一种楼梯教学模型及其制造方法与流程

本发明涉及教学领域，具体而言，涉及一种楼梯教学模型及其制造方法。

背景技术：

了解楼梯构造及内部钢筋布置是土木工程类专业教学的重要内容之一，但由于受到安全等客观条件的制约，往往无法在施工现场开展教学，因此，需要采用教学模型进行教学。

然而现有的楼梯教学模型，无法使学生了解楼梯内部钢筋布置，且其可操作性差，无法满足教学需要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种楼梯教学模型，其可多次重复拆卸，且其可操作性强，便于携带和使用，满足了教学过程中实验主体对于楼梯教学模型的实践需求。

本发明的另一目的在于提供一种楼梯教学模型的制造方法，其可提高楼梯教学模型的重复使用次数，降低其在教学过程中的损坏率，从而整体上延长了楼梯教学模型的使用寿命。

本发明的实施例是这样实现的：

一种楼梯教学模型，其包括楼梯本体模块、楼梯休息平台模块、用于支撑楼梯本体模块和楼梯休息平台模块的支撑柱模块。其中，楼梯本体模块包括第一楼梯本体和第二楼梯本体，第一楼梯本体与第二楼梯本体呈人字形，且第一楼梯本体与第二楼梯本体相互靠近的一端通过楼梯休息平台模块连接，支撑柱模块包括第一支撑柱和第二支撑柱，第一支撑柱可拆卸连接于楼梯休息平台模块的底面，第二支撑柱可拆卸连接于第二楼梯本体远离楼梯休息平台模块的一端，第一楼梯本体和第二楼梯本体分别可拆卸连接于楼梯休息平台模块。

在本发明较佳的实施例中，上述楼梯本体包括台阶模块和用于承载台阶模块重量的支持模块，台阶模块设置于支持模块上表面。

在本发明较佳的实施例中，上述支持模块包括混凝土模块和镶嵌于混凝土模块中的钢筋模块。

在本发明较佳的实施例中，上述钢筋模块包括沿楼梯本体长度方向设置的第一钢筋模块和沿楼梯本体宽度方向设置的第二钢筋模块。

在本发明较佳的实施例中，上述第一钢筋模块和第二钢筋模块的数量均为多个，且均阵列镶嵌于混凝土模块中。

在本发明较佳的实施例中，上述钢筋模块还包括用于连接楼梯本体和楼梯休息平台的钢筋连接件，钢筋连接件两端分别可拆卸的连接于混凝土模块和楼梯休息平台模块。

在本发明较佳的实施例中，上述钢筋连接件的两端还设置有用于固定钢筋连接件的固定件。

在本发明较佳的实施例中，上述台阶模块与支持模块可拆卸连接，支持模块包括用于与台阶模块可拆卸连接的连接部和设置于连接部一侧的用于观察支撑模块结构的延伸部。

在本发明较佳的实施例中，上述楼梯休息平台模块为长方形，第一支撑柱的个数为四个，四个第一支撑柱分别可拆卸连接于楼梯休息平台模块的四个边角，楼梯休息平台模块沿宽度方向的两边设置有楼梯休息平台内部钢筋结构的示意部；楼梯休息平台模块延两长边的底侧设置有底梁，且与楼梯休息平台模块一体成型。

一种楼梯教学模型的制造方法，其包括以下工序：

将第一泡沫铝板材进行车削得到楼梯本体模块、楼梯休息平台模块和支撑柱模块；在楼梯本体模块、楼梯休息平台模块和支撑柱模块上进行钻削得到用于将楼梯本体模块、楼梯休息平台模块和支撑柱模块三者进行连接的连接孔；对第二泡沫铝板材依次进行车削、铣削和磨削，得到与连接孔相配合的连接销；通过连接销和连接孔的配合，将楼梯本体模块、楼梯休息平台模块和支撑柱模块按照上述楼梯教学模型的结构进行连接。

本发明实施例的有益效果是：通过将楼梯本体模块、楼梯休息平台模块和支撑柱模块进行可拆卸连接，使得楼梯教学模型的携带和使用更加便捷；通过设置不同作用的钢筋模块，有助于实验主体对楼梯的内部钢筋布置进行深入的理解。通过用第一泡沫铝板材和第二泡沫铝板材加工制造上述教学楼梯模型，使得其不但可以多次的重复使用，而且其在教学过程中的损坏率也大大降低，延长了楼梯教学模型的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供楼梯教学模型的结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供磁扣的结构示意图；

