一种数学教学绘图装置的制作方法

本发明属于教学演示装置技术领域，具体涉及一种数学教学绘图装置。

背景技术：

演示法是物理、化学等学科常用的教学方法，对于数学教学来说，用的比较少，一般不太重视。但随着新课改的深入，教师越来越觉得演示法很重要，在很多数学教学中，可以起到事半功倍的效果。演示法具有直观性，它们可以使学生在观察中获得感性认识，并丰富了直接经验，为学习新知识，形成新概念，奠定了良好的基础。比如在讲授三角形的内角和定理时，教师可以亲自动手用硬纸板剪一个三角形，然后再把三个角拼在一起。通过简单的演示实验，就是学生更透彻地知道三角形的内角和是180°，并且为什么是这些度。

演示法也符合学生的年龄特征和思维发展规律。学生思维的发展，总是从具体、形象思维开始，然后到抽象、逻辑思维的。演示法总是给学生提供具体、直观的形象，使学生便于接受和掌握。比如在讲授三角形的稳定性和四边形的不稳定性时，可分别用三根和四根木条定成三角形形状和四边形形状，用手拉拉，使学生亲眼看到三角形不改变形状，而四边形却可以任意改变形状，从而得出三角形具有稳定性和四边形具有不稳定性。

教学演示具更具有直观、生动、形象、具体的特征，有助于学生形成和熟悉数学的概念和结论，加深对知识的理解和掌握。它符合从生动的直观到抽象的思维，再从抽象的思维到实践这一认知规律。

圆柱螺旋线几何中常用的数学概念，它是动点旋转一周，其沿轴向上升的高度称为导程，用s表示。动点绕轴螺旋2π/n角度时，沿轴上升的距离为s/n。教师在讲述螺旋线时，一般采用手工绘制螺旋线，这种方式绘制的图形很不标准。近年来，为了达到特定的教学目标，教师运用教具(实物，样品，模型，图片或挂图)、音像资料(幻灯、投影、录像、电影、电视、dvd等)课件等教学媒体演示螺旋线绘制过程，但模型、图片等是固定的不能演示绘制过程，而音像资料不能让学生参与绘制过程，教学效果还是不很理想。

技术实现要素：

本发明的目的是：旨在提供一种数学教学绘图装置，用来解决现有螺旋线绘制教学效果不理想的问题。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种数学教学绘图装置，包括安装筒、丝杆、定位杆、上安装板和下安装板，所述安装筒和丝杆转动安装在上安装板和下安装板之间，所述定位杆固定安装在上安装板和下安装板之间，所述安装筒、丝杆和定位杆相互平行，所述安装筒和丝杆之间安装有第一传动机构，所述安装筒上可拆卸安装有塑料薄膜，所述塑料薄膜展开呈矩形，所述丝杆上螺接有升降块，所述升降块上开设有定位孔，所述升降块通过定位孔滑动套设在定位杆上，所述升降块上安装有画笔，所述画笔的笔尖顶靠在塑料薄膜上。

进一步限定，所述第一传动机构包括传动带、主动轮和从动轮，所述传动带绕设在主动轮和从动轮上，所述安装筒下端穿过下安装板一体成型有第一安装轴，所述从动轮安装在第一安装轴上，所述丝杆下端穿过下安装板一体成型有第二安装轴，所述主动轮安装在第二安装轴上。这样的结构设计，安装筒和丝杆之间通过传动带、主动轮和从动轮的相互配合实现传动连接，结构简单，安装方便。

进一步限定，所述从动轮包括两个第一活动盘，所述第一活动盘内壁一体成型有第一凸棱，所述第一安装轴外壁轴向开设有第一条形槽，所述第一凸棱位于第一条形槽内，所述第一活动盘可沿第一安装轴的轴向进行移动，所述主动轮包括两个第二活动盘，所述第二活动盘内壁一体成型有第二凸棱，所述第二安装轴外壁轴向开设有第二条形槽，所述第二凸棱位于第二条形槽内，所述第二活动盘可沿第二安装轴的轴向进行移动，所述第一活动盘和第二活动盘均呈锥形。这样的结构设计，通过呈锥形的第一活动盘和第二活动盘配合传动带，形成一个无级变速机构，使得安装筒和丝杆之间的传动比可在一定范围内进行无级调节，从而对画笔在塑料薄膜上画出的线条的导程s进行任意改变，提高教学效果。

