一种立体几何LED快速成型教具的制作方法

本发明属于立体几何教具领域，涉及一种立体几何LED快速成型教具。

背景技术：

目前，用于立体几何教学的教具，大多采用木模或塑料模型，一种几何体需要做一个模型，有几种几何体就做成几种模型，为了显示几何体内部的空间结构，如图1和图2所示，采用框条21作为几何体的棱线制作成四边形体或三角形体等几何体线框模型。

这些立体几何教具在教学中起了一定的作用，但也存在一些不足：一是一种模型只能显示一种几何形状，通用性差，在教学时，教师每次上课带人教室的模型数量较多，体积较大，不便于携带；二是无法直观地显示几何体的体对角线、面对角线。

除此之外，当前立体几何教学所使用教具单一，对于提升学生的抽象思维能力帮助不大。现有教具基本都是铁框焊接或者有机玻璃组装而成，数量多且没有充分展现立体几何变换后的内在关系。

技术实现要素：

本发明针对上述的问题，提供了一种立体几何LED快速成型教具。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，

一种立体几何LED快速成型教具，包括几何成型装置和控制装置，所述几何成型装置和控制装置之间通过导线连接设置，所述几何成型装置包括圆形底座以及设置在圆形底座上的LED成型机构，所述LED成型机构包括设置在圆形底座内的LED灯管圆环座、设置在LED灯管圆环座内侧的LED发光管圆盘、设置在LED灯管圆环座上的LED灯管组件以及设置在LED灯管组件顶部的圆环连接组件，

所述LED灯管圆环座包括圆环支撑壳，所述圆环支撑壳上设置有LED灯管孔，

所述LED发光管圆盘包括固定圆盘，所述固定圆盘上均匀设置有LED发光管，

所述LED灯管组件包括设置在LED灯管孔内的LED导电头、设置在导电头上的LED发光芯片以及设置在LED发光芯片外侧的凹凸透明管，所述凹凸透明管外侧凹槽内设置有导电片，所述凹凸透明管的外侧还设置有可以拆卸的遮光套，

所述圆环连接组件包括连接凹凸导电圆环以及设置在连接凹凸导电圆环上的导电连接头；

所述控制装置包括操作键盘以及控制面板，所述控制面板上设置有微处理器、发光管处理模块以及灯管处理模块。

作为优选，所述凹凸透明管外侧凹槽内设置有设置在导电片上部的可拆卸LED探照灯A组件，所述可拆卸LED探照灯A组件包括半圆挂钩导电片，所述半圆挂钩导电片上设置有LED发光管，所述LED发光管的外侧设置有聚光罩，所述半圆挂钩导电片的外侧设置有与半圆挂钩导电片相配合的绝缘固定层。

作为优选，所述凹凸透明管外侧凹槽内设置有设置在导电片上部的可拆卸LED探照灯B组件，所述LED探照灯B组件包括半圆卡位导电件以及与半圆卡位导电件铰接设置的LED发光管件，所述半圆卡位导电件包括半圆挂钩导电新型片，所述半圆挂钩导电片的外侧设置有与半圆挂钩导电片相配合的绝缘固定新型层，所述半圆挂钩导电新型片上设置有导线柱，所述LED发光管件包括接线柱、设置在接线柱上的LED发光管以及设置在LED发光管外侧的聚光罩，所述导线柱与接线柱通过连接导线连接，所述半圆卡位导电件与LED发光管件之间通过铰接机构连接设置，所述铰接机构包括设置在绝缘固定新型层上的U型固定板、设置在聚光罩上的U型配合板以及连接U型固定板和U型配合板的连接柱，所述U型配合板的外侧设置有角度线以及角度标识码。

作为优选，所述凹凸透明管外侧凹槽内设置有设置在导电片上部的可拆卸固定环，所述可拆卸固定环包括半圆挂钩卡位片以及设置在半圆挂钩卡位片上的圆环，所述圆环上设置有可以拆卸的连接绳。

作为优选，所述凹凸透明管外侧设置有刻度线以及数字标识码。

作为优选，所述导电连接头内设置有形状变换拆卸件。

作为优选，所述形状变换拆卸件为凹凸透明管拆卸件，所述凹凸透明管拆卸件包括设置在导电连接头内的7型导电配合头以及设置在7型导电配合头一端的LED灯管组件。

作为优选，所述形状变换拆卸件为锥形发光体拆卸件，所述锥形发光体拆卸件包括设置在导电连接头内的7型导电配合头以及设置在7型导电配合头一端的锥形发光管组件，所述锥形发光管组件包括导电柱，所述导电柱上远离7型导电配合头的一端设置有锥形固定架，所述锥形固定架的下部设置有倾斜设置的至少一个LED发光管，所述LED发光管的外侧设置有聚光罩。

