专利名称：组合式圆锥曲线画规的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于教学的教具。
解析几何中所描述的圆锥曲线，是椭圆、双曲线和抛物线的总称。现有教材都是采用距离定义法来定义圆锥曲线的，这样定义的优点是摆脱了圆锥曲线必须与一个圆锥面相联系的观念，所以直接在平面上定义椭圆为平面上一动点到二定点F1、F2之间的距离之和为一常数，则动点的轨迹是椭圆，F1、F2为椭圆的焦点。定义双曲线为平面上一动点到二定点F1、F2之间的距离之差为一常数，则动点的轨迹为双曲线，F1、F2为双曲线的焦点等等。然而在教学中，创建已有300余年的解析几何，对圆锥曲线的作图，至今仍然没有一种适用的工具。目前国内虽有不少关于圆锥曲线规的发明，例如CN86200441、CN87212546，以及CN93105965.8等等，它们虽能画出圆锥曲线，但作图时不能体现圆锥曲线的定义，也不便于直接在黑板上操作使用，故都不适于课堂教学演示使用。由于在教学中教会学生对定义的深刻理解是第一位的，其它的特征数据是次要的，如果作为教具，不能体现定义，当然在教学中就难于推广。
本实用新型的发明目的正是在于针对上述问题，推出一种在教学中演示直观，便于学生理解，可以完整地画出圆锥曲线，并且完全体现出圆锥曲线定义的组合式圆锥曲线画规。
本实用新型的发明目的可以通过以下技术方案得以实现它由椭圆画笔、双曲抛物画笔、准线滑轨和焦点定位座组合而成，其中椭圆画笔的构成是采用半圆销2将笔体套1与笔体3联接在一起，半圆销2与笔体套1为固定联接，半圆销2与笔体3呈滑动配合；笔体在套内可灵活转动。在笔体3下部的空腔内装有轴承5，轴承5内装有端部带孔的轴6，笔体最下端可装着色画笔。双曲抛物画笔的上部为空心圆盒7，中部为管道11，下部为笔头13；中心轴8通过带把手的固定轴19固定装于空心圆盒7的壳体上，外圈带凹槽的圆环9装在中心轴8上，旋转带把手的销轴19可使中心轴8转动。带状弹簧10盘绕于空心圆盒7内，其一端固定联接在中心轴8上，另一端联接在外圈带槽的圆环9上，两根等长且并齐的线段12一端固定且绕装于圆环槽内，另一端的两个头通过管道11分别从笔头13两侧的小孔内穿出并与带环状钩的防缩小球14相联，以防弹簧拉紧时，拉线缩回槽内。准线滑轨呈长条状，其一边是凹形滑槽，一边是封闭管道，管道外侧直边为准线。准线滑轨具有滑轨22、滑车25、定位座20、滑轮24和配重块26，在滑轨22的两端装有定位座20，在其座底具有不于胶物质；滑轮24通过螺钉固定装于滑轨22的上部，滑轨22的滑槽内装有滑车25，系有配重块26的线绳通过滑轮24与滑车25相联，配重块26置于封闭管中。焦点定位座包括座盖27、座体30、定位销28、弹簧29；在座体30的底部设有凹槽，其内具有不干胶物质，同时在座盖顶部设有中心孔，内装带节的线绳31，以方便连线。
本实用新型的优点在于①作图时能完全体现出圆锥曲线的定义，教学演示直观，便于学生理解；②可在不同质的黑板上操作演示，且随着曲线离心率的不同，可作出不同的图形，故在教学中有良好效果。
附图及图面说明
图1是本实用新型椭圆画笔的剖视结构示意图；图2是本实用新型双曲抛物画笔的剖视结构示意图；图3是本实用新型图2A-A向剖切放大的结构示意图；图4是本实用新型准线滑轨主视结构示意图；图5是本实用新型准线滑轨侧视结构示意图；图6是本实用新型图4B-B向剖切结构示意图；图7是本实用新型焦点定位座的剖视结构示意图；图8是采用本实用新型画椭圆示意图；图9是采用本实用新型画双曲线示意图；
图10是采用本实用新型画抛物线示意图。
