带空间模型的柔性牵引直线两面投影演示板的制作方法

本实用新型涉及一种教学演示教具，尤其是工程制图课程所用的带空间模型的柔性牵引直线两面投影演示板。

背景技术：

在工程制图课程中，表示直线的空间位置一般由两个投影面上的投影来确定，即直线的正面投影和水平投影，直线由包含两个端点的直线段表示，要求必须保证同一个端点的正面投影和水平投影的连线垂直X轴。空间直线相对投影面的位置有七种情况，分别是正平线、水平线、侧平线、正垂线、铅垂线、侧垂线和倾斜线，在工程制图课程教学中，需要用正面投影和水平投影分别演示这七种直线。目前，演示这七种直线是采用七个实物模型教具或者是在黑板上画出其两面投影图（正面投影和水平投影）。如果采用实物模型教具，每一种教具都是固定不变的，其缺点是体积庞大，携带、移动和悬挂不方便，如果采用在黑板上画出其两面投影图，需要较多的时间，占用较大的黑板空间，且动态演示效果不好。影响教学质量。作者在前实用新型了柔性牵引直线两面投影演示板（2016103993227），虽然解决了上述问题，但没有直线空间模型，不能生动的直接的演示空间直线变化和对应的投影变化。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供一种带空间模型的柔性牵引直线两面投影演示板，本实用新型在原柔性牵引直线两面投影演示板的基础上加入了空间模型并采用直线空间模型与直线投影联动的结构，更显现空间直线的位置变化与其投影的变化的关系，使直线两面投影演示板更加完善。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：带空间模型的柔性牵引直线两面投影演示板包括投影板、空间直线模型机构、投影连线机构、直线投影机构和联动机构。

投影板是一块薄板，其正面设有X轴， X轴上方为正投影面，X轴下方为水平投影面。设空间直线段的右端点为定点，左端点为动点。在投影板上，定点的正投影面和水平投影分别设有定点槽，定点槽是阶梯圆孔。在定点的正投影面和水平投影之间设有定点投影连线。

空间直线模型机构包括定点架、定点架轴承、定点支杆、定点球、定点轴、空间直线、动点球、导杆、柱销、导杆帽。定点架由螺钉固定在投影板上，定点架由Z形板和圆柱构成，圆柱设有阶梯孔，阶梯孔内安装定点架轴承，定点架轴承内安装有定点支杆，定点支杆的另一端切成扁形；定点球切有定点球槽，定点球槽与定点支杆的扁形接触面是间隙配合，定点支杆的扁形和定点球钻有通孔，通孔内安装有定点轴，定点轴把定点支杆和定点球连接一起，定点球能绕定点支杆转动。定点球固定连接空间直线的一端，空间直线另一端固定连接动点球，动点球设有动点球槽，动点球槽内包含导杆，导杆是圆柱管；动点球和导杆由柱销连接，导杆设有导杆槽，柱销能在导杆槽内前后滑动，使动点球沿导杆前后移动；导杆后端的圆柱孔被薄壁封死，在薄壁处切成一字形孔，用一字形孔连接到动点的正面投影，导杆总是垂直于投影面。

投影连线机构包括平移架、挂轮、挂轮轴、滑轮、滑轮轴、柔性绳、绳架和绳架螺钉。平移架是C型条形结构，平移架上端钩挂在正投影面上端，平移架下端钩住在水平投影面下端，平移架上端设有挂轮轴，挂轮轴上设有挂轮，挂轮骑在投影板上端。在投影板的后面，平移架上端和下端分别设有滑轮轴，滑轮轴上设有滑轮，滑轮设有两个滑道，每个滑道各缠绕有一条柔性绳，柔性绳共有两条，柔性绳的一端固定在投影板的上端一侧的绳架上；绳架共有4个，分别设置投影面四个角的侧面上，由绳架螺钉固定在投影板上。柔性绳绕过上面的滑轮，再向下绕过下面的滑轮，柔性绳的另一端固定在投影板的下端另一侧的绳架上，另一条柔性绳的固定和走向与前一条柔性绳对称，两柔性绳与同一个滑轮的缠绕方向相反。平移架上开有条形定位槽，定位槽是长方形状；定位槽内开有滑槽，滑槽是条状，比定位槽窄；平移架只能在投影板上左右移动。