图3为本发明第二实施例提供楼梯教学模型的结构示意图；

图4为本发明第三实施例提供楼梯教学模型的结构示意图；

图5为本发明第四实施例提供楼梯教学模型的结构示意图。

图标：100-楼梯教学模型；200-楼梯教学模型；300-楼梯教学模型；400-楼梯教学模型；120-楼梯本体模块；122-第一楼梯本体；124-第二楼梯本体；140-楼梯休息平台模块；150-磁扣；160-支撑柱模块；162-第一支撑柱；164-第二支撑柱；220-楼梯本体模块；221-台阶模块；222-连接部；223-支持模块；224-延伸部；323-支持模块；325-混凝土模块；326-第一钢筋模块；328-第二钢筋模块；327-钢筋模块；340-楼梯休息平台模块；425-混凝土模块；427-钢筋模块；420-楼梯本体模块；430-连接销；440-楼梯休息平台模块；450-固定件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例

请参照图1和图2，本实施例提供了一种楼梯教学模型100，其包括楼梯本体模块120、楼梯休息平台模块140以及用于支撑楼梯本体模块120和楼梯休息平台模块140的支撑柱模块160。需要说明的是，楼梯教学模型100的大小比实际的楼梯要小，其主要用于课堂的教学演示和实践操作，其设计主要是为了能够让学生提高实践能力，更容易地理解建筑设计的原理(尤其是楼梯内部的钢筋结构)，激发学生的设计灵感，满足教师的课堂教学需求；另外，在其它实施例中，并不仅限于楼梯的教学模型设计这一种，还可以是其它建筑类模型，例如，房屋结构教学模型、桥梁结构教学模型等。

其中，楼梯本体模块120为生活中常见的阶梯式排布方式，每一层的台阶高度均相等，且整个楼梯本体模块120与楼梯休息平台模块140成一定的夹角。楼梯本体模块120包括第一楼梯本体122和第二楼梯本体124，第一楼梯本体122与第二楼梯本体124呈人字形，且第一楼梯本体122与第二楼梯本体124相互靠近的一端通过楼梯休息平台模块140连接，支撑柱模块160包括第一支撑柱162和第二支撑柱164，第一支撑柱162通过磁扣150连接的方式连接于楼梯休息平台模块140的底面，第二支撑柱164通过磁扣150连接的方式连接于第二楼梯本体124远离楼梯休息平台模块140的一端，第一楼梯本体122和第二楼梯本体124分别通过磁扣150连接的方式连接于楼梯休息平台模块140。需要说的是，在其它实施例中，楼梯本体模块120并不仅限于本实施例中介绍的第一楼梯本体122和第二楼梯本体124两个，可以有多个，例如，1个、3个、5个等，其数量根据教学的要求进行适当的选择；第一楼梯本体122和第二楼梯本体124在其它实施例中也并不限于呈人字形这一种设计样式，还可以根据教学要求设计为直角形或螺旋形。需要强调的是，本实施例中支撑柱模块160还可以是墙体模块，只要能够起到支撑作用即可，另外，第一支撑柱162和楼梯休息平台模块140的连接方式、第二支撑柱164和第二楼梯本体124的连接方式以及楼梯本体模块120与楼梯休息平台模块140的连接方式，并不仅限于本实施例介绍的磁扣150连接，还可以为销连接、螺纹连接、粘接等方式。

进一步地，参照图1并结合图2可以看出，磁扣150是通过凸起和凹槽的配合将楼梯教学模型100各部件锁紧在一起，并且由于其自身具有磁性，依靠磁扣150上的磁性所产生的相互吸引力进一步加强锁紧力，从而使得楼梯教学模型100各部件之间紧紧的连接在一起，当需要拆卸楼梯教学模型100各部件时，只需要施加大于磁扣150锁紧力的外力便可实现拆卸操作。