其中各标号为1--笔体套2--半圆销3--笔体4--轴承盖5--轴承 6--轴7--空心圆盒 8--中心轴9--圆环10--弹簧 11--管道 12--线段13--笔头 14--小球 19--把手固定轴20--定位座 21、23--螺钉22--滑轨24--滑轮25--滑车26--配重块27--座盖28--定位销 29--弹簧30--座体31-一带节线绳实施例本说明书第五部分已经描述了本实用新型完整的实施例，这里不再重复。制造本实用新型时选用塑料或金属材料采用传统加工技术即可。使用本实用新型可用椭圆画笔、双曲抛物画笔、准线滑轨和焦点定位座的不同搭配来实现圆锥曲线中椭圆、双曲线、抛物线的教学定义画图演示。如用椭圆画笔与两个焦点定位座搭配，将焦点定位座固定于黑板上，并将一定长度的线段穿过轴(6)的小孔，线的两端分别与焦点定位座顶部引线(31)联接。从(6)的小孔处到二焦点定位座的顶部，构成两段距离r1、r2，总长r1+r2＝2a，(2a为常数)，如图8所示，手握画笔套，扶正画笔，使笔端接触黑板，然后绕二焦点定位座旋转，便可画出完整的椭圆。改变2a的长度或改变焦点位置，即得到离心e的不同值，这时可画出不同的椭圆。
用双曲抛物画笔与两个焦点定位座搭配，将焦点定位座固定在黑板上，并将小球(14)上的挂钩分别与二焦点定位座引线相接。从笔头到座顶构成两段距离r1、r2，使r1-r2＝2a，2a是常数，如图9所示，手握画笔，扶正，笔端接触黑板，移动画笔，便画出双曲线的一支，改变接线位置，使r2-r1＝2a，便可画出曲线的另一支。改变2a的长度或焦点位置，可画出不同的双曲线。
用双曲抛物画笔，滑轨和一个焦点定位座搭配，将滑轨与焦点定位座固定在黑板上，再将(14)的一个钩子钩住滑车拉杆，一个钩子钩住焦点定位座的引线，构成两个距离r1、r2，当r1＝r2时，如
图10所示，拉紧线绳，移动画笔，便可画出抛物线。改变焦点位置，便可画出不同的抛物线。
权利要求1.一种组合式圆锥曲线画规，其特征在于由椭圆画笔、双曲抛物画笔、准线滑轨和焦点定位座组成；其中a、椭园画笔是采用半圆销(2)将笔体套(1)与笔体(3)联接在一起，半圆销(2)与笔体套(1)为紧固联接，半圆销(2)与笔体(3)呈滑动配合；在笔体(3)下部的空腔内装有轴承(5)，轴承(5)内装有端部带孔的轴(6)；b、双曲抛物画笔的上部为空心圆盒(7)，中部为管道(11)，下部为笔头(13)，中心轴(8)通过带把手的固定轴(19)固定装于空心圆盒(7)的壳体上，外圈带凹槽的圆环(9)装在中心轴(8)上；带状弹簧(10)盘绕于空心圆盒(7)内，其一端固定联接在转动中心轴(8)上，另一端联接在外圈带凹槽的圆环(9)上，两根等长且并齐的线段(12)一端固定且绕装于圆环槽内，另一端的两个头通过管道(11)分别从笔头(13)的两侧小孔内穿出并与带环状钩的防缩小球(14)相联；c、准线滑轨呈长条状，其一边是凹形滑槽，一边是外侧直边为准线的封闭管道，准线滑轨具有滑轨(22)、滑车(25)、定位座(20)、滑轮(24)和配重块(26)；在滑轨(22)的两端装有定位座(20)，在其座底具有不干胶物质；滑轮(24)通过螺钉固定装于滑轨(22)的上部，滑轨(22)的滑槽内装有滑车(25)，系有配重块(26)的线绳通过滑轮(24)与滑车(25)相联、配重块(26)置于封闭管中；d、焦点定位座包括座盖(27)、座体(30)、定位销(28)、弹簧(29)，在座体(30)的底部设有环形凹槽，其内具有不干胶物，座盖顶部设有中心孔，内装带节的线绳(31)。
专利摘要一种用于课堂教学中画椭圆、双曲线和抛物线的教具。包括椭圆画笔、双曲抛物画笔、准线滑轨车和焦点定位座四个部件。椭圆画笔具有笔体和笔体套，双曲抛物画笔具有空心圆盒、管道和笔头，准线滑轨呈长条状，是由滑轨、滑车、定位座、滑轮和配重块组成。焦点定位座具有座盖、座体、定位销、弹簧，使用时将上述四种部件用不同的搭配方法，便可在黑板上准确地画出各种圆锥曲线图形，具有教学演示直观，并可完全体现出曲线定义，易于学生理解的优点。
文档编号B43L11/02GK2264675SQ9623608
公开日1997年10月15日 申请日期1996年7月17日 优先权日1996年7月17日
发明者方立政 申请人:方立政