专利名称：多功能矢量合成、分解演示器的制作方法
技术领域：
用于教学，特别适应于物理、数学教学的矢量平行四边形法则、三角形法则和数学教学的任意四边形、三角形、双叠三角形的演示器。也可适应于幼儿活动的玩具。
本发明的对比型是“矢量的平行四边形法则演示器”(见《中华人民共和国专利公告》申请号85201822)。该演示器的不足之处在于分矢量的大小不能变化，不能变换多种形式演示矢量分解，不能进行任意四边形、三角形、双叠三角形的演示；合矢量尾部滑轨超越出平行四边形，需加盖片遮挡，需制做体积较大的底板，不便于折叠、携带。
本发明的目的是提供一种新型的多功能矢量合成、分解演示器，它不但能随时显示二分力在0°－180°间变化时，合力的大小和方向，并且能进行合力一定，可分解成无数对分力的演示，矢量的三角形法则演示，任意四边形、三角形、双叠三角形的演示。
本发明是这样实现的将平行四边形的四条边和一对角线用薄板材料制成可以推拉、变化长短的机构。四个固定的顶点为转轴，以两相邻的两条边为二个分力，它们之间所夹的对角线为合力，则可做矢量的平行四边形法则演示，再配用一量角器，可随时读出二分力间夹角的度数和合力的方向；适当变化四条边的长度，可做矢量的三角形法则演示，可完成任意四边形、三角形、双叠三角形的造型。
发明的具体结构由以下的实施例及其附图给出
图1是根据本发明提出的多功能矢量合成、分解演示器的平面图。
图2是
图1演示器〔1〕、〔3〕、〔5〕、〔7〕、〔9〕的剖面图(剖成两片，未画一片除〔9〕以外没有凹槽〔14〕)。
图3是
图1演示器〔10〕的剖面图。
图4是
图1演示器〔2〕、〔4〕、〔6〕、〔8〕、〔11〕的平面图。
参照
图1，将剑形尺〔2〕有转轴孔〔22〕的一端插入剑鞘尺〔1〕有转轴孔〔12〕的一端，插没后从另一端拉出即构成
图1中的O1O2边。因为剑形尺另一端有外凸〔20〕。剑鞘尺另一端有内凸〔13〕，拉到终端即被卡住，O1O2边达到最大长度。用同样的方法，可实现O1O4边、O2O3边、O4O3边和对角线O1O3的构成。构成对角线O1O3时，可先将较窄的剑形尺〔11〕插入剑鞘尺〔10〕中，再将〔10〕插入较厚的剑鞘尺〔9〕中，从另一端将较窄剑形尺〔11〕拉出。剑鞘尺〔10〕中的内凸〔18〕能够卡住较窄剑形尺〔11〕的外凸〔20〕，较厚剑鞘尺〔9〕中的内凸〔13〕能够卡住剑鞘尺〔10〕的外凸〔16〕，不至于拉脱。构成的O1O2边、O1O4边和对角线O1O3，按
图1所示的前后顺序将O1用螺钉固定(可装、卸量角器)。O2O3边与O1O2边、O4O3边与O1O4边分别用铆钉固定O2和O4。固定时，在〔2〕与〔3〕之间和〔6〕与〔7〕之间各加一个外径比凹槽〔14〕的宽度略小，厚度比剑鞘尺鞘壁略厚的垫圈。最后将O2O3边、O4O3边和对角线O1O3用铆钉固定O3，固定时，在〔4〕与〔11〕之间和〔11〕与〔8〕之间各加三个上述的垫圈。固定完毕，四个固定点O1、O2、O3、O4即为平行四边形的四个顶点，也是各相邻边的公共转轴。在
图1的具体结构中，〔1〕－〔11〕各尺的长度相同。剑形尺〔2〕、〔4〕、〔6〕、〔8〕、〔11〕有外凸〔20〕的一端开两缝隙〔19〕，剑鞘尺〔10〕有外凸〔16〕的一端开两条缝隙〔15〕，可向两侧扩开一点，使其紧贴剑鞘尺内壁，增大静摩擦阻力，以便保持造型的稳定。凹槽〔14〕、〔17〕、〔21〕的作用是当各尺完全推入剑鞘尺时，凹槽卡在转轴上，可使平行四边形缩到最小，变成仅2倍剑形尺长度的直线形状，便于收藏、携带。
操作时，双手抓住任意一条边两端的转轴或对角线两端的转轴，沿该边或该对角线方向推拉，使其长度适当地变化，几次操作，就可按意图实现各种造型。
本发明可根据需要用塑料、金属、木板制成演示器。用硬性透明塑料制成的演示器、各线段用不同颜色标出，进行矢量合成、分解演示，效果理想、功能多、操作灵活、简便。
权利要求1.多功能矢量合成、分解演示器，特别适应于物理、数学教学的矢量平行四边形法则的演示器，该演示器由三个表示合矢量的部件[9]、[10]、[11]。四个表示二分矢量的部件[1]、[2]与[5]、[6]，四个表示二附助线段的部件[3]、[4]与[7]、[8]及其附加的一量角器组成，其特征在于a.表示矢量和附助线段的部件[1]、[3]、[5]、[7]、[9]、[10]均制成剑鞘形结构，[2]、[4]、[6]、[8]、[11]均制成剑形结构，b.[1]、[5]、[9]接合处附加一可拆卸的量角器。
2.根据权利要求1所述的演示器装置，各剑鞘形结构内壁末端设有内凸，各剑形结构始端设有外凸，二者嵌套推拉时形成矢量边或附助线段，不至于拉脱。
3.根据权利要求1、2所述的演示器装置，各剑形结构始端外凸处设有一对狭缝，能使始端宽度扩大一点，可调节嵌套推拉的阻力。
4.根据权利要求1、2所述的演示器装置，各剑鞘形结构末端设有凹槽，能使嵌套推入最深，装置结构最小。
5.根据权利要求1、2所述的演示器装置，如用塑料、金属、木板，可制成不同规格的演示器。
专利摘要多功能矢量合成、分解演示器，特别适应于教学的平行四边形法则演示器，各矢量线段及辅助线段均标在剑形尺和剑鞘尺插套结构上，推拉各线段时长度可变，附加量角器时可显示其间的夹角度数。
本实用新型在数学教学中可演示向量运算的平行四边形、三角形法则及复数的向量表示法，可进行任意四边形、三角形、双叠三角形的造型；在物理教学中可演示速度、位移、力、加速度等矢量的合成与分解。
文档编号G09B23/06GK2189769SQ94225639
公开日1995年2月15日 申请日期1994年1月26日 优先权日1994年1月26日
发明者柳星 申请人:柳星