直线投影机构包括定点、动点和投影连线。定点包括定点正面投影和定点水平投影，每个投影由定点轴承、转轴、定点卷簧和直线投影组成，定点槽内安装有定点轴承，定点轴承内圈固定安装有转轴，转轴上设有定点卷簧，定点卷簧的内端与转轴连接，定点卷簧的外端与直线投影连接，直线投影是柔性薄条状，分为直线正面投影和直线水平投影，直线投影一端缠绕在定点卷簧上，另一端伸出到投影板上，与动点连接；在定点水平投影处，定点轴承内圈装配有定点水平投影帽，定点水平投影帽设有定点开口，直线投影通过定点开口伸出到投影板上，与动点水平投影连接。动点包括动点正面投影和动点水平投影，每个投影由滑块、动点投影夹块、钉销、动点壳、动点投影连线和动点帽组成。滑块是长方体和圆柱的组合体，滑块的圆柱内有圆柱孔，孔内设有两个动点投影夹块，动点投影夹块是半阶梯圆柱形，两个动点投影夹块由钉销连接成阶梯圆柱，动点投影夹块能在滑块的圆柱孔内旋转；动点投影夹块分动点正面投影夹块和动点水平投影夹块，动点正面投影夹块比动点水平投影夹块在前端多一个“T”型块，“T”型块插入到导杆的一字型孔内与导杆相连。滑块的长方体放入平移架的定位槽内，滑块能在定位槽内上下滑动，滑块的圆柱放入平移架的滑槽内。两个动点投影夹块之间的接触面内夹住直线投影，用钉销连接固定。动点正面投影设有动点卷簧，动点卷簧的内端与滑块的圆柱连接，动点卷簧的外端与动点投影连线连接。动点两个投影的外侧套有动点壳，动点壳分动点正面投影壳和动点水平投影壳，动点壳是圆柱管状，其上切有矩形槽与平移架配合。动点正面投影壳下端设有圆孔，动点投影连线通过圆孔连接到动点水平投影壳，并固定在动点水平投影壳上。在动点卷簧的作用下，通过动点投影连线总是给动点水平投影壳一个拉力。动点帽分为动点正面投影帽和动点水平投影帽，动点帽通过紧配合连接在动点壳上。

联动机构包括柱销、导杆、管截、柔性管、管环架、柔性管架、钢丝绳、钢丝绳滑轮、钢丝绳架、钢丝绳滑轮轴。导杆的管内设有管截，管截是片状，与导杆是一体；柔性管的一端固定在管截上，管环架固定在动点正面投影壳上，柔性管架固定在平移架中部，柔性管穿过导杆槽引到导杆的外侧，穿过管环架，固定在柔性管架上边。柔性管的长度取决于空间直线是铅垂线时所需要的长度。钢丝绳架由螺钉固定在平移架下方，钢丝绳架安装有钢丝绳滑轮轴，钢丝绳滑轮轴上套有钢丝绳滑轮；柔性管中设有钢丝绳，钢丝绳能在柔性管中移动。钢丝绳的一端固定在动点球的柱销上，穿过柔性管，在柔性管架下方穿过动点水平投影壳，再绕过钢丝绳滑轮，调头固定在动点水平投影壳下边。用手上下搬动动点球时，带动平移架左右移动，同时动点的正面投影上下左右随动，而动点的水平投影只随平移架左右移动，不能上下移动；用手前后搬动动点球时，带动平移架左右移动，同时动点的正面投影左右随动，而动点的水平投影随平移架左右移动的同时，还能上下移动；这是由于向前搬动动点球，动点球的柱销拉动钢丝绳前移，由钢丝绳带动动点水平投影下移，向后搬动动点球时，动点卷簧拉着动点水平投影壳向上，管截处的钢丝绳后移，动点水平投影下上移动量正好等于动点球的前后移动量；符合投影规律。上下移动动点球时，不能使钢丝绳相对柔性管移动，故水平投影没有上下移动。从而实现动点球的位置与动点水平投影的位置联动。钢丝绳的长度取决于空间直线是侧垂线时所需要的长度。

