一种教学装置及其应用的制作方法

本发明涉及教学领域，特别涉及一种教学装置及其应用。

背景技术：

三视图是观测者从上面、左面、正面三个不同角度观察同一个空间几何体而画出的图形。将人的视线规定为平行投影线，然后正对着物体看过去，将所见物体的轮廓用正投影法绘制出来的图形称为视图。一个物体有六个视图：从物体的前面向后面投射所得的视图称主视图（正视图）——能反映物体的前面形状，从物体的上面向下面投射所得的视图称俯视图——能反映物体的上面形状，从物体的左面向右面投射所得的视图称左视图（侧视图）——能反映物体的左面形状，还有其它三个视图不是很常用。三视图就是主视图（正视图）、俯视图、左视图（侧视图）的总称。三视图能够正确反映物体长、宽、高尺寸的正投影工程图（主视图，俯视图，左视图三个基本视图）为三视图，这是工程界一种对物体几何形状约定俗成的抽象表达方式。

三视图是高中必修课程《技术与设计1》中学生觉得较难的内容之一。教学中常出现学生绘图习惯不好，作图实践课时少，空间形体与平面图形之间的转换有困难，及学习内容和学习方式等方面的问题。三视图的成图原理学生并不陌生，学生在数学课程有所接触，了解三视图绘制方法。但是，学生没有注意到数学中的三视图与技术语言的三视图有着较大的不同。数学中三视图主要是训练学生从三个方位投影空间形体所得图形，帮助学生理解空间结构和位置关系。技术“语言”中的三视图作为一种技术语言，有很多规范和标准方面的内容，是设计人员表达设计思想和交流作品信息的一种“语言”。虽然成图原理一样，但是数学中的三视图教学没有上升到“语言”的高度，也就是说三视图作为一种表达交流的工具，学生不太了解。如在数学中绘制三视图时学生比较随意，不太讲究规范。

现有的教学三视图方法中，较为常见的，是教师站在讲台，以手持的方式举起多面体模型，如三角锥体，当教师举起三棱锥体，向学生展示三棱锥体的正视图时，长方形面对准教师，棱角对准学生时，因为学生坐的座位不同，所看到的形状是不同的，正对面看到的为长方形，其边长为三棱锥体的边长，但是两侧学生看到的长方形边长却小于三棱锥边长，当教师展示三棱锥体的侧视图时，正对面学生所看到的长方形边长为三棱锥体的三角形高，但是两侧学生看到的长方形边长却大于三棱锥体的三角形高，而且因为展示时因为学生座位远近不同，不能直观的观察到教师所述的所谓边长的具体差别，造成误解；这种方法极大的降低了学生的学习积极性，严重的甚至导致学生厌恶学习三视图，为以后的教学造成严重后果，而且这种方法极大的增加了教师的教学难度，甚至影响到教学进度。

技术实现要素：

针对以上情况，本发明解决了教师教学效率低下，消耗体力严重，学生学习积极性不高，甚至产生厌倦学习三视图的课程的问题，极大的提高了教师的教学效率，提高了学生的学习积极性，寓教于乐，在学习中找到快乐，在快乐的情绪中学习。

一种教学装置的应用，包括以下步骤：步骤（1）,教师通过控制集成控制开关打开三视图装置的背面，将支撑杆107穿过需要讲解的多面体的中心，观察多面体在支撑杆107上的刻度读数并保持两个读数一致；步骤（2）,将支撑杆安装到传动轴204上；步骤（3）,控制集成控制开关关闭主体1的背面，通过背面的安装的自锁电机达到自锁，这时背面平面与相接触的四面互相垂直，与正面平行；步骤（4）,通过集成控制开关打开背面、右侧面、底面的led平面光源；步骤（5）,控制集成控制开关升高主体1、主体2，使靠后的学生同样能观察到主体1；步骤（6）,控制集成控制开关打开反光面109，使学生可以观察到顶面的投影。

一种教学装置的应用，包括以下步骤：步骤（1）,调整支撑杆之间的间距，将需要讲解的多面体放置在支撑杆的托盘中间，控制集成控制开关夹紧多面体，压力传感器实时的传递信号到集成控制开关，达到定额压力时自动断电；步骤（2）,控制集成控制开关关闭主体1的背面，通过背面的安装的自锁电机达到自锁，这时背面平面与相接触的四面互相垂直，与正面平行；步骤（3）,通过集成控制开关打开三视图装置的背面、右侧面、底面的led平面光源；步骤（4）,控制集成控制开关升高主体1、主体2，使靠后的学生同样能观察到主体1；步骤（5）,控制集成控制开关打开反光面109，使学生可以观察到顶面的投影。