进一步地，楼梯休息平台模块140为长方形，对应支撑楼梯休息平台模块140的第一支撑柱162的个数为四个，这四个第一支撑柱162分别通过磁扣150连接的方式连接于楼梯休息平台模块140的四个边角，使得楼梯休息平台模块140能够被支撑的更加稳定；同样的，为了使第二楼梯本体124的支撑更加稳定，对应支撑第二楼梯本体124的第二支撑柱164的个数为两个，这两个第二支撑柱164通过磁扣150连接的方式连接于第二楼梯本体124远离楼梯休息平台模块140一端的两个边角。四个第一支撑柱162和两个第二支撑柱164的设计可以让整个楼梯教学模型100放置更加稳定。需要说明的是，在其它实施例中，第一支撑柱162和第二支撑柱164的个数并不限于本实施例所介绍的情况，其个数可以根据教学模型的要求进行适当的调整，如1个、3个、5个等。另外，楼梯休息平台模块140延两长边的底侧设置有底梁，且与楼梯休息平台模块140一体成型。

本实施例提供的楼梯教学模型100的工作原理：楼梯教学模型100主要是为了帮助实验主体理解楼梯内部的钢筋结构，并以此提高实验主体的实践能力。楼梯教学模型100通常不使用时，是以散装部件的方式进行存放，当实验主体在需要使用楼梯教学模型100时，将楼梯教学模型100的各部件进行组装即可，具体地为：将第一支撑柱162通过磁扣150与楼梯休息平台模块140的底面进行连接，通过磁扣150将第一楼梯本体122和第二楼梯本体124与楼梯休息平台模块140进行连接，再通过磁扣150将第二支撑柱164与第二楼梯本体124进行连接。上述组装过程结束后，另一实验主体需要重新进行组装操作时，只需对楼梯教学模型100的各个部件施加一定的拉拔力，便可实现对楼梯教学模型100的拆卸操作，从而继续自己的重新组装操作。

本实施例还提供了一种楼梯教学模型100的制造方法，其包括以下工序：

S1、将第一泡沫铝板材通过车床进行车削，得到楼梯本体模块120、楼梯休息平台模块140和支撑柱模块160。

S2、在S1中得到的楼梯本体模块120、楼梯休息平台模块140和支撑柱模块160上通过钻床进行钻削，得到用于固定磁扣150的卡槽。

S3、将磁扣150通过螺钉固定在卡槽内，是每一对相互配合的磁扣150都能够正常使用。需要说明的是，磁扣150的固定方式并不仅限于本实施例介绍的这一种，还可以是焊接、螺纹连接等连接方式。

S4、通过磁扣150将楼梯本体模块120、楼梯休息平台模块140和支撑柱模块160按照楼梯教学模型100各个部件之间的连接关系进行连接。

需要说明的是，上述的机床既可以为数控机床，也可以为普通机床，车床和钻床同样如此。另外，将第一泡沫铝板和第二泡沫铝板作为楼梯教学模型100的主要原始材料，其主要原因是由于泡沫铝材料的密度小、高吸收冲击能力强、抗腐蚀、易加工、易安装、成形精度高等特点，这些优异特点决定了楼梯教学模型100加工过程中的优良工艺性和使用过程中的具有更长的寿命，但是，在其它实施例中，也并不仅限于本实施例介绍的泡沫铝材料这一种，只要与泡沫铝性能优点相似的材料均可，如，铝合金、钛合金等。

第二实施例

请参照图3，本实施例提供了一种楼梯教学模型200及其制造方法，其与第一实施例大致相同，不同之处在于，楼梯教学模型200的楼梯本体模块220与楼梯教学模型100的楼梯本体模块120不同。

楼梯教学模型200的楼梯本体模块220包括台阶模块221和用于承载台阶模块221重量的支持模块223，台阶模块221可拆卸的连接于支持模块223的上表面。需要说明的是，将台阶模块221可拆卸的与支持模块223进行连接，其主要是为了让实验主体能够在拆卸和组装楼梯教学模型200的过程中了解到楼梯本体模块220的内部结构以及不同结构位置所起的作用，帮助实验主体更深刻的体会建筑设计的相关理论知识，另外，此处的可拆卸方式可以为粘接、磁连接等方式，优选地为磁连接。