进一步限定，所述下安装板下方还设有支撑架，所述第一传动机构转动安装于下安装板和支撑架之间，所述下安装板和支撑架之间还转动安装有转动轴，所述转动轴两端各固定安装有一根螺纹杆，同一根所述转动轴两端的螺纹杆的螺纹的旋向相反，每根所述螺纹杆上均螺接有一个调节块，所述第一活动盘一侧的调节块与第一活动盘转动连接，所述第二活动盘一侧的调节块与第二活动盘转动连接，两根所述转动轴之间还安装有第二传动机构，两根所述转动轴的转动方向相反。这样的结构设计，在其中一根转动轴转动时，通过第二传动机构可带动另外一根转动轴以相反的方向做同步旋转，从而使得同一根转动轴上的两个调节块做相离或相向运动，而另一个转动轴上的两个调节块做相反的运动，进而带动第一活动盘和第二活动盘运动，即当两个第一活动盘做相离运动时，两个第二活动盘做相向运动，从而达到调节安装筒和丝杆之间的传动比的目的。

进一步限定，所述支撑架下方固定安装有底板，所述第二传动机构安装于支撑架和底板之间，所述第二传动机构包括依次啮合的第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮，两根所述转动轴下端穿过支撑架一体成型有第三安装轴，所述第一齿轮和第四齿轮固定安装在对应的第三安装轴上，所述第一齿轮和第四齿轮的齿数相等，所述第二齿轮和第三齿轮转动安装在支撑架和底板之间。这样的结构设计，通过第二齿轮和第三齿轮完成第一齿轮和第四齿轮之间的传动连接，即完成两根转动轴之间的传动连接，并达到两根转动轴的转动方向相反的效果；同时，第一齿轮和第四齿轮的齿数相等，可保证两根转动轴转动速度相同。

进一步限定，所述支撑架和底板之间还转动安装有旋转轴，所述旋转轴上固定安装有第五齿轮，所述第五齿轮与第四齿轮啮合，所述旋转轴于支撑架上方固定安装有摇把。这样的结构设计，通过摇把对第五齿轮进行转动，从而带动其余齿轮转动，进而改变装筒和丝杆之间的传动比，操作更加省力；第五齿轮用于拉开摇把与转动轴、安装筒、丝杆、定位杆之间的距离，使得摇把转动更加方便。

进一步限定，所述丝杆上端穿过上安装板也固定安装有摇把。这样的结构设计，通过摇把转动丝杆，进而带动画笔向上运动，同时带动安装筒转动，操作更加省力。

进一步限定，所述塑料薄膜两端均固定安装有卡杆，所述安装筒的外壁轴向开设有缺口，所述缺口贯穿安装筒，所述安装筒于缺口内竖向开设有卡槽和放置槽，其中一根所述卡杆穿设在卡槽内，所述安装筒底部固定安装有定位板，所述定位板于卡槽底部开设有第一通孔，穿设在所述卡槽内的卡杆下端穿设在第一通孔内，所述定位板于放置槽底部开设有第二通孔，另外一根所述卡杆位于放置槽内，位于所述放置槽内的卡杆下端穿设在第二通孔内，位于所述放置槽内的卡杆上端固定安装有连接块，所述连接块上开设有过孔，所述过孔内穿设有固定螺栓，所述安装筒上还开设有螺纹孔，所述固定螺栓螺接在螺纹孔内。这样的结构设计，在把塑料薄膜安装在安装筒上时，可先把未安装连接块的卡杆从上到下穿设到卡槽内，使得卡杆下端穿设到第一通孔内，然后手持安装连接块的卡杆，把塑料薄膜绕安装筒一周，再把安装连接块的卡杆下端插入到第二通孔内，然后把安装连接块的卡杆从缺口处推入放置槽，再把穿设在过孔内的固定螺栓螺接在螺纹孔内，完成对塑料薄膜的固定，操作方便。

进一步限定，所述升降块侧壁固定安装有固定套，所述画笔穿设在固定套内，所述固定套内壁靠近安装筒一端固定安装有挡环，所述画笔远离安装筒一端固定安装有压环，所述画笔于挡环和压环之间套设有压缩弹簧，所述固定套远离安装筒一端内壁开设有内螺纹，所述固定套通过内螺纹螺接有顶块。这样的结构设计，在装卸塑料薄膜时，可拧松顶块，此时，画笔在压缩弹簧的作用下远离安装筒，画笔的笔尖可回缩进固定套内，避免在对塑料薄膜的装卸过程中，对画笔的笔尖造成损伤；而在需要在塑料薄膜上进行螺纹绘制时，只需在塑料薄膜安装完成后，拧紧顶块，顶动画笔向安装筒方向移动，直至画笔的笔尖顶靠在塑料薄膜上即可。

