专利名称：多用组合式立体几何教具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种教学用具，特别是一种多用组合式立体几何教具。
目前，中学立体几何教学中使用的教具大多为传统教具，几乎每个几何体有一个模型，不仅造价高、用途单一、不便携带，而且不易使学生树立空间观念，不能满足教与学的需要。87200950号专利公开的《组合式立体几何教学演示模型》虽然能有效地解决上述问题，但无法组成立体几何的全部模型，特别是组成立体几何模型的面与面之间的关系图，代表面的条件不够，相当一部分几何图形无法演示。此外，在台板上组成的立体几何形体不能旋转，不能倾斜，不能满足课堂上全体学生从不同的角度观看立体几何教学模型演示的要求，在教学实践应用中受到局限。
本实用新型的目的，在于提供一种重量轻、体积小、造价低、便于携带、方便使用，能快速组合成立体几何的各种直观模型，使学生产生空间想象力，树立立体观念，增强思维创造能力的多用组合式立体几何教具，以减轻学校购买教具的经济负担，解决立体几何难教、难学的问题，提高立体几何的教学质量。
本实用新型是根据“点动成线，线动成面，面动成体”的基本原理，利用线(带)、杆、板、框、圈、球等零部件组成的教具，并配有不同的颜色，能使组装成的立体几何模型与板图的颜色互相对照，达到建立空间概念的目的，同时，组装成的立体几何模型能随承放板一起任意旋转和上下左右前后倾斜，因此，能使课堂上的学生从各个不同的角度观看到教具演示。
本实用新型如
图1－24所示，它由图形承放板兼教具箱盖〔1〕教具箱体〔2〕、支承杆〔9〕、金属或塑料杆〔10〕、金属伸缩杆〔15〕橡胶伸缩带〔17〕、长方形平面板〔11、14〕、三角形平面板〔20、22、21、23〕、长方形框〔19〕、大小正方形框〔24、26〕、三角形框〔25〕五边形框〔27〕、六边形框〔28〕、网状平面板〔29〕、金属或塑料圈〔31〕、圆球〔32〕、扇形透明胶片〔33〕、长方形透明胶片〔34〕等组成。教具箱体〔2〕上开有与承放板〔1〕的厚度相等的槽〔6〕，可将承放板〔1〕翻转插入构成教具箱。教具箱内用隔板〔4〕分隔成两部分，分别用来放置杆状教具和板状教具及框、圈状教具部件；隔板〔4〕上设有固定安装支承杆〔9〕的孔(管)或圆圈〔5〕、图形承放板〔1〕的背面中心设有一万向圆洞孔槽〔8〕，能使其与支承杆〔9〕上的球头配合，任意旋转和上下左右转动，可用螺杆调节松紧度，不使用时，支承杆〔9〕装在教具箱的小框内。图形承放板〔1〕的正面刻有大小圆及各种多边形几何图案，并绘制成各种不同的颜色以区分不同的图形；在各种图形的转角处均开有与金属伸缩杆〔15〕和插杆〔30〕相配合的未贯通孔〔3〕(台阶孔)，通过不同孔、图形与各种部件的不同配合，构成立体几何的各种模型。金属伸缩杆〔15〕的下端是由万向接头较接并与承放板〔1〕上的孔〔3〕成动配合的圆柱体插头，金属伸缩杆〔15〕为三节伸缩式，其上端设有圆圈(〔16〕、下端设有挂勾〔18〕；橡胶伸缩带〔17〕的两端分别设有小圆圈和挂勾；长方形带槽平面板〔11〕的中心开有一圆孔〔7〕，其上开有两条长深槽〔36〕和三条等距浅槽口〔12〕、三条浅槽〔12〕之间活动安装有二个等距旋转圈〔16〕；三角形平面板〔20〕为角上开有浅槽〔12〕的红色正三角形；三角形平面板〔21〕为顶角有圆圈〔16〕，底角有浅槽〔12〕正反两面颜色不同的等腰三角形；三角形平面板〔22〕为顶角有浅槽〔12〕，底角有圆圈〔16〕的等腰三角形；三角形平面板〔23〕为角上有圆孔〔7〕的绿色正三角形。框形组件〔19、24、25、26、27、28〕的角上均开有圆孔〔7〕；网状平面板〔29〕的一个角上设有圆圈〔16〕，其余三个角上设有插杆〔30〕；金属或塑料圈〔31〕为直径相同的红、黄、绿三色开口圈各一个；透明胶片〔33、34〕的两边分别设有相互配合公母尼龙粘扣〔35〕。各种板、框均采用有机玻璃或塑料制成。
以下结合附图对本实用新型的组装演示作进一步描述参照附
