空间几何图形演示仪的制作方法

本发明涉及立体几何技术领域，具体为一种空间几何图形演示仪。

背景技术：

立体几何是数学学习中的一个重要分支，由以前的单独的一门教学课程已经进行各个方面的融合，立体几何相较于平面几何来说，主要区别在于：平面几何只需要在平面上画出相应图形就可以很好的理解和学习，而空间立体几何需要很好的空间想象能力，这对于一些初涉空间立体几何的学生来说是较为困难的，并且对于教育工作者来说，让学生进行充分的理解也是较为困难的，当下最为传统的且直观的表达方式便是进行板书或者是在纸上进行画图，虽然花费时间有多有少，还是可以表达出来的，但是空间立体的教学是学习不仅仅是需要想象、认识以及画出来，更多还是延伸性的问题，这不仅仅是实际需求，也是学生党做题考试的常见问题。

为了能够帮助学生能够更加直观清楚的了解空间立体几何，必要的学习和教学工具还是必不可少的，如中国专利公开了“一种新型立体几何演示教具”(专利号：cn207380949u)，该专利包括框架、滑板、滑杆和弹性绳，该技术方案主要通过调整弹性绳的位置，结合滑杆与滑板，即可拼接成一定形状的空间图形，其满足了各种不同的正方体几何问题的演示，虽说可以做到空间立体几何中的正方体的构建，但是立体几何并不只是单一的包括正方体，因此该技术方案还是具有一定的缺陷和不足，例如在空间立体几何的学习或者是做题目以及教学的时候，需要有各个角度的视图以及各种辅助线等等均是需要使用到的，因此，当下还是需要一种能够帮助那些空间想象能力相对较弱的人群去很好的了解以及学习空间立体几何。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种空间几何图形演示仪，解决了想象能力较差且初涉立体几何图形学习和了解进度较为缓慢影响学习以及教学进度的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种空间几何图形演示仪，包括空心盒、若干个用于变换图形的圆孔、空间图形组成机构、图形变换机构和功能辅助机构，所述圆孔等距离开设在空心盒顶部的中部，所述空间图形组成机构设置在空心盒的内腔，所述图形变换机构设置在空心盒侧面；

所述空间图形组成机构包括分隔空心筒、图形组成柱和塑型弹簧，所述分隔空心筒的底部与空心盒内壁的底部固定焊接，所述图形组成柱贯穿式安装在分隔空心筒的内腔，所述塑型弹簧的底部与分隔空心筒内壁的底部固定焊接且其顶部与图形组成柱外壁的底部固定焊接，所述图形组成柱的底部开设有辅助固定口，所述分隔空心筒内壁的底部焊接有定位卡接柱，图形组成柱的顶部需要贯穿空心盒以及辅助板上的各个孔洞且与空心盒的顶部处于同一水平面，这个状态下的塑型弹簧是处于完全被压缩的状态，塑型弹簧的主要作用在于弹射出各个单元所需要的图形组成柱图形构建。

优选的，所述图形变换机构包括圆柱单元、正方体单元、长方体单元和不规则单元，所述圆柱单元设置在空心盒右侧的中部，所述正方体单元设置在圆柱单元的两侧，所述长方体单元设置在正方体单元的侧边，所述不规则单元设置在圆柱单元的正下方，所述空心盒内腔的顶部焊接有夹固板，夹固板的数量与各个单元的数量相同，即每一个图形单元都需要一块夹固板来进行配合，其中不规则单元是在前面的几个单元全部启动的情况下，将剩余的图形组成柱完全释放弹射出来，根据实际情况来进行相对应的图形变换，即直接将不需要的部分向下压回空心盒的内腔即可。