进一步地，为了更加便于实验主体能够直观的观察到支持模块223的结构，支持模块223包括用于与台阶模块221连接的连接部222和设置于连接部222一侧的用于观察支持模块223结构的延伸部224。实验主体通过延伸部224不但能够直观的看到支持模块223的结构特点，而且更容易理解支持模块223的结构是如何起到支撑作用的。需要说明的是，在其它实施例中，连接部222和延伸部224不限于本实施例所介绍的这一种位置关系，延伸部224还可以设置在连接部222的两侧或者四周。

第三实施例

请参照图4，本实施例提供了一种楼梯教学模型300及其制造方法，其与第二实施例大致相同，不同之处在于，楼梯教学模型300的支持模块323与楼梯教学模型200的支持模块223不同。

楼梯教学模型300的支持模块323包括混凝土模块325和镶嵌于混凝土模块325中的钢筋模块327。将支持模块323分成混凝土模块325和钢筋模块327并加以区分，其主要目的是让实验主体能够充分体会到实际施工过程中钢筋混凝土结构及其对台阶的支撑作用。需要说明的是，楼梯休息平台模块340也采取了与支持模块323相似的设计，并且钢筋模块327和混凝土模块325连接的连接方式可以通过镶嵌的方式进行卡住，也可以采用粘接的方式进行可拆卸连接。

进一步地，钢筋模块327包括沿支持模块323长度方向设置的第一钢筋模块326和沿支持模块323宽度方向设置的第二钢筋模块328。其中，第一钢筋模块326主要承受沿支持模块323长度方向的拉应力，第二钢筋模块328主要承受沿支持模块323宽度方向受到的压应力，而将第一钢筋模块326和第二钢筋模块328垂直设置是建筑设计中常用的方式，其能够提高支持模块323的整体强度和稳定性。需要说明的是，考虑到教学的实际需求，第一钢筋模块326和第二钢筋模块328可用不同颜色进行区分，以表现出两者之间的不同作用，例如，第一钢筋模块326采用红色，第二钢筋模块328采用黄色，因此，通过鲜明的颜色对其区分，可以帮助实验主体更容易的理解不同钢筋模块327的作用，帮助他们学习。另外，出于支持模块323支撑能力和实际施工设计要求的考虑，第一钢筋模块326和第二钢筋模块328的数量均为多个，且均阵列镶嵌于混凝土模块325中。

第四实施例

请参照图5，本实施例提供了一种楼梯教学模型400，其与第三实施例大致相同，不同之处在于，楼梯教学模型400的钢筋模块427与楼梯教学模型300的钢筋模块327不同。

楼梯教学模型400中的楼梯本体模块420和楼梯休息平台模块440的可拆卸连接方式为销连接方式，因此，本实施例中的钢筋模块427还包括用于连接楼梯本体模块420和楼梯休息平台模块440的连接销430，连接销430的两端分别连接于混凝土模块425和楼梯休息平台模块440，使得混凝土模块425和楼梯休息平台模块440连接为一个整体。需要说明的是，为了区分连接销430与钢筋模块427其他组成部分的作用不同，本实施例的连接销430可用白色进行区分，以此与第三实施例中红色的第一钢筋模块326和黄色的第二钢筋模块328形成对比，表现出钢筋模块427不同组成部分具有不同的作用。

进一步地，为了使楼梯本体模块420和楼梯休息平台模块440连接后更加紧凑稳固，连接销430的两端还设置有用于固定其自身的固定件450，优选地，固定件450为与连接销430过盈配合的橡胶圈。

对应地，本实施例提供的楼梯教学模型400的制备方法和第三实施例大致相同，不同之处在于，本实施例制造的可拆卸连接结构的连接件为连接销430，即将磁扣150替换为连接销430，并在楼梯本体模块420和楼梯休息平台模块440对应位置通过钻床的钻削得到与连接销430相配合的钻孔，在使用时，只需要将连接销430插入到钻孔中，即可实现楼梯本体模块420和楼梯休息平台模块440之间的可拆卸连接。

综上所述，本发明通过将楼梯本体模块、楼梯休息平台模块和支撑柱模块进行可拆卸连接，使得楼梯教学模型的携带和使用更加便捷；通过设置不同作用的钢筋模块，有助于实验主体对楼梯教学模型结构进行深入的理解；通过用第一泡沫铝板材和第二泡沫铝板材加工制造上述教学楼梯模型，使得其不但可以多次的重复使用，而且其在教学过程中的损坏率也大大降低，延长了楼梯教学模型的使用寿命。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。