专利名称：立体几何模型组合件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种立体几何教学或学习用的模具。
目前，学校使用的立体几何模型仅有单个实心模型和单个固定框架模型两种，有正方体、长方体、非直平行六面体、正三棱锥、正四棱锥、正六棱锥、圆柱、圆台、圆球等十余个，这许多单个模型，学生无法携带使用，只能供教师在讲解多面体或旋转体的基本概念时使用，更重要的是这两种模型是固定的，无法根据解题的需要予以变更。
本实用新型的目的是提供一种体积小、重量轻、携带方便、能够组合出立体几何学习中常见的立体模型，能够直观地表现出立体内部面与面、面与线、线与线之间的位置关系、学生能够根据解题需要组接辅助线和面的立体几何模型组合件。
为解决上述任务，本实用新型采用的解决方案是用硬质材料制作出足够数量的各种长度的定长直杆、伸缩直杆、半圆弧杆、1/4圆弧杆，再用弹性材料制作出足够数量的具有多个接管的直杆用固定接头和滑动接头，弧杆用固定接头和滑动接头。直杆用固定接头和直杆可组接成各种形状的多面体，直杆用滑动接头可套在直杆上滑动并和直杆在多面体内部组接所需的直线和平面；弧杆用固定接头和弧杆及直杆可组接成各种形状的旋转体，弧杆用滑动接头可套在弧杆上滑动并和弧杆或直杆组接所需的线和面。
当然也可以用橡胶泥作接头，用橡胶泥搓合成许多橡胶泥球，这些橡胶泥球和足够数量的直杆及弧杆可组接各种立体几何模型。
上述解决方案中采用的直杆、弧杆、接头，制作简单，成本低廉，携带方便，组合容易，既可以供教师上课讲解时使用，也可以供学生解习题时使用，特别是便于教师和学生在课堂上同时使用，实现较好的教学效果。
以下结合附图
和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
图(1)为实施例定长直杆图。
图(2)为伸缩直杆图。
图(3)为实施例半圆弧杆图。
图(4)为实施例1/4圆弧杆图。
图(5)为实施例直杆用固定接头图。
图(6)为实施例直杆用滑动接头图。
图(7)为实施例弧杆用固定接头图。
图(8)为实施例弧杆用滑动接头图。
在图(1)中，定长直杆1为一圆杆，用硬质材料制成，两端尖细，便于插入接头。根据正方体、长方体等多面体的要求，共需5种不同长度的直杆，长度比例为 ，长度比例为1的定长直杆的根数在12根以上，比例为 的定长直杆的根数在4根以上，比例为 的定长直杆的根数在6根以上，比例为2的定长直杆的根数在4根以上，比例为 的定长直杆的根数在1根以上。
在图(2)中，2为伸缩杆圆形套管，用硬质材料制成。滑动杆3为圆形杆，用硬质材料制成，一端套在套管内，在外力作用下可沿套管滑动，另一端尖细，便于插入接头。固定杆4为圆形杆，用硬质材料制成，一端紧套在套管内，不可滑动，另一端尖细。滑动杆3和固定杆4与定长直杆1杆径相等，尖端小小相同。共需3种不同伸缩范围的伸缩杆，设定比例为1的定长直杆的长度为L厘米，这3种伸缩直杆的伸缩范围为0.6L厘米——0.9L厘米，0.9L厘米——1.5L厘米，1.5L厘米——2.7L厘米，且这3种伸缩杆的根数各在1根以上。
在图(3)中，半圆弧杆5用硬质材料制成，两端尖细，便于插接，半圆弧杆5的直径与比例为1的定长直杆的长度相等，弧杆5为圆形杆，杆径与定长直杆的杆径相等，尖端大小相同，共需半圆弧杆4根以上。
在图(4)中，1/4圆弧杆6用硬质材料制成，两端尖细，弧杆6的半径等于弧杆5的直径，弧杆6为圆形杆，杆径与弧杆5的杆径相等，尖端大小相同，1/4圆弧杆共需12根以上。