作为优选，所述形状变换拆卸件为棱台发光体拆卸件，所述棱台发光体拆卸件包括设置在导电连接头内的7型导电配合头以及设置在7型导电配合头一端的棱台发光管组件，所述棱台发光管组件包括导电柱，所述导电柱上远离7型导电配合头的一端设置有棱台固定架，所述棱台固定架的棱角下部设置有倾斜设置的LED发光管，所述LED发光管的外侧设置有聚光罩。

作为优选，所述形状变换拆卸件为圆台发光体拆卸件，所述圆台发光体拆卸件包括设置在导电连接头内的7型导电配合头以及设置在7型导电配合头一端的圆台发光管组件，所述圆台发光管组件包括导电柱，所述导电柱上远离7型导电配合头的一端设置有圆台固定架，所述圆台固定架的下部设置有倾斜设置的至少一个LED发光管，所述LED发光管的外侧设置有聚光罩。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

本发明的结构不仅简单，而且使用方便，还可以大大提高孩子的空间想象能力、立体感觉和积极性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为立体几何LED快速成型教具(LED发光管圆盘上LED发光管省去了一部分)的立体结构示意图；

图2为图1中A的局部放大图；

图3为立体几何LED快速成型教具(圆环连接组件脱离LED灯管)的立体结构示意图；

图4为图3中B的局部放大图；

图5为立体几何LED快速成型教具(LED灯管孔内没有全部安装LED灯管)的立体结构示意图；

图6为LED灯管的立体结构示意图；

图7为图6中C的局部放大图；

图8为LED灯管的爆炸图；

图9为图8中D的局部放大图；

图10为凹凸透明管拆卸件的立体结构示意图；

图11为锥形发光体拆卸件的立体结构示意图；

图12为棱台发光体拆卸件的立体结构示意图；

图13为圆台发光体拆卸件的立体结构示意图；

图14为LED探照灯A组件的立体结构示意图；

图15为LED探照灯B组件的立体结构示意图；

图16为可拆卸固定环的立体结构示意图；

图17为遮光套的立体结构示意图；

以上各图中，1、圆形底座；2、LED灯管圆环座；21、圆环支撑壳；22、LED灯管孔；3、LED发光管圆盘；31、固定圆盘；32、LED发光管；4、LED灯管组件；41、LED导电头；42、LED发光芯片；43、凹凸透明管；44、导电片；5、圆环连接组件；51、连接凹凸导电圆环；52、导电连接头；6、凹凸透明管拆卸件；61、7型导电配合头；62、LED灯管组件；7、锥形发光体拆卸件；71、导电柱；72、锥形固定架；73、LED发光管；8、棱台发光体拆卸件；81、导电柱；82、棱台固定架；83、聚光罩；9、圆台发光体拆卸件；91、导电柱；92、圆台固定架；10、LED探照灯A组件；101、半圆挂钩导电片；102、绝缘固定层；103、LED发光管；104、聚光罩；11、LED探照灯B组件；111、半圆挂钩导电新型片；112、绝缘固定新型层；113、导线柱；114、U型固定板；115、连接柱；116、U型配合板；117、接线柱；118、聚光罩；119、LED发光管；12、可拆卸固定环；121、半圆挂钩卡位片；122、圆环。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1，如图1-图5所示，本发明提供了一种辅助小学生学习、增强其立体感知能力的立体几何LED快速成型教具，该教具侧重提供孩子们的动手能力和理解能力，发明人为了提高孩子的兴趣，将该教具整体设计成更利于孩子们接受的多彩的LED灯整体结构。该立体几何LED快速成型教具，主要包括两个部分，一个是操作部分，一个是控制部分，操作部分就是图1中所示的部分，即几何成型装置，控制部分的作用就是控制几何成型装置工作的控制处理部分，发明人命名为控制装置，该控制装置在图中没有显示出来，这里需要注意的是几何成型装置和控制装置之间是通过导线连接设置的；从图可以看出，几何成型装置包括圆形底座和LED成型机构，从图中可以看出来，其圆形底座就是一个支撑的圆形底座1，对LED成型机构则是本发明主要的设计点，其LED成型机构包括圆形底座内的LED灯管圆环座2、设置在LED灯管圆环座内侧的LED发光管圆盘3、设置在LED灯管圆环座上的LED灯管组件4以及设置在LED灯管组件顶部的圆环连接组件5，LED灯管圆环座与圆形底座实质的连接方式，则是卡扣连接，即在圆形底座上有容纳LED灯管圆环座的孔，将LED灯管圆环座扣上即可，LED灯管圆环座是一个提供固定位置和插电口的装置，LED发光管圆盘实质是一个LED发光盘；为了更清楚的了解上述各部件的组成和作用，故详细的说明上述部件的组成。