图1－4，将支承杆〔9〕上的球头插入图形承放板〔1〕背面的万向圆洞孔〔8〕中，并把调节螺杆拧紧，然后再把支承杆〔9〕的另一端插进教具箱隔板〔4〕上的孔(管)〔5〕内固定。这样，便可在图形承放板〔1〕的正面演示各种几何形体。所组成的各种几何形体可随图形承放板〔1〕一起在支承杆〔9〕的球头上任意旋转和转动倾斜。
图25－27为本实用新型演示平面三个基本性质的示意图。将两端套有橡胶圈〔13〕的金属杆〔10〕平摆在图形承放板〔1〕上的任意一条直线上，这样可以演示“一条直线上的两点(A、B)在一个平面内，那么这条直线上的所有的点都在这个平面内”。
取下金属杆〔10〕，把长方形双槽平面板〔11〕的一条长槽口〔36〕卡进单槽平面板〔14〕的长槽口〔36〕内，这样，可以演示“两个平面有一个公共点(P)，那么它们有且只有一条通过这个点的公共直线”。
用三根金属伸缩杆〔15〕插在图形承放板〔1〕的正四边形图案的任意三个台阶孔〔3〕内，把一根未套橡胶圈〔13〕的金属杆〔10〕穿进双槽平面板〔11〕的两个圆圈〔16〕中，再把金属杆〔10〕的两端套进两边二根金属伸缩杆〔15〕的上端圆圈〔16〕中，另一根伸缩杆〔15〕把双槽平面板〔11〕的底端左角托起呈水平面，这样可以演示“经过一条直线(A、B)和这条直线外的一点(C)，有且只有一个平面”。
图28为本实用新型演示一个平面上的二条平行线的示意图。在图27的基础上，另用一根金属伸缩杆〔15〕插在图形承放板〔1〕的正四边形的空右角孔〔3〕上，托起长方形双槽平面板〔11〕的空右后角，然后用一根未套橡胶圈〔13〕的金属杆〔10〕穿进后面两根托着双槽平面板〔11〕的两根金属伸缩杆〔15〕上端的圆圈套〔16〕中即可。
图29为本实用新型演示一条直线和平面互相垂直的演示示意图。用一根金属伸缩杆〔15〕插在图形承放板〔1〕上的孔〔3〕内，再把长方形双槽平面板〔11〕的中心孔〔7〕对准金属伸缩杆〔15〕穿入，使其刚好承放在金属伸缩杆〔15〕的第一节台阶上即可。
图30为本实用新型演示“一条直线和一个平面内的两条直线都垂直，那么这条直线垂直于这个平面”的教具演示图。在图29的基础上用三根伸缩带〔17〕一端的三只圆圈〔16〕套进金属伸缩杆〔15〕的上端，另一端则分别经双槽平面板〔11〕的三个浅槽口〔12〕把三只挂勾挂入金属伸缩杆〔15〕底部的挂勾〔18〕上，并用三根金属杆〔10〕将一端用橡胶圈〔13〕扎再一起，再扎在金属伸缩杆〔15〕与双槽平面板〔11〕的交点直角上，另一端分开与卡在双槽平面板〔11〕的浅槽口〔12〕内的伸缩带〔17〕扎紧，这样可以演示证实直线和平面垂直的定理。
图31为本实用新型演示组成长方体的对角线的演示示意图。在图形承放板〔1〕长方形图案的四角圆孔〔3〕上插入四根金属伸缩杆〔15〕长方形框〔19〕四角的孔〔7〕套入并卡在金属伸缩杆〔15〕上端的台阶上，再用一根伸缩带〔17〕在金属伸缩杆〔15〕的中部缠一圈成长方形边，另用一根伸缩带〔17〕从前面的右上角拉到后面的左下角再往前平面拉至前右下角，这样可以演示“长方体一条对角线长的平方等于一个顶点上三条棱的长的平方和”。如果采用正方形图案，把长方形框〔19〕换成正方形框〔24〕便可组成正方体的对角线的演示教具。
图32、33、34为本实用新型组成三棱柱分割成三个三棱锥的教具演示图。在图形承放板〔1〕上的三角形图案的角圆孔〔3〕内插上三根金属伸缩杆〔15〕，将三角形平面板〔23〕的三个孔〔7〕套在金属伸缩杆〔15〕的第一节台阶上(或将三角形平面板〔20〕的三槽口边垫在金属伸缩杆〔15〕的第一节台阶上)，将两面各是不同颜色等腰三角形〔21〕底角槽口〔12〕叉在三角形平面板〔23〕(或三角形平面板〔20〕)的前角和右后角处金属伸缩杆〔15〕上，顶角的圆圈〔16〕套在右后边的金属伸缩杆〔15〕的上部；再将两面各是不同颜色的等腰三角形平面板〔22〕的顶角槽口〔12〕叉在金属伸缩杆〔15〕与三角形平面板〔23〕(或三角形平面板〔20〕)相交的前下角上，然后将三角形平面框〔25〕(或三角形平面板〔23〕)套在金属伸缩杆〔15〕的顶端。便可演示教具三棱柱和分割(颜色区分)成三个三棱锥。
