，塞子(6)采用柔性透明材料制成，为圆台形，并且中心开有贯通的小孔，固定实体模型的悬挂线(7)穿过塞子中心的小孔，通过塞子(6)的挤压变形限制悬挂线(7)向下滑动。图3中，实体模型包括线、面、基本形体、组合形体、截割体和相贯体六大类，在实体模型上都设有小孔，用于固定实体模型。图4中，线模型A(9)、线模型B(IO)和线模型C(Il)都设有两个小孔，通过两根悬挂线(7)和两个塞子(6)固定在顶板(5)上。通过调整悬挂线(7)的长度和在顶板(5)上的位置，可以展示各个投影面的投影面平行线、投影面垂直线和一般位置直线的投影。线模型A(9)的两根悬挂线(7)位于顶板(5)上与投影面W(3)垂直的同一排小孔上，并且长度相同，因此，线模型A(9)为侧垂线，属于投影面的垂直线。线模型B(IO)的两根悬挂线(7)位于顶板(5)上与投影面W(3)垂直的同一排小孔上，但是长度不相同，因此，线模型B(IO)为正平线，属于投影面的平行线。线模型C(Il)的两根悬挂线(7)不等长，并且不在顶板(5)上与投影面W(3)垂直或与投影面V(2)垂直的同一排小孔上，因此，线模型C(Il)为一般位置直线。图5中，直角三角形模型D (12)、直角三角形模型E (13)和直角三角形模型F (14)在三个角点处都设有一个小孔，可以通过一根、两根或三根悬挂线(7)和塞子(6)固定在顶板(5)上。通过调整悬挂线(7)的根数、长度以及在顶板(5)上的位置，可以展示各个投影面的投影面平行面、投影面垂直面和一般位置平面的投影。直角三角形模型D (12)采用三根悬挂线(7)固定，并且三根悬挂线(7)的长度都相同，因此，直角三角形模型D(12)为水平面，属于投影面的平行面。直角三角形模型E(13)采用三根悬挂线(7)固定，其中，两根悬挂线(7)等长，且位于顶板(5)上与投影面V(2)垂直的同一排小孔上，另一根悬挂线(7)的长度与其它两根不同，因此，直角三角形模型E(13)为正垂面，属于投影面的垂直面。直角三角形模型F(14)采用两根悬挂线(7)固定，两根悬挂线(7)位于顶板(5)上与投影面W(3)平行的同一排小孔上，因此，直角三角形模型F(14)为侧平面，属于投影面的平行面。图6中，钝角三角形模型(15)在三个角点a、b、c处都设有一个小孔，边线be中部d处也设有一个小孔，并且绘出了连线ad。在a、d处的小孔上各系住一根悬挂线(7)，两根悬挂线(7)的长度相同，并且，两根悬挂线(7)不位于顶板(5)上与投影面V (2)垂直或与投影面W(3)垂直的同一排小孔上，因此，ad为水平线。然后，选择角点b处的小孔系住一根悬挂线(7)，当b处悬挂线(7)的长度与a、d处悬挂线(7)的长度不相同时，钝角三角形模型(15)为一般位置平面，但是在该一般位置平面内包含投影面特殊位置直线，即钝角三角形模型(15)上包含水平线ad。将投影面Vl (4)置于投影面H(I)和顶板(5)之间，使其 垂直于投影面H(I)，并使投影面Vl (4)垂直于钝角三角形模型(15)上的连线ad，则在新的投影面体系Vl/Η中，钝角三角形模型(15)为投影面的垂直面，从垂直于投影面Vl (4)的方向观察钝角三角形模型(15)，可以发现其在投影面Vl (4)上的投影积聚成一条直线，体现换面法的投影关系。
权利要求1.一种多功能三面投影箱，由多个投影面、顶板和实体模型组成，其特征是投影面H(l)、投影面V(2)和投影面W(3)相互垂直，投影面H(I)在下方，投影面V(2)在后侧，投影面W(3)在右侧，顶板(5)固定在投影面V(2)和投影面W(3)的上方，投影面Vl (4)垂直于投影面H(I)，并能固定在投影面H(I)和顶板(5)间的任意位置，实体模型通过悬挂线(7)和塞子(6)悬挂在顶板(5)上。
2.根据权利要求I所述的多功能三面投影箱，其特征是顶板(5)采用透明材料制成，并且上面设有很多纵横都成排的等间距小孔。
3.根据权利要求I所述的多功能三面投影箱，其特征是实体模型上都设有多个小孔，实体模型上不同位置小孔间的距离都是顶板(5)上小孔间距的倍数。
4.根据权利要求I所述的多功能三面投影箱，其特征是塞子(6)采用柔性透明材料制成，为圆台形，并且中心开有贯通的小孔。
专利摘要一种多功能三面投影箱，投影箱由多个投影面、顶板和实体模型组成，投影面H、投影面V和投影面W相互垂直，顶板固定在投影面V和投影面W的上方，投影面V1是活动的，能固定在投影面H和顶板之间，并垂直于投影面H。顶板是透明的，上面设有很多等间距的小孔。实体模型有线、面、基本形体、组合形体、截割体和相贯体六类，上面设有多处小孔，用于系住悬挂线，悬挂线通过塞子固定在顶板的小孔上。塞子采用柔性透明材料制成，通过挤压变形固定在顶板的小孔上。本实用新型可以展示投影面的各种位置直线和平面的投影，展示形体的三面投影，展示换面法的投影关系，能帮助学生更好地学习画法几何课程中的投影关系。
文档编号G09B23/04GK202549111SQ201220208979
公开日2012年11月21日 申请日期2012年5月7日 优先权日2012年5月7日
发明者丛术平, 王来, 韩金生 申请人:山东科技大学