本实用新型的有益效果是：采用空间直线模型机构与直线投影联动的结构，更直观显现空间直线的位置变化与其投影的变化的关系。操作方便，只要控制动点的正面投影，自动牵动动点水平投影，能摆出直线的7种位置。演示效果显著提升。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是表达整体结构的前面立体图。

图2是表达整体结构的背面立体图。

图3是主视图。

图4是在图3上沿AA剖切的左视图。

图5是在图4上沿EE剖切的后视图。

图6是在图3上沿BB剖切的斜剖局部视图。

图7是在图4上沿FF剖切的后视图。

图8是在图3上沿CC剖切的斜剖转正局部视图。

图9是在图8上沿DD剖切的局部剖视图。

图10是在图4上沿GG剖切的局部剖视图。

图11是在图4上Ⅰ处的局部放大图。

图12是在图4上Ⅱ处的局部放大图。

图13是在图7上Ⅲ处的局部放大图。

图14是水平线投影的实施例。

图15是正平线投影的实施例。

图16是侧平线投影的实施例。

图17是铅垂线投影的实施例。

图18是正垂线投影的实施例。

图19是侧垂线投影的实施例。

图中1.绳架螺钉，2.绳架，3.挂轮轴，4.平移架，5.滑槽，6.柔性管，7.导杆帽，8.动点球，9.空间直线，10.定点球，11.定点架，12.定点投影连线，13. X轴，14. 柔性管架，15. 动点投影连线，16. 定点水平投影帽，17. 直线水平投影，18. 动点水平投影帽,19. 投影板,20.钢丝绳，21.钢丝绳架，22.动点正面投影壳，23. 直线正面投影，24.定点架轴承，25.定点槽，26.定点支杆，27.导杆， 28.动点球槽， 29. 动点正面投影帽，30. 动点水平投影壳，31.钢丝绳滑轮，32. 挂轮，33. 导杆槽，34.定点轴承，35. 柔性绳，36. 滑轮轴，37. 滑轮，38. 滑块， 39.动点正面投影夹块，40.动点水平投影夹块，41.管截，42.定点球槽，43.柱销，44.钢丝绳滑轮轴，45. 钉销，46. 动点卷簧，47. 定点卷簧，48. 转轴，49. 管环架，50. 定位槽，51.定点轴。

具体实施方式

在图1至图13中，表示本实用新型的构造组成和零部件的连接和位置关系，也是倾斜线的实施例。带空间模型的柔性牵引直线两面投影演示板包括投影板（19）、空间直线模型机构、投影连线机构、直线投影机构和联动机构。

投影板（19）是一块薄板，其正面设有X轴连线（13）， X轴连线（13）上方为正投影面，X轴连线（13）下方为水平投影面。设空间直线段的右端点为定点，左端点为动点。在投影板（19）上，定点的正投影面和水平投影分别设有定点槽（25），定点槽（25）是阶梯圆孔。在定点的正投影面和水平投影之间设有定点投影连线（12）。

空间直线模型机构包括定点架（11）、定点架轴承（24）、定点支杆（26）、定点球（10）、定点轴（51）、空间直线（9）、动点球（8）、导杆（27）、柱销（43）、导杆帽（7）。定点架（11）由螺钉固定在投影板（19）上，定点架（11）由Z形板和圆柱构成，圆柱设有阶梯孔，阶梯孔内安装定点架轴承（24），定点架轴承（24）内安装有定点支杆（26），定点支杆（26）的另一端切成扁形；定点球（10）切有定点球槽（42），定点球槽（42）与定点支杆（26）的扁形接触面是间隙配合，定点支杆（26）的扁形和定点球（10）钻有通孔，通孔内安装有定点轴（51），定点轴（51）把定点支杆（26）和定点球（10）连接一起，定点球（10）能绕定点支杆（26）转动。定点球（10）固定连接空间直线（9）的一端，空间直线（9）另一端固定连接动点球（8），动点球（8）设有动点球槽（28），动点球槽（28）内包含导杆（27），导杆（27）是圆柱管；动点球（8）和导杆（27）由柱销（43）连接，导杆（27）设有导杆槽（33），柱销（43）能在导杆槽（33）内前后滑动，使动点球（8）沿导杆（27）前后移动；导杆（27）后端的圆柱孔被薄壁封死，在薄壁处切成一字形孔，用一字形孔连接到动点的正面投影，导杆（27）总是垂直于投影面。