在图(5)中，7、8、9、10、11、12、13分别为直杆用固定接头的圆形接管，这7个圆形接管交于一点，接管内径略小于定长直杆、伸缩直杆、半圆弧杆、1/4圆弧杆的尖端的外径，接管全部用弹性材料制成，插入直杆后能沿交点作任意角度摆动，且接管7垂直于接管12垂直于接管10，接管11平分接管7和接管12之间的夹角，接管8平分接管7和接管10之间的夹角，接管13平分接管12和接管10之间的夹角，接管9平分接管7和接管13之间的夹角，接管7和接管11及接管12共一个平面，接管7和接管8及接管10共一个平面，接管10和接管13及接管12共一个平面，接管7和接管9及接管13共一个平面，这种直杆用固定接头需8个以上。
在图(6)中，14、15、16分别为直杆用滑动接头的圆形接管，3个接管交于一点，全部用弹性材料制成，接管14垂直于接管16垂直于接管15，接管14和接管15共一个平面，接管15和接管16共一个平面，接管15为一直通管，接管15的内径和定长直杆杆身1的外径相等，接管15可套在直杆上并在外力作用下沿直杆滑动，接管14和接管16的内径略小于直杆或弧杆尖端的外径，接管14和接管16插入直杆后能沿交点作任意角度摆动，这种直杆用滑动接头需2个以上。
在图(7)中，17、18、19分别为弧杆用固定接头的3个圆形接管，3个接管交于一点，接管内径略小于弧杆尖端外径，接管全部用弹性材料制成，接管17为一直管，接管18和接管19为弧形管，接管18和接管19的曲率介于半圆弧杆和1/4圆弧杆的曲率之间，弧形接管18和19在交点处的切线在同一个平面上，接管17垂直于接管18在交点处的切线垂直于接管19在交点处的切线，接管17插入直杆后能沿交点作任意角度摆动，这种弧杆用固定接头需6个以上。
在图(8)中，20、21、22为弧杆用滑动接头的3个圆形接管，3个接管交于一点，接管全部用弹性材料制成，接管20和接管22为一直管，插入直杆后能沿交点作任意角度摆动，接管20和接管22的内径略小于直杆尖端的外径，接管21为弧形直通管，内径和弧形的外径相等，接管21可套在弧形杆上并在外力作用下沿弧形杆滑动，弧形管21的曲率介于半圆弧杆5和1/4圆弧杆6的曲率之间，接管20垂直于接管22垂直于弧形管21在交点处的切线，这种弧杆用滑动接头需2个以上。
权利要求1.一种立体几何模型组合件，它包括定长直杆、伸缩直杆、半圆弧杆、1/4圆弧杆、直杆用固定接头、直杆用滑动接头、弧杆用固定接头、弧杆用滑动接头，其特征在于直杆可插在直杆用固定接头的接管之中，组成多面体。直杆用滑动接头可套在直杆上滑动并能插入伸缩直杆或定长直杆，在多面体内组接新的线和面，弧杆用固定接头可插入弧杆和直杆，组成旋转体，弧杆用滑动接头可套在弧杆上滑动并能插入直杆或弧杆，在旋转体内组接新的线和面。
2.根据权利要求1所述的立体几何模型组合件，其特征在于该定长直杆根据长度大小分为5种，长度比例为 长度比例为1的定长直杆的根数在12根以上，比例为 的定长直杆的根数在4根以上，比例为 的定长直杆的根数在6根以上，比例为2的定长直杆的根数在4根以上，比例为 的定长直杆的根数在1根以上，且这5种定长直杆均为圆形杆，其杆径相等，两端尖细，能紧密地插入接头的接管之中。
3.根据权利要求1所述的立体几何模型组合件，其待特征在于伸缩直杆中间部分为一套管2，在套管2的一端紧固一较短直杆4，直杆4不可滑动，在另一端插入一根较长直杆3，在外力作用下，直杆3可沿套管2滑动，直杆3和直杆4为圆形杆，杆径与定长直杆的杆径相等，伸缩直杆的两端尖细，能紧密地插入接头的接管之中。
4.根据权利要求1或3所述的立体几何模型组合件，其特征在于该伸缩直杆根据伸缩范围分为3种，设定比例为1的定长直杆长度为L厘米，这3种伸缩直杆的伸缩范围为0.6L厘米——0.9L厘米，0.9L厘米——1.5L厘米，1.5L厘米——2.7L厘米，且这3种伸缩杆的根数在1根以上。