其LED灯管圆环座包括圆环支撑壳21，在圆环支撑壳上设置了LED灯管孔22，如图3所示，这里需要注意的是，圆环支撑壳内设置了通往各LED灯管孔的电线，即从主干电路上出来的若干条导线，分别设置在LED灯管孔内，因为其设置的方式众多，故并没有给出具体是哪一种，不过，发明人认为在圆环支撑壳内设置相应的导线通道是最好合理的，这样会使整个教具更加安全和整洁；LED发光管圆盘包括固定圆盘31，在固定圆盘上均匀设置了LED发光管32，很明显，LED发光管是安装在固定圆盘上的，也就是说，该固定圆盘和圆环支撑壳的作用是差不多的，一是为了固定安装LED发光管，二是给LED发光管提供发电动力端，即将导线接入到固定LED发光管的管口内；LED灯管组件确切的说是一个整体，设置在LED灯管孔内的，其包括设置在LED灯管孔内的LED导电头41、设置在导电头上的LED发光芯片42以及设置在LED发光芯片外侧的凹凸透明管43，LED导电头是接收电能，并将该电能发送给LED发光芯片上的，其LED发光芯片是发光部位，凹凸透明管则是保护部分，对于凹凸透明管具体的材料选用，发明人则选用较硬的玻璃材料，对于凹凸透明管具体的设置如图6、图7所示，发明人将凹凸透明管设计成了凹凸有致的形状，其目的则是为了在外侧的凹槽内设置导电片44，该导电片的下端与LED导电头连接设置，其目的是为了使整个装置都带有导电的功能，方便后续的工作，发明人为了配合整个教具的工作，有些时候不需要整个LED发光芯片都发光，故在凹凸透明管的外侧设置了可以拆卸的遮光套，对该遮光套有很多种类，其种类的区分主要取决于遮挡凹凸透明管的长度，再具体设计的时候，会设计出一组遮光套，通过具体的需要，来具体操作安装使用，对于遮光套的形状具体如图17所示，其材料发明人选用具有高弹性的橡胶材料；圆环连接组件则是上部的固定组件，即为了使立体几何成型，肯定光是侧边和底部肯定是不行的，所以发明人设计圆环连接组件，其圆环连接组件包括连接凹凸导电圆环51以及连接凹凸导电圆环上的导电连接头52，连接凹凸导电圆环的设置原理适合凹凸透明管和导电片的工作原理是差不多的，在下面会具体说道，连接凹凸导电圆环的具体作用，即除了用于连接导电连接头之外，还有导电的作用，从图中可以看出，导电连接头在具体设计的时候，是设置在凹凸透明管上的，发明人为了使导电连接头与凹凸透明管上的导电片导电连通，故设计成了如图2所示的样子，即导电连接头在于导电片连接设置了之后，也会带电，从而将电能穿到凹凸导电圆环上，这里的导电方式可以为导线连接导电，即将会导线设置在导电连接头内，也可以是导电连接头设计成金属，使其带电传导，不过这里需要注意的是，如果采用后者的话，需要在外侧安装绝缘层，如果选用前者，则无需安装绝缘层，即导电连接头可以选用绝缘材料来具体设置；

在整个教具中，控制装置是比较重要的，即可以引导孩子怎样操作和使用，也可以给孩子带来更多的乐趣，提高孩子的积极性，不过，该控制装置的设置和现有的LED控制终端没有什么区别，区别就在于编程有些不同，怎么个不同法呢，比如说，在平常的LED控制终端上，一般都会编有字幕类的程序，而在本教具中，这是用于控制那里的LED灯管和LED发光管需要亮而已，对于搞编程的技术人员来说，是非常轻而易举的，所以对于具体怎么样实现的，就不做详细的说明了。虽然如此，发明人还给出了该控制装置的具体配备，其控制装置包括操作键盘以及控制面板，其控制面板上设置了微处理器、发光管处理模块以及灯管处理模块，操作键盘则是具体操作使用的，微处理器则是中心控制端，发光管处理模块以及灯管处理模块则是具体控制部分了。怎么个使用法呢，即可以将长方体、正方体、圆柱体、圆台、棱台等需要哪个LED灯管和LED发光管亮的程序植入到微处理器内，并在操作键盘上显示出来，比如说，数字“1”对应长方体，“2”对应正方体，依次类推。采用本发明给出的教具会大大提高孩子们的立体空间能力和积极性。