采用上述技术方案的发明，具有如下优点：

1、通过在圆柱状的安装筒上的塑料薄膜上绘制螺旋线，然后把塑料薄膜展开的方式，帮助学生理解螺旋线的绘制过程，提高教学效果；

2、通过对安装筒和丝杆之间的传动比进行改变，从而通过画笔在塑料薄膜上画出导程s不同的线条，进一步帮助学生理解螺旋线的绘制过程，提高教学效果；

3、通过呈锥形的第一活动盘和第二活动盘配合传动带，形成一个无级变速机构，使得安装筒和丝杆之间的传动比可在一定范围内进行无级调节，从而对画笔在塑料薄膜上画出的线条的导程s进行任意改变，提高教学效果。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本发明一种数学教学绘图装置实施例的结构示意图一；

图2为图1中a处的放大结构示意图；

图3为图1中b处的放大结构示意图；

图4为本发明一种数学教学绘图装置实施例的剖视结构示意图；

图5为图4中c处的放大结构示意图；

图6为本发明一种数学教学绘图装置实施例的结构示意图二；

图7为图6中d处的放大结构示意图；

图8为本发明一种数学教学绘图装置实施例中安装筒部分的结构示意图；

图9为图8中e处的放大结构示意图；

图10为本发明一种数学教学绘图装置实施例升降块及画笔部分的爆炸结构示意图；

主要元件符号说明如下：

安装筒1、塑料薄膜10、卡杆101、缺口102、卡槽103、放置槽104、定位板105、第一通孔106、第二通孔107、连接块108、螺纹孔109、固定螺栓1010、

传动带11、第一安装轴12、第一条形槽120、第一活动盘13、

丝杆2、画笔20、固定套201、压环202、压缩弹簧203、内螺纹204、顶块205、

升降块21、定位孔211、

定位杆3、上安装板31、下安装板32、

第二安装轴22、第二条形槽220、第二活动盘23、

支撑架4、

转动轴5、螺纹杆51、调节块52、

底板6、第一齿轮61、第三安装轴610、第二齿轮62、第三齿轮63、第四齿轮64、第五齿轮65、旋转轴650、摇把651。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明，需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号，附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“前”、“后”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。

如图1～图10所示，本发明的一种数学教学绘图装置，包括安装筒1、丝杆2、定位杆3、上安装板31和下安装板32，安装筒1和丝杆2转动安装在上安装板31和下安装板32之间，定位杆3固定安装在上安装板31和下安装板32之间，安装筒1、丝杆2和定位杆3相互平行，安装筒1和丝杆2之间安装有第一传动机构，安装筒1上可拆卸安装有塑料薄膜10，塑料薄膜10展开呈矩形，丝杆2上螺接有升降块21，升降块21上开设有定位孔211，升降块21通过定位孔211滑动套设在定位杆3上，升降块21上安装有画笔20，画笔20的笔尖顶靠在塑料薄膜10上。

第一传动机构包括传动带11、主动轮和从动轮，传动带绕设在主动轮和从动轮上，安装筒1下端穿过下安装板32一体成型有第一安装轴12，从动轮安装在第一安装轴12上，丝杆2下端穿过下安装板32一体成型有第二安装轴22，主动轮安装在第二安装轴22上。安装筒1和丝杆2之间通过传动带11、主动轮和从动轮的相互配合实现传动连接，结构简单，安装方便。

从动轮包括两个第一活动盘13，第一活动盘13内壁一体成型有第一凸棱，第一安装轴12外壁轴向开设有第一条形槽120，第一凸棱位于第一条形槽120内，第一活动盘13可沿第一安装轴12的轴向进行移动，主动轮包括两个第二活动盘23，第二活动盘23内壁一体成型有第二凸棱，第二安装轴22外壁轴向开设有第二条形槽220，第二凸棱位于第二条形槽220内，第二活动盘23可沿第二安装轴22的轴向进行移动，第一活动盘23和第二活动盘13均呈锥形。通过呈锥形的第一活动盘23和第二活动盘33配合传动带11，形成一个无级变速机构，使得安装筒1和丝杆2之间的传动比可在一定范围内进行无级调节，从而对画笔20在塑料薄膜10上画出的线条的导程s进行任意改变，提高教学效果。

下安装板32下方还设有支撑架4，第一传动机构转动安装于下安装板32和支撑架4之间，下安装板32和支撑架4之间还转动安装有转动轴5，转动轴5两端各固定安装有一根螺纹杆51，同一根转动轴5两端的螺纹杆51的螺纹的旋向相反，每根螺纹杆51上均螺接有一个调节块52，第一活动盘13一侧的调节块52与第一活动盘13转动连接，第二活动盘23一侧的调节块52与第二活动盘23转动连接，两根转动轴5之间还安装有第二传动机构，两根转动轴5的转动方向相反。在其中一根转动轴5转动时，通过第二传动机构可带动另外一根转动轴5以相反的方向做同步旋转，从而使得同一根转动轴5上的两个调节块52做相离或相向运动，而另一个转动轴5上的两个调节块52做相反的运动，进而带动第一活动盘13和第二活动盘23运动，即当两个第一活动盘13做相离运动时，两个第二活动盘23做相向运动，从而达到调节安装筒1和丝杆2之间的传动比的目的。