优选的，所述功能辅助机构包括辅助板、套接口、锁紧片、条杆、横向宽板和调节栓，所述套接口等距离开设在辅助板的顶部，所述锁紧片搭接在辅助板的顶部，所述调节杆活动安装在辅助板的顶部，所述横向宽板的背面与条杆的正面固定焊接，所述调节栓贯穿式安装在横向宽板正面的中部，辅助功能机构的主要作用，是考虑到了各个单元上的孔洞与图形组成柱之间的摩擦力会随着使用时间的变化而不断衰减，为了避免在使用时候容易发生多余的图形组成柱的弹出，辅助机构是起到了保险加固的作用。

优选的，所述圆柱单元包括圆形板、伸缩轴、夹固弹簧、夹固孔和按压片，所述圆形板搭接在夹固板顶部的中部，所述伸缩轴位于空心盒内腔的一端与圆形板的正面固定焊接，所述夹固弹簧套接在伸缩轴外圈的正面，所述夹固孔等距离开设在圆形板的顶部，所述按压片的背面与伸缩轴的正面固定焊接。

优选的，所述不规则单元包括补偿板、补偿孔、补偿轴和补偿弹簧，所述补偿板搭接在最底层夹固板的顶部，所述补偿孔等距离开设在补偿板的顶部，所述补偿轴与补偿板的正面固定焊接，所述补偿弹簧套接在补偿轴外圈的正面上。

(三)有益效果

本发明提供了一种空间几何图形演示仪。具备以下有益效果：

(1)、该空间几何图形演示仪，可以帮助初涉以及想象能力相对较差的人快速的进行空间立体几何图形的展现，并且是能够快速的进行在各种立体图形之间的转换，简单方便且更为形象直观。

(2)、该空间几何图形演示仪，主要包括了圆柱体、长方体、梯形台、正方体以及圆台等多种空间立体几何图形，满足了初涉立体空间图形领域的人学习的绝大多数的需求。

(3)、该空间几何图形演示仪，可以进行每个单元的长短以及掏空等调整和操作，配合着整体可以转动的特性，基本上满足了各个图形的各个视图、了解内部空间区域以及辅助线搭建的需求。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明空心盒正面剖视图；

图3为本发明图2中a处放大图；

图4为本发明圆柱单元结构示意图；

图5为本发明不规则单元结构示意图；

图6为本发明功能辅助机构结构示意图。

图中：1空心盒、2圆孔、3空间图形组成机构、301分隔空心筒、302图形组成柱、303塑型弹簧、304辅助固定口、305定位卡接柱、4图形变换机构、401圆柱单元、4011圆形板、4012伸缩柱、4013夹固弹簧、4014夹固孔、4015按压片、402正方体单元、403长方体单元、404不规则单元、4041补偿板、4042补偿孔、4043补偿轴、4044补偿弹簧、405夹固板、5功能辅助机构、501辅助板、502套接口、503锁紧片、504条杆、505横向宽板、506调节栓。