所述三视图装置，包括：主体1，主体2，底座3，支撑架107，其中所述主体1为正方体箱体，内部为腔体，所述主体1的正面103、左侧面102、顶面101为带有涂层的玻璃，所述主体1的背面104、右侧面105、底面106为带有led平面光源的不透明材质；所述主体2为长方形箱体，内部为腔体，所述主体2内部包括电机203、齿轮组202、传动轴204；所述底座3为长方形箱体，内部为腔室，所述底座3背面安装有集成控制开关301，所述底座3背面设置有外接电源接口302，所述底座3顶面安装有减震橡胶，所述底座3腔体内包括：内置电源305、电动伸缩杆组304；所述主体1的顶面101上安装有反光镜109，所述顶面101与反光面109通过销轴连接，且安装有电机108，电机108与集成控制开关301电性连接，并接受集成控制开关301的控制，控制反光面109沿顶面101与反光面109连接边转动0°至45°；所述主体1的背面104、右侧面105、底面106的led平面光源电性连接到所述集成控制开关301，并接受集成控制开关301的控制；所述主体2内部的电机203与所述集成控制开关301电性连接，且接受集成控制开关301的控制；所述齿轮组202与电机203机械式连接，所述齿轮组202与传动轴204连接；所述集成控制开关301与外接电源接口302电性连接，所述集成控制开关301与内置电源305电性连接，并通过控制电路给内置电源305充电，所述集成控制开关301与电动伸缩杆组304电性连接，并控制所述电动伸缩杆组304的运动，所述集成控制开关301与所述支撑架107电性连接，并控制所述支撑架107的运动；所述电动伸缩杆组304底部固定连接在所述底座3内部腔体的连接点，所述电动伸缩杆组304上部固定连接所述主体2的底部固定连接点。

支撑架107为两个对称竖直安装的电动伸缩杆1071及1072，所述电动伸缩杆1071顶部及电动伸缩杆1072顶部带有托盘，所述电动伸缩杆1071及电动伸缩杆1072底部为六棱形，所述电动伸缩杆1072固定安装在所述主体1的顶部101中心，通过滚轴连接；所述电动伸缩杆1071底部通过插放安装在所述传动轴204上，且所述传动轴204与所述电动伸缩杆1071底部之间带有压力传感器205，所述压力传感器205与集成控制开关301电性连接，集成控制开关301接受所述压力传感器205的信号。

优选的，所述主体1的正面103、左侧面102、顶面101为带有涂层的玻璃的两边各设有两条对应正负极的电源贴线110，所述电源贴线110与所述集成控制开关301电性连接，且与微电流监测传感器111串联，如图6所示为其中之一的所述微电流监测传感器111、所述集成控制开关301与所述电源贴线的接法；所述集成控制开关301接受微电流监测传感器111的信号并处理；内光电效应是被光激发所产生的载流子（自由电子或空穴）仍在物质内部运动，使物质的电导率发生变化或产生光生伏特的现象，所以通过监测传感器得到的信号差，通过集成控制开关的处理并计算，得到投射阴影面积。

优选的，所述主体2的齿轮组202，包括：齿轮2023，齿轮2025，齿轮2026，圆柱蜗杆传动2022，圆柱蜗杆传动2024，角度监测传感器2021；所述角度监测传感器2021与所述集成控制开关301电性连接，所述集成控制开关301电性连接接受角度监测传感器2021的信号并处理；所述齿轮2023与所述电机203固定连接，所述齿轮2025与连接轴204固定连接。

优选的，所述电动伸缩杆组304为型号相同的4个电动伸缩杆，所述电动伸缩杆带有行程计数器，所述行程计数器与所述集成控制开关301电性相连，所述集成控制开关301接受所述行程计数器的信号并处理；所述电动伸缩杆组304对称安装在所述主体2底部与所述底座3腔体内；所述减震橡胶带有与所述电动伸缩杆组304对应的孔并能使所述电动伸缩杆组304的电动伸缩杆自由的通过。

优选的，所述主体1的背面106与右侧面105安装有电机组1061，所述电机组1061与所述集成控制开关301电性连接，并接受所述集成控制开关301的控制进行开合。