支撑架4下方固定安装有底板6，第二传动机构安装于支撑架4和底板6之间，第二传动机构包括依次啮合的第一齿轮61、第二齿轮62、第三齿轮63和第四齿轮64，两根转动轴5下端穿过支撑架4一体成型有第三安装轴610，第一齿轮61和第四齿轮64固定安装在对应的第三安装轴610上，第一齿轮61和第四齿轮64的齿数相等，第二齿轮62和第三齿轮63转动安装在支撑架4和底板6之间。通过第二齿轮62和第三齿轮63完成第一齿轮61和第四齿轮64之间的传动连接，即完成两根转动轴5之间的传动连接，并达到两根转动轴5的转动方向相反的效果；同时，第一齿轮61和第四齿轮64的齿数相等，可保证两根转动轴5转动速度相同。

支撑架4和底板6之间还转动安装有旋转轴650，旋转轴650上固定安装有第五齿轮65，第五齿轮65与第四齿轮64啮合，旋转轴650于支撑架4上方固定安装有摇把651。通过摇把651对第五齿轮65进行转动，从而带动其余齿轮转动，进而改变装筒1和丝杆2之间的传动比，操作更加省力；第五齿轮65用于拉开摇把651与转动轴5、安装筒1、丝杆2、定位杆3之间的距离，使得摇把651转动更加方便。

丝杆2上端穿过上安装板31也固定安装有摇把651。通过摇把651转动丝杆2，进而带动画笔20向上运动，同时带动安装筒1转动，操作更加省力。

塑料薄膜10两端均固定安装有卡杆101，安装筒1的外壁轴向开设有缺口102，缺口102贯穿安装筒1，安装筒1于缺口102内竖向开设有卡槽103和放置槽104，其中一根卡杆101穿设在卡槽103内，安装筒1底部固定安装有定位板105，定位板104于卡槽103底部开设有第一通孔106，穿设在卡槽103内的卡杆101下端穿设在第一通孔106内，定位板104于放置槽104底部开设有第二通孔107，另外一根卡杆101位于放置槽104内，位于放置槽104内的卡杆101下端穿设在第二通孔107内，位于放置槽104内的卡杆101上端固定安装有连接块108，连接块108上开设有过孔，过孔内穿设有固定螺栓1010，安装筒1上还开设有螺纹孔109，固定螺栓1010螺接在螺纹孔109内。在把塑料薄膜10安装在安装筒1上时，可先把未安装连接块108的卡杆101从上到下穿设到卡槽103内，使得卡杆101下端穿设到第一通孔106内，然后手持安装连接块108的卡杆101，把塑料薄膜10绕安装筒1一周，再把安装连接块108的卡杆101下端插入到第二通孔107内，然后把安装连接块108的卡杆101从缺口102处推入放置槽104，再把穿设在过孔内的固定螺栓1010螺接在螺纹孔109内，完成对塑料薄膜10的固定，操作方便。

升降块21侧壁固定安装有固定套201，画笔20穿设在固定套201内，固定套201内壁靠近安装筒1一端固定安装有挡环，画笔20远离安装筒1一端固定安装有压环202，画笔20于挡环和压环202之间套设有压缩弹簧203，固定套201远离安装筒1一端内壁开设有内螺纹204，固定套201通过内螺纹204螺接有顶块205。在装卸塑料薄膜10时，可拧松顶块205，此时，画笔20在压缩弹簧203的作用下远离安装筒1，画笔20的笔尖可回缩进固定套201内，避免在对塑料薄膜10的装卸过程中，对画笔20的笔尖造成损伤；而在需要在塑料薄膜10上进行螺纹绘制时，只需在塑料薄膜10安装完成后，拧紧顶块205，顶动画笔20向安装筒1方向移动，直至画笔20的笔尖顶靠在塑料薄膜10上即可。

本实施例中，使用时，把塑料薄膜10安装在安装筒1上，然后拧紧顶块205，顶动画笔20向安装筒1方向移动，直至画笔20的笔尖顶靠在塑料薄膜10上；

之后旋转丝杆2上的摇把651，使得丝杆2转动，进而带动画笔20向上运动，同时带动安装筒1转动，转动过程中，画笔20的笔尖在薄膜10上画出螺旋线；

画线完成后，从安装筒1上取下塑料薄膜10并展开，此时，可在塑料薄膜10上清楚地看到多条相互平行的倾斜直线。

以上对本发明提供的一种数学教学绘图装置进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。