投影连线机构包括平移架（4）、挂轮（32）、挂轮轴（3）、滑轮（37）、滑轮轴（36）、柔性绳（35）、绳架（2）和绳架螺钉（1）。平移架（4）是C型条形结构，平移架（4）上端钩挂在正投影面上端，平移架（4）下端钩住在水平投影面下端，平移架（4）上端设有挂轮轴（3），挂轮轴（3）上设有挂轮（32），挂轮（32）骑在投影板（19）上端。在投影板（19）的后面，平移架（4）上端和下端分别设有滑轮轴（36），滑轮轴（36）上设有滑轮（37），滑轮（37）设有两个滑道，每个滑道各缠绕有一条柔性绳（35），柔性绳（35）共有两条，柔性绳（35）的一端固定在投影板（19）的上端一侧的绳架（2）上；绳架（2）共有4个，分别设置投影面四个角的侧面上，由绳架螺钉（1）固定在投影板（19）上。柔性绳（35）绕过上面的滑轮（37），再向下绕过下面的滑轮（37），柔性绳（35）的另一端固定在投影板（19）的下端另一侧的绳架（2）上，另一条柔性绳（35）的固定和走向与前一条柔性绳（35）对称，两柔性绳（35）与同一个滑轮（37）的缠绕方向相反。平移架（4）上开有条形定位槽（50），定位槽（50）是长方形状；定位槽（50）内开有滑槽（5），滑槽（5）是条状，比定位槽（50）窄；平移架（4）只能在投影板（19）上左右移动。

直线投影机构包括定点、动点和投影连线。定点包括定点正面投影和定点水平投影，每个投影由定点轴承（34）、转轴（48）、定点卷簧（47）和直线投影组成，定点槽（25）内安装有定点轴承（34），定点轴承（34）内圈固定安装有转轴（48），转轴（48）上设有定点卷簧（47），定点卷簧（47）的内端与转轴（48）连接，定点卷簧（47）的外端与直线投影连接，直线投影是柔性薄条状，分为直线正面投影（23）和直线水平投影（17），直线投影一端缠绕在定点卷簧（47）上，另一端伸出到投影板（19）上，与动点连接；在定点水平投影处，定点轴承（34）内圈装配有定点水平投影帽（16），定点水平投影帽（16）设有定点开口，直线投影通过定点开口伸出到投影板（19）上，与动点水平投影连接。动点包括动点正面投影和动点水平投影，每个投影由滑块（38）、动点投影夹块、钉销（45）、动点壳、动点投影连线（15）和动点帽组成。滑块（38）是长方体和圆柱的组合体，滑块（38）的圆柱内有圆柱孔，孔内设有两个动点投影夹块，动点投影夹块是半阶梯圆柱形，两个动点投影夹块由钉销（45）连接成阶梯圆柱，动点投影夹块能在滑块（38）的圆柱孔内旋转；动点投影夹块分动点正面投影夹块（39）和动点水平投影夹块（40），动点正面投影夹块（39）比动点水平投影夹块（40）在前端多一个“T”型块，“T”型块插入到导杆（27）的一字型孔内与导杆（27）相连。滑块（38）的长方体放入平移架（4）的定位槽（50）内，滑块（38）能在定位槽（50）内上下滑动，滑块（38）的圆柱放入平移架（4）的滑槽（5）内。两个动点投影夹块之间的接触面内夹住直线投影，用钉销（45）连接固定。动点正面投影设有动点卷簧（46），动点卷簧（46）的内端与滑块（38）的圆柱连接，动点卷簧（46）的外端与动点投影连线（15）连接。动点两个投影的外侧套有动点壳，动点壳分动点正面投影壳（22）和动点水平投影壳（30），动点壳是圆柱管状，其上切有矩形槽与平移架配合。动点正面投影壳（22）下端设有圆孔，动点投影连线（15）通过圆孔连接到动点水平投影壳（30），并固定在动点水平投影壳（30）上。在动点卷簧（46）的作用下，通过动点投影连线（15）总是给动点水平投影壳（30）一个拉力。动点帽分为动点正面投影帽（29）和动点水平投影帽（18），动点帽通过紧配合连接在动点壳上。