优选的，所述支撑架107有两种选择，一种为两个对称竖直安装的动端安装有托盘的电动伸缩杆组，用于固定较小的非对称型多面体或较小的对称多面体，

本发明的另一实施例中的支撑架107结构为一种为六棱柱型的细直六棱柱且所述支撑架107带有以中心为原点的刻度线，用于固定带有穿过中心点的孔径大小与所述六棱柱一致的教学模型多面体，所述六棱柱带有锁具，用于固定多面体的位置。

附图说明

图1为本发明的实际效果图及分解图。

图2为本发明的主体1的六面外表图。

图3为本发明的支撑杆安装位置图。

图4为本发明的顶面反光镜的安装图。

图5为本发明的电源贴片的安装位置图。

图6为本发明的电源贴片与微电流监测传感器、集成控制开关的连接关系。

图7为本发明的支撑杆的两种方式及切面形状。

图8为本发明的主体1的背面开合控制的电机安装位置。

图9为本发明的主体2的结构示意图。

图10为本发明的转动装置的结构示意图。

图11为本发明的传动轴俯视图。

图12为本发明的底座3的后视图。

图13为本发明的电动伸缩杆组的安装位置示意图。

图14为本发明的集成控制开关的面板结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一。

一种教学装置的应用，包括以下步骤：步骤（1）,调整支撑杆之间的间距，将需要讲解的多面体放置在支撑杆的托盘中间，控制集成控制开关夹紧多面体，压力传感器实时的传递信号到集成控制开关，达到定额压力时自动断电；

步骤（2）,控制集成控制开关关闭主体1的背面，通过背面的安装的自锁电机达到自锁，这时背面平面与相接触的四面互相垂直，与正面平行；

步骤（3）,通过集成控制开关打开三视图装置的背面、右侧面、底面的led平面光源；

步骤（4）,控制集成控制开关升高主体1、主体2，使靠后的学生同样能观察到主体1；

步骤（5）,控制集成控制开关打开反光面109，使学生可以观察到顶面的投影。

所述三视图装置包括：主体1，主体2，底座3，支撑架107；所述主体1为正方体箱体，内部为腔体，所述主体1的正面103、左侧面102、顶面101为带有涂层的玻璃，所述主体1的背面104、右侧面105、底面106为带有led平面光源的不透明材质；所述主体2为长方形箱体，内部为腔体，所述主体2内部包括电机203、齿轮组202、传动轴204；所述底座3为长方形箱体，内部为腔室；所述底座3背面安装有集成控制开关301，所述底座3背面设置有外接电源接口302，所述底座3顶面安装有减震橡胶，所述底座3腔体内包括：内置电源305、电动伸缩杆组304。

所述主体1的顶面101上安装有反光镜109；所述顶面101与反光面109通过销轴连接，且安装有电机108，电机108与集成控制开关301电性连接，并接受集成控制开关301的控制，控制反光面109沿顶面101与反光面109连接边转动0°至45°；所述主体1的背面104、右侧面105、底面106的led平面光源电性连接到所述集成控制开关301，并接受集成控制开关301的控制；所述主体2内部的电机203与所述集成控制开关301电性连接，且接受集成控制开关301的控制；所述齿轮组202与电机203机械式连接，所述齿轮组202与传动轴204连接；所述集成控制开关301与外接电源接口302电性连接，所述集成控制开关301与内置电源305电性连接，并通过控制电路给内置电源305充电，所述集成控制开关301与电动伸缩杆组304电性连接，并控制所述电动伸缩杆组304的运动，所述集成控制开关301与所述支撑架107电性连接，并控制所述支撑架107的运动；所述电动伸缩杆组304底部固定连接在所述底座3内部腔体的连接点，所述电动伸缩杆组304上部固定连接所述主体2的底部固定连接点。

所述支撑架107为两个对称竖直安装的电动伸缩杆1071及1072，所述电动伸缩杆1071顶部及电动伸缩杆1072顶部带有托盘，所述电动伸缩杆1071及电动伸缩杆1072底部为六棱形，所述电动伸缩杆1072固定安装在所述主体1的顶部101中心，通过滚轴连接；所述电动伸缩杆1071底部通过插放安装在所述传动轴204上，且所述传动轴204与所述电动伸缩杆1071底部之间带有压力传感器205，所述压力传感器205与集成控制开关301电性连接，集成控制开关301接受所述压力传感器205的信号。