对于上述设计，发明人给出了以下具体的设计，

如图1和图14、图15、图16，发明人为了使上述教具能够变换出更多的立体几何形状，故在凹凸透明管外侧凹槽内设置有设置在导电片上部的可拆卸LED探照灯A组件10、可拆卸LED探照灯B组件11或可拆卸固定环12，上述三种组件的作用的都是相同的，A组件的光照是直来直去的，B组件的光照可以调节角度的，即可以形成斜面，可拆卸固定环则是在整个教具不同点的情况下，孩子用线连接出立体图形而设计的；从图14和图15中可以看出，两者都包括半圆挂钩导电片，在半圆挂钩导电片的外侧设置有与半圆挂钩导电片相配合的绝缘固定层，不同的是，LED发光管的具体设计方式不同，其A组件是：在半圆挂钩导电片上设置了LED发光管，LED发光管的外侧设置了聚光罩；B组件是：为了更能够说清楚，将其分为了半圆卡位导电件以及与半圆卡位导电件铰接设置的LED发光管件，半圆卡位导电件包括半圆挂钩导电新型片，半圆挂钩导电片的外侧设置有与半圆挂钩导电片相配合的绝缘固定新型层，这里的半圆挂钩导电新型片和绝缘固定新型层和A组件中的半圆挂钩导电片和绝缘固定层是一样的，不过发明人在该半圆挂钩导电新型片上设置了导线柱，其LED发光管件包括接线柱、设置在接线柱上的LED发光管以及设置在LED发光管外侧的聚光罩，导线柱与接线柱通过连接导线连接，除此之外，半圆卡位导电件与LED发光管件之间通过铰接机构连接设置，其铰接机构包括设置在绝缘固定新型层上的U型固定板、设置在聚光罩上的U型配合板以及连接U型固定板和U型配合板的连接柱，其U型配合板的外侧设置有角度线以及角度标识码，角度线和角度标识码并未在U型配合板上画出，其目的是为了孩子更好的转动角度；可拆卸固定环的设置相对就简单了许多，可拆卸固定环包括半圆挂钩卡位片以及设置在半圆挂钩卡位片上的圆环，该半圆挂钩卡位片就是单纯的用于设置在凹凸透明管内的凹槽内卡位用的，圆环上设置了可以拆卸的连接绳，该连接绳则是给孩子们具体操作设置的；

发明人为了使孩子能够在凹凸透明管上更快、更准的安装上述组件，故在凹凸透明管外侧设置了刻度线以及数字标识码，该刻度线和数字标识码也没有在图中画出；

和上述组件的作用差不多，为了配合该教具使用，发明人在导电连接头内设置了形状变换拆卸件，该形状变换拆卸件，则是为了一些比较特殊的立体形状设计的，比如，圆台、棱台、圆柱等，发明人给出了如图10、11、12、13的4个具体的设计方式，即形状变换拆卸件为凹凸透明管拆卸件6、锥形发光体拆卸件7、棱台发光体拆卸件8或圆台发光体拆卸件9。

对于上述4中拆卸件都包括设置在导电连接头内的7型导电配合头部分，7型导电配合头则是导电部件，即将导电连接头内的电传导到另一侧的发光端；对于凹凸透明管拆卸件，如图10所示，为凹凸透明管拆卸件，在7型导电配合头一端设置了LED灯管组件，该LED灯管组件和上面说到的LED灯管组件没有什么区别，都包括LED发光芯片和凹凸透明管，该凹凸透明管拆卸件则是为了配合上述教具部分，使孩子手工搭建，可以形成长方体、正方体等；如图11所示，为锥形发光体拆卸件，即在在7型导电配合头一端设置了锥形发光管组件，其锥形发光管组件包括导电柱，导电柱上远离7型导电配合头的一端设置有锥形固定架，锥形固定架的下部设置有倾斜设置的至少一个LED发光管，LED发光管的外侧设置有聚光罩，该锥形发光体拆卸件则是配合部分教具使其形成圆锥体；如图12所示，为棱台发光体拆卸件，在在7型导电配合头一端设置了棱台发光管组件，其棱台发光管组件包括导电柱，导电柱上远离7型导电配合头的一端设置有棱台固定架，棱台固定架的棱角下部设置有倾斜设置的LED发光管，LED发光管的外侧设置有聚光罩，该棱台发光体拆卸件则是为了形成棱台二具体设计的；如图13所示，为棱台发光体拆卸件，，在7型导电配合头一端设置了棱台发光管组件，其圆台发光管组件包括导电柱，导电柱上远离7型导电配合头的一端设置有圆台固定架，圆台固定架的下部设置有倾斜设置的至少一个LED发光管，LED发光管的外侧设置有聚光罩，棱台发光管组件则是配合部分教具形成园台体而设计的。

对于本发明中设计的立体几何LED快速成型教具而言，其目的则是为了提高孩子的空间想象能力、立体感觉和兴趣。

在具体使用时，本发明中可以搭建出现有部分常规或者非常规的立体几何图形，在通电操作时，配合控制装置，发光部位则是几何体的构成部分，不通电时，则是需要孩子用连接绳具体操作使用了。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。