5.根据权利要求1所述的立体几何模型组合件，其特征在于半圆弧杆5的直径和比例为1的定长直杆的长度相等，半圆弧杆的根数在4根以上，半圆弧杆为圆形杆，杆径与定长直杆的杆径相等，且两端尖细，能紧密地插入接头的接管之中。
6.根据权利要求1所述的立体几何模型组合件，其特征在于1/4圆弧杆6的半径和半圆弧杆的直径相等，1/4圆弧杆的根数在12根以上，1/4圆弧杆为圆形杆，杆径与半圆弧杆的杆径相等，且两端尖细，能紧密地插入接头的接管之中。
7.根据权利要求1所述的立体几何模型组合件，其特征在于直杆用固定接头具有7个圆形接管，7个接管交于一点，接管内径略小于定长直杆、伸缩直杆、半圆弧杆、1/4圆弧杆尖端的外径，接管全部用弹性材料制成，插入直杆后能沿交点作任意角度摆动，且接管7与接管12及接管10两两垂直，接管11平分接管7和接管12之间的夹角，接管8平分接管7和接管10之间的夹角，接管13平分接管12和接管10之间的夹角，接管9平分接管7和接管13之间的夹角，接管7和接管11及接管12共一个平面，接管7和接管8及接管10共一个平面，接管10和接管13及接管12共一个平面，接管7和接管9及接管13共一个平面，这种直杆用固定接头需8个以上。
8.根据权利要求1所述的立体几何模型组合件，其特征在于直杆用滑动接头具有3个圆形接管，3个接管交于一点，全部用弹性材料制成，接管14与接管16及接管15两两垂直，接管14和接管15共一个平面，接管15和接管16共一个平面，接管15为一直通管，接管15的内径和定长直杆身1的外径相等，接管15可套在直杆上并在外力作用下沿直杆滑动，接管14和接管16的内径略小于直杆或弧杆尖端的外径，接管14和接管16插入直杆后能沿交点作任意角度的摆动，这种直杆用滑动接头需2个以上。
9.根据权利要求1所述的立体几何模型组合件，其特征在于弧杆用固定接头具有3个圆形接管，3个接管交于一点，接管内径略小于弧杆尖端外径，接管全部用弹性材料制成，接管17为一直管，接管18和接管19为弧形管，接管18和接管19的曲率介于半圆弧杆和1/4圆弧杆的曲率之间，弧形接管18和19在交点处的切线在同一个平面上，接管17和接管18在交点处的切线及接管19在交点处的切线两两垂直，接管17插入直杆后能沿交点作任意角度摆动，这种弧杆用固定接头需6个以上。
10.根据权利要求1所述的立体几何模型组合件，其特征在于弧杆用滑动接头具有3个圆形接管，3个接管交于一点，接管全部用弹性材料制成，接管20和接管22为一直管，插入直杆后能沿交点作任意角度摆动，接管20和接管22的内径略小于直杆尖端的外径，接管21为弧形直通管，内径和弧杆的外径相等，接管21可套在弧形杆上并在外力作用下能沿弧形杆滑动，弧形管21的曲率介于半圆弧杆5和1/4圆弧杆6的曲率之间，接管20与接管22及弧形管21在交点处的切线两两垂直，这种弧杆用滑动接头需2个以上。
专利摘要一种立体几何模型组合件，它包括定长直杆、伸缩直杆、半圆弧杆、1/4圆弧杆、直杆用固定接头、直杆用滑动接头、弧杆用固定接头、弧杆用滑动接头。直杆用固定接头和直杆可组接成各种形状的多面体，直杆用滑动接头可套在直杆上滑动并和直杆在多面体内组接所需的线和面，弧杆用固定接头和弧杆及直杆可组接成各种形状的旋转体，弧杆用滑动接头可套在弧杆上滑动并和弧杆或直杆在旋转体内组接所需的线和面。
文档编号G09B23/00GK2247843SQ9523780
公开日1997年2月19日 申请日期1995年10月16日 优先权日1995年10月16日
发明者罗有源 申请人:罗有源