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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种空间几何图形演示仪，包括空心盒1、若干个用于变换图形的圆孔2、空间图形组成机构3、图形变换机构4和功能辅助机构5，圆孔2等距离开设在空心盒1顶部的中部，空间图形组成机构3设置在空心盒1的内腔，图形变换机构4设置在空心盒1侧面，空间图形组成机构3包括分隔空心筒301、图形组成柱302和塑型弹簧303，分隔空心筒301的底部与空心盒1内壁的底部固定焊接，图形组成柱302贯穿式安装在分隔空心筒301的内腔，塑型弹簧303的底部与分隔空心筒301内壁的底部固定焊接且其顶部与图形组成柱302外壁的底部固定焊接，图形组成柱302的底部开设有辅助固定口304，分隔空心筒301内壁的底部焊接有定位卡接柱305，图形组成柱302的顶部需要贯穿空心盒1以及辅助板501上的各个孔洞且与空心盒1的顶部处于同一水平面，这个状态下的塑型弹簧303是处于完全被压缩的状态，塑型弹簧303的主要作用在于弹射出各个单元所需要的图形组成柱302图形构建，图形变换机构4包括圆柱单元401、正方体单元402、长方体单元403和不规则单元404，圆柱单元401设置在空心盒1右侧的中部，正方体单元设置在圆柱单元401的两侧，长方体单元403设置在正方体单元402的侧边，不规则单元404设置在圆柱单元401的正下方，空心盒1内腔的顶部焊接有夹固板405，夹固板405的数量与各个单元的数量相同，即每一个图形单元都需要一块夹固板405来进行配合，其中不规则单元404是在前面的几个单元全部启动的情况下，将剩余的图形组成柱302完全释放弹射出来，根据实际情况来进行相对应的图形变换，即直接将不需要的部分向下压回空心盒1的内腔即可，圆柱单元401包括圆形板4011、伸缩轴4012、夹固弹簧4013、夹固孔4014和按压片4015，圆形板4011搭接在夹固板405顶部的中部，所述伸缩轴4012的左侧贯穿空心盒1并延伸至空心盒1的内腔，所述图形组成柱302贯穿式安装在夹固孔4014的内腔，伸缩轴4012位于空心盒1内腔的一端与圆形板4011的正面固定焊接，夹固弹簧4013套接在伸缩轴4013外圈的正面，夹固孔4014等距离开设在圆形板4011的顶部，按压片4015的背面与伸缩轴4012的正面固定焊接，不规则单元404包括补偿板4041、补偿孔4042、补偿轴4043和补偿弹簧4044，补偿板4041搭接在最底层夹固板405的顶部，补偿孔4042等距离开设在补偿板4041的顶部，补偿轴4043与补偿板4041的正面固定焊接，补偿弹簧4044套接在补偿轴4043外圈的正面上，功能辅助机构5包括辅助板501、套接口502、锁紧片503、条杆504、横向宽板505和调节栓506，套接口502等距离开设在辅助板501的顶部，锁紧片503搭接在辅助板501的顶部，调节杆504活动安装在辅助板501的顶部，调节杆504的底部搭接在辅助板501的顶部，且调节杆504靠近锁紧片503的一侧与锁紧片503固定焊接，横向宽板505的背面与条杆504的正面固定焊接，调节栓506贯穿式安装在横向宽板505正面的中部，辅助功能机构5的主要作用，是考虑到了各个单元上的孔洞与图形组成柱302之间的摩擦力会随着使用时间的变化而不断衰减，为了避免在使用时候容易发生多余的图形组成柱302的弹出，辅助机构5是起到了保险加固的作用。

该空间几何图形演示仪使用时，根据演示仪上的文字提示直接按动各个按压片即可得到所需要的立体空间图形，操作圆柱单元401的时候，直接按动按压片4015，按压片4015推动着伸缩柱4012向空心盒1的内腔运动，伸缩柱4012则会推动着圆形板4011向左侧发生位移，在这个运动的过程中，夹固孔4014则是逐渐减小其内壁施加在图形组成柱302外壁上的压力，贯穿在夹固孔4014的图形组成柱302则受到塑型弹簧303的挤压不断向上运动直至达到极限位置，此时弹射出来的若干个图形组成柱303将直接构成一根圆柱，当需要正方体的时候，在启动圆柱单元401之后再启动正方体单元402，其中的组成柱302重复上述的圆柱单元401的动作，这样由正方体单元控制的图形组成柱302便会直接弹射出来与前一步的圆柱组成正方体，同样的需要长方体的时候直接启动长方体单元403，即可与正方体一起组成新的长方体，当不使用的时候直接向下按压若干根图形组成柱302即可重新复位收纳。

综上所述，该空间几何图形演示仪，可以帮助初涉以及想象能力相对较差的人快速的进行空间立体几何图形的展现，并且是能够快速的进行在各种立体图形之间的转换，简单方便且更为形象直观，主要包括了圆柱体、长方体、梯形台、正方体以及圆台等多种空间立体几何图形，满足了初涉立体空间图形领域的人学习的绝大多数的需求，可以进行每个单元的长短以及掏空等调整和操作，配合着整体可以转动的特性，基本上满足了各个图形的各个视图、了解内部空间区域以及辅助线搭建的需求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。