图35－37描述了本实用新型组成棱锥、棱台的教具。将四根金属伸缩杆〔15〕插在图形承放板〔1〕的四边形图案的圆孔〔3〕上，将金属伸缩杆〔15〕顶端的圆圈〔16〕扎在一起就组成了四棱锥，用三根伸缩杆〔15〕可组成三棱锥，用六根金属伸缩杆〔15〕可组成六棱锥。把三－六棱锥的金属伸缩杆〔15〕缩短一些顶端分开套上角上有圆孔〔7〕的三角形框〔25〕－六边形框〔28〕，便可组装成三－六棱台。
图38描述了本实用新型组成二面角的教具。将两块网状平面板〔29〕左右对接，底部的插杆〔30〕插在图形承放板〔1〕上的圆孔〔3〕中，一块顶端的插杆〔30〕插进另一块顶端的圆圈〔16〕中，这样就构成二面角。再增加三－六块组合在一起，可组成三－六棱柱教具。
图39描述了本实用新型组成球的教具。用红、黄、绿三色金属或塑料开口圈〔31〕三只，其中两只成45度交叉放进另一只圈〔31〕内使每一只的开口处在与另一只的接触点上即可。
图40描述了本实用新型球与面相切的教具。图形承放板〔1〕上有一只吹足了气的气球〔32〕，这样组成了球和平面只有一个公共点的教具。
用图21所示的扇形透明胶片〔32〕围拢，使半径边沿的公母尼龙扣粘联在一起，安装在图形承放板〔1〕相应的圆形槽内，便是立体圆锥教具。
用图24的长方形透明胶片〔34〕按上述方法可组合成圆柱立体教具。如果把此圆柱安装在用图21组成的圆锥内，就构成了圆锥的内接圆柱立体教具。
总之，通过上述图形和方法的组合、变化，便可组装成中学立体几何的全部模型。
权利要求1.一种由箱、球、带、框、板、杆组合成的多用组合式立体几何教具，其特征再于配有一块刻有多种几何图案并用不同颜色区分的图形承放板[1]，一根带有万向球头的支承杆[9]、六根顶端设有圆圈[16]，下部设有挂勾[18]的三节式万向金属伸缩杆[15]、四根套有橡胶圈[13]的金属或塑料杆[10]、五根两端分别设有圆圈和挂勾的橡胶伸缩带[17]、还配有长方形带槽平面板[11、14]各一块、角上有开口槽[12]的红色正三角形平面板[20]，角上有圆孔[7]的绿色正三角形平面板[23]，顶角有圆圈[16]两底角有开口槽[12]的正反两面各是不同颜色的等腰三角形平面板[21]，顶角是开口槽[12]两底角是圆圈[16]的正反两面为不同颜色的等腰三角形平面板[22]各一块、角上设有圆孔[7]的大小正方形框[24、26]，长方形框[19]、三角形框[25]五边形框[27]，六边形框[28]各一块、带有插杆[30]和圆圈[16]的金属或塑料网状平面板[29]六块、直径相同的红黄绿三色开口金属或塑料圈[31]各一个、左右两边分别是公母尼龙扣[35]的扇形透明胶片[33]，长方形透明胶片[34]各一张。
2.根据权利要求1所述的多用组合式立体几何教具，其特征在于支承杆〔9〕上端设有万向圆球头，可插入图形承放板〔1〕背面的万向球头圆洞孔〔8〕中；图形承放板〔1〕及组装成的模型可绕球头任意旋转和前后左右转动倾斜。
3.根据权利要求1或2所述的多用组合式立体几何教具，其特征在于图形承放板〔1〕的正面绘刻有大小圆及多种几何图案，图案的每个角上均开有台阶式未贯通圆孔〔3〕；背面设有安装支承杆〔9〕的万向球头圆洞孔〔8〕。
4.根据权利要求1所述的多用组合式立体几何教具，其特征在于长方形带槽平面板〔11〕上开有两条长深槽〔36〕和三条等距浅槽口〔12〕，三条浅槽口〔12〕之间活动安装有二个等距旋转圆圈〔16〕，长方形带槽平面板〔11〕的正中设有圆孔〔7〕。
5.根据权利要求1或2所述的多用组合式立体几何教具，其特征在于支承杆〔9〕的下端可插入教具箱隔板〔4〕的圆圈孔〔5〕内固定。
专利摘要本实用新型提供了一种多用组合式立体几何教具。是由若干金属或塑料杆、板、框及球、伸缩带组成。能满足中学立体几何教学的需要，快速组装成各种颜色、形状的立体几何模型，组装成的模型可以任意旋转和前后左右转动倾斜，能使课堂上的学生从不同的角度观看到教具演示，能使学生理解、树立空间概念，发挥想象力和创造力，达到提高教学质量的目的。具有重量轻、成本低、便于携带、适合普及使用等优点。
文档编号G09B23/00GK2072710SQ90215958
公开日1991年3月6日 申请日期1990年10月5日 优先权日1990年10月5日
发明者吴俊廷 申请人:吴俊廷