联动机构包括柱销（43）、导杆（27）、管截（41）、柔性管（6）、管环架（49）、柔性管架（14）、钢丝绳（20）、钢丝绳滑轮（31）、钢丝绳架（21）、钢丝绳滑轮轴（44）。导杆（27）的管内设有管截（41），管截（41）是片状，与导杆（27）是一体；柔性管（6）的一端固定在管截（41）上，管环架（49）固定在动点正面投影壳（22）上，柔性管架（14）固定在平移架（4）中部，柔性管（6）穿过导杆槽（33）引到导杆（27）的外侧，穿过管环架（49），固定在柔性管架（14）上边。柔性管（6）的长度取决于空间直线（9）是铅垂线时所需要的长度。钢丝绳架（21）由螺钉固定在平移架（4）下方，钢丝绳架（21）安装有钢丝绳滑轮轴（44），钢丝绳滑轮轴（44）上套有钢丝绳滑轮（31）；柔性管（6）中设有钢丝绳（20），钢丝绳（20）能在柔性管（6）中移动。钢丝绳（20）的一端固定在动点球（8）的柱销（43）上，穿过柔性管（6），在柔性管架（14）下方穿过动点水平投影壳（30），再绕过钢丝绳滑轮（31），调头固定在动点水平投影壳（30）下边。用手上下搬动动点球（8）时，带动平移架（4）左右移动，同时动点的正面投影上下左右随动，而动点的水平投影只随平移架（4）左右移动，不能上下移动；用手前后搬动动点球（8）时，带动平移架（4）左右移动，同时动点的正面投影左右随动，而动点的水平投影随平移架（4）左右移动的同时，还能上下移动；这是由于向前搬动动点球（8），动点球（8）的柱销（43）拉动钢丝绳（20）前移，由钢丝绳（20）带动动点水平投影下移，向后搬动动点球（8）时，动点卷簧（46）拉着动点水平投影壳（30）向上，管截（41）处的钢丝绳（20）后移，动点水平投影下上移动量正好等于动点球（8）的前后移动量；符合投影规律。上下移动动点球（8）时，不能使钢丝绳（20）相对柔性管（6）移动，故水平投影没有上下移动。从而实现动点球（8）的位置与动点水平投影的位置联动。钢丝绳（20）的长度取决于空间直线（9）是侧垂线时所需要的长度。

使用时，用手搬动动点球（8），控制动点的正面投影不同位置，动点的水平投影随动到位，从而不难摆成空间直线7种位置。

投影面、导杆（27）、导杆帽（7）、柔性管（6）、钢丝绳（20）、钢丝绳架（21）和定点架（11）采用白色，空间直线（9）和直线投影采用蓝色，定点球（10）、动点球（8）、动点投影和定点投影采用红色，投影连线和字体采用黑色，平移架（4）采用透明材料。

图14是水平线投影的实施例。

图15是正平线投影的实施例。

图16是侧平线投影的实施例。摆成侧平线前，拔掉定点水平投影帽（16）。

图17是铅垂线投影的实施例。摆成铅垂线前，拔掉定点水平投影帽（16）。

图18是正垂线投影的实施例。摆成正垂线前，拔掉定点水平投影帽（16）；拆卸掉导杆（27）：拔出导杆帽，导杆槽（33）前端是开口的，再从导杆槽（33）中向前拉出动点球（8），使动点球（8）脱离导杆（27），再旋转导杆（27）使动点正面投影夹块（39）的“T”型块对准导杆（27）的一字型孔，即能拔出导杆（27）。再把动点的正面投影和水平投影摆到正确位置即可。

图19是侧垂线投影的实施例。