所述主体1的正面103、左侧面102、顶面101为带有涂层的玻璃，且所述正面103带有涂层的玻璃带有以正面103中心为原点的坐标系，所述左侧面102带有涂层的玻璃带有以左侧面102中心为原点的坐标系，所述顶面101带有涂层的玻璃带有以顶面101中心为原点的坐标系；所述主体1的正面103、左侧面102、顶面101为带有涂层的玻璃的两边各设有两条对应正负极的电源贴线110，所述电源贴线110与所述集成控制开关301电性连接，且与微电流监测传感器111串联，如图6所示为其中之一的所述微电流监测传感器111、所述集成控制开关301与所述电源贴线的接法；所述集成控制开关301接受微电流监测传感器111的信号并处理；内光电效应是被光激发所产生的载流子（自由电子或空穴）仍在物质内部运动，使物质的电导率发生变化或产生光生伏特的现象，所以通过监测传感器得到的信号差，通过集成控制开关的处理并计算，得到投射阴影面积。

所述主体2的齿轮组202，包括：齿轮2023，齿轮2025，齿轮2026，圆柱蜗杆传动2022，圆柱蜗杆传动2024，角度监测传感器2021；所述角度监测传感器2021与所述集成控制开关301电性连接，所述集成控制开关301电性连接接受角度监测传感器2021的信号并处理；所述齿轮2023与所述电机203固定连接，所述齿轮2025与连接轴204固定连接；电动伸缩杆组304为型号相同的4个电动伸缩杆，所述电动伸缩杆带有行程计数器，所述行程计数器与所述集成控制开关301电性相连，所述集成控制开关301接受所述行程计数器的信号并处理；所述电动伸缩杆组304对称安装在所述主体2底部与所述底座3腔体内；减震橡胶带有与所述电动伸缩杆组304对应的孔并能使所述电动伸缩杆组304的电动伸缩杆自由的通过；主体1的背面106与右侧面105安装有电机组1061，所述电机组1061与所述集成控制开关301电性连接，并接受所述集成控制开关301的控制进行开合。

所述支撑架107有两种选择，一种为两个对称竖直安装的动端安装有托盘的电动伸缩杆组，用于固定较小的非对称型多面体或较小的对称多面体。

使用时，学生可以直观的具体的观察到多面体投影到正面、左侧面、顶面的三个不同的阴影，并通过读取坐标系的数字认识到所投射的阴影，通过读取集成控制开关上的显示屏上的读数可以直观的测出阴影面积；教师通过控制集成控制开关旋转多面体，通过集成控制开关上的读数控制多面体的旋转度数，此时，学生可以清晰直观的观察到因为旋转角度不同，所述主体1的顶面、正面、左侧面的投影形状不同，投影的边长数据也有所不同，投影的实时阴影面积也发生变化。同时，也可选择一到几个学生单独或一起操作该发明装置，更能直观的体验到三视图的变化及三视图的成形。通过本发明装置，可以有效的提高学生的学习兴趣，提升了学生的学习效率，同时提升了教师的教学效率，节省了教师的体力，能更好的教导学生。

实施例二。

一种教学装置的应用，包括以下步骤：步骤（1）,教师通过控制集成控制开关打开三视图装置的背面，将支撑杆107穿过需要讲解的多面体的中心，观察多面体在支撑杆107上的刻度读数并保持两个读数一致；步骤（2）,将支撑杆安装到传动轴204上；步骤（3）,控制集成控制开关关闭主体1的背面，通过背面的安装的自锁电机达到自锁，这时背面平面与相接触的四面互相垂直，与正面平行；步骤（4）,通过集成控制开关打开背面、右侧面、底面的led平面光源；步骤（5）,控制集成控制开关升高主体1、主体2，使靠后的学生同样能观察到主体1；步骤（6）,控制集成控制开关打开反光面109，使学生可以观察到顶面的投影。

所述三视图装置包括：主体1，主体2，底座3，支撑架107；所述主体1为正方体箱体，内部为腔体，所述主体1的正面103、左侧面102、顶面101为带有涂层的玻璃，所述主体1的背面104、右侧面105、底面106为带有led平面光源的不透明材质；所述主体2为长方形箱体，内部为腔体，所述主体2内部包括电机203、齿轮组202、传动轴204；所述底座3为长方形箱体，内部为腔室；所述底座3背面安装有集成控制开关301，所述底座3背面设置有外接电源接口302，所述底座3顶面安装有减震橡胶，所述底座3腔体内包括：内置电源305、电动伸缩杆组304。

所述主体1的顶面101上安装有反光镜109；所述顶面101与反光面109通过销轴连接，且安装有电机108，电机108与集成控制开关301电性连接，并接受集成控制开关301的控制，控制反光面109沿顶面101与反光面109连接边转动0°至45°；所述主体1的背面104、右侧面105、底面106的led平面光源电性连接到所述集成控制开关301，并接受集成控制开关301的控制；所述主体2内部的电机203与所述集成控制开关301电性连接，且接受集成控制开关301的控制；所述齿轮组202与电机203机械式连接，所述齿轮组202与传动轴204连接；所述集成控制开关301与外接电源接口302电性连接，所述集成控制开关301与内置电源305电性连接，并通过控制电路给内置电源305充电，所述集成控制开关301与电动伸缩杆组304电性连接，并控制所述电动伸缩杆组304的运动，所述集成控制开关301与所述支撑架107电性连接，并控制所述支撑架107的运动；所述电动伸缩杆组304底部固定连接在所述底座3内部腔体的连接点，所述电动伸缩杆组304上部固定连接所述主体2的底部固定连接点。

支撑架107为六棱柱型的细直六棱柱，且所述支撑架107带有以中心为原点的刻度线，用于固定带有穿过中心点的孔径大小与所述六棱柱一致的教学模型多面体，所述六棱柱带有锁具，用于固定多面体的位置。

所述主体1的正面103、左侧面102、顶面101为带有涂层的玻璃，且所述正面103带有涂层的玻璃带有以正面103中心为原点的坐标系，所述左侧面102带有涂层的玻璃带有以左侧面102中心为原点的坐标系，所述顶面101带有涂层的玻璃带有以顶面101中心为原点的坐标系；所述主体1的正面103、左侧面102、顶面101为带有涂层的玻璃的两边各设有两条对应正负极的电源贴线110，所述电源贴线110与所述集成控制开关301电性连接，且与微电流监测传感器111串联，如图6所示为其中之一的所述微电流监测传感器111、所述集成控制开关301与所述电源贴线的接法；所述集成控制开关301接受微电流监测传感器111的信号并处理；内光电效应是被光激发所产生的载流子（自由电子或空穴）仍在物质内部运动，使物质的电导率发生变化或产生光生伏特的现象，所以通过监测传感器得到的信号差，通过集成控制开关的处理并计算，得到投射阴影面积。

所述主体2的齿轮组202，包括：齿轮2023，齿轮2025，齿轮2026，圆柱蜗杆传动2022，圆柱蜗杆传动2024，角度监测传感器2021；所述角度监测传感器2021与所述集成控制开关301电性连接，所述集成控制开关301电性连接接受角度监测传感器2021的信号并处理；所述齿轮2023与所述电机203固定连接，所述齿轮2025与连接轴204固定连接；电动伸缩杆组304为型号相同的4个电动伸缩杆，所述电动伸缩杆带有行程计数器，所述行程计数器与所述集成控制开关301电性相连，所述集成控制开关301接受所述行程计数器的信号并处理；所述电动伸缩杆组304对称安装在所述主体2底部与所述底座3腔体内；减震橡胶带有与所述电动伸缩杆组304对应的孔并能使所述电动伸缩杆组304的电动伸缩杆自由的通过；主体1的背面106与右侧面105安装有电机组1061，所述电机组1061与所述集成控制开关301电性连接，并接受所述集成控制开关301的控制进行开合。

使用时，学生可以直观的具体的观察到多面体投影到正面、左侧面、顶面的三个不同的阴影，并通过读取坐标系的数字认识到所投射的阴影，通过读取集成控制开关上的显示屏上的读数可以直观的测出阴影面积；教师通过控制集成控制开关旋转多面体，通过集成控制开关上的读数控制多面体的旋转度数，此时，学生可以清晰直观的观察到因为旋转角度不同，所述主体1的顶面、正面、左侧面的投影形状不同，投影的边长数据也有所不同，投影的实时阴影面积也发生变化。同时，也可选择一到几个学生单独或一起操作该发明装置，更能直观的体验到三视图的变化及三视图的成形。通过本发明装置，可以有效的提高学生的学习兴趣，提升了学生的学习效率，同时提升了教师的教学效率，节省了教师的体力，能更好的教导学生。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。