一种用于课堂教学的函数曲线绘制仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及课堂教学教具，尤其是一种利用机械原理的用于课堂教学的正弦余弦函数曲线绘制仪。
【背景技术】
[0002]目前在中高中学习物理波和正弦余弦函数时，比较抽象难懂。教师在教学中，只能采用描点法来求解图像，并只能通过手绘的方式作图，不仅精确度低，而且对于学生学习曲线的形成产生一定的障碍。现今技术中，并没有能够直接作出正弦余弦函数图像的工具，更不能方便有效的调节函数图像的频率及振幅。对于曲线的相交点的计算，频率、振幅的计算，同学们也不能很好的掌握。
【发明内容】
[0003]为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种能够准确绘制正弦、余弦函数曲线的用于课堂教学的函数曲线绘制仪，并且能够方便自由的调节正弦余弦函数曲线的振幅和频率的大小。让同学们能够清楚的看到正弦余弦函数的形成过程。
[0004]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:一种用于课堂教学的函数曲线绘制仪，包括主框架、底座、支架和滑道，还包括上支架、滑杆、滑板、滑块、齿轮、连杆、摇杆、调频箱、锥轴、滚轮、固定轴、调节螺母、调节螺丝、齿条和轴；
[0005]所述的底座包括底座A、底座B、底座C和底座D，分别固定在主框架下方的四个角上，用于支撑主框架；
[0006]所述的支架包括支架A、支架B、支架C、支架D、支架E、支架F、支架G、支架H、支架
1、支架J、支架K和支架L ;所述的支架均安装在主框架的下方；
[0007]所述的滑板安装在主框架的上方，滑板下方固定有两条相互平行的齿条A和齿条B，且齿条A与滑板的下边缘平行，齿条A与固定在主框架下方的齿轮D和齿轮G相啮合，齿条B与固定在主框架下方的齿轮C和齿轮F相啮合，齿轮C和齿轮D所成直线与齿条A垂直，齿轮C和齿轮D的间距与齿条A和齿条B的间距一致。齿轮G和齿轮F所成直线与齿条A垂直，齿轮G和齿轮F的间距与齿条A和齿条B的间距一致。
[0008]所述的上支架包括2个上支架A和2个上支架B，所述的2个上支架A固定在主框架上方、滑板外的左上侧，所述的2个上支架B固定在主框架上方、滑板外的右上侧，在2个上支架A和2个上支架B之间通过过盈配合方式安装有与2条滑杆B ;所述的2条滑杆B相互平行且其中心线位于同一平面内，所述的2条滑杆B的中心线与滑板的上下边缘平行；2条滑杆B上从左至右依次安装有滑块A、和滑块C，所述的滑块A和滑块C还通过2条滑杆A相连，在2条滑杆A上，2个滑块A和滑块C之间，安有滑块B ;所述的滑块A的左端与连杆相连，连杆的另一端与调节螺丝连接；滑块B可在2条滑杆A上滑动，滑块B的中心开有孔洞，此孔洞的中心轴线与滑块B的上表面垂直，并且贯通滑块，用于插入画笔，在滑块B旁边有带有螺纹的小孔，此带螺纹小孔的中心轴线与滑块B的侧表面垂直，用于拧入紧定螺丝固定画笔；所述的上支架A、上支架B、滑杆A、滑杆B、滑块A、滑块B和滑块C、紧定螺丝构成置笔装置。
[0009]所述的调节螺丝与连杆相连，另一端连接调节螺母；所述的调节螺母安置于滑道内，调节螺母可在滑道内滑动但无法从滑道内拿出；所述的滑道固定在齿轮A上，齿轮A通过固定轴固定在支架L上，并且齿轮A能够绕固定轴转动；所述的调节螺丝、连杆、调节螺母、滑道、齿轮A上，齿轮A、固定轴和支架A构成调幅装置。
[0010]所述的调频箱固定在主框架的下方，调频箱上有两个孔洞，分别安装有轴A和轴F，其中一个孔洞安放一个带有弹簧的小滑块，使穿过此孔洞的轴A能够平行移动，使轴A向远离轴F水平方向平移一段距离，并且在弹簧的作用下返回；所述的锥轴有2个，分别是锥轴A和锥轴B，分别颠倒安放在调频箱上的轴A和轴F上；所述的锥轴A和锥轴B之间安装有滚轮，所述的滚轮安装在轴B上、可绕轴B转动并可沿轴B移动，所述的轴B两端分别固定在支架C和支架D上，锥轴A、锥轴B同时和滚轮紧密贴合；所述的调频箱、轴A、轴B、轴F、锥轴A、锥轴B、滚轮、支架C和支架D构成调频装置；
[0011]所述的摇杆固定在主框架下方的支架E上，另一端与调频箱上的轴F相连；所述的滑板下方分别固定有齿条A和齿条B，齿条A与齿轮G相啮合，齿轮G通过轴D固定在主框架下方的支架J和支架K上，齿轮E与齿轮G相啮合，齿轮E通过轴E固定在主框架下方的支架H和支架I之间，轴E的左端固定有锥齿轮A，锥齿轮A与锥齿轮B相啮合，锥齿轮B固定在调频箱的轴F上，主框架下方的支架F和支架G上分别安有齿轮C和齿轮D，用于平衡滑板；所述的滑板、齿条A、齿条B、齿轮C、齿轮D、齿轮G、齿轮F、轴D、轴E、支架H、支架1、支架J和支架K构成载物台；所述的齿轮B固定在调频装置中轴A的左端，齿轮B与固定在支架L上的齿轮H相啮合，齿轮H与调幅装置中的齿轮A相啮合。
[0012]本发明的工作原理如下:本发明的摇杆位于主框架的边缘，方便摇动。工作时人工摇动摇杆，通过轴F将动力传递到调频装置，通过调频装置改变传动比，将动力通过轴A、轴E、轴F、齿轮B、齿轮E、锥齿轮A和锥齿轮B分别传递到载物台和调幅装置上。载物台上的齿轮G和齿轮F可以经由齿轮齿条啮合传动将动力传递到滑板下的齿条A和齿条B上，实现画笔的沿着齿条A、齿条B方向的横向位移。调幅装置上按照曲柄滑块原理将动力传递到置笔装置上，置笔装置上可以安放画笔，实现画笔的沿着垂直齿条A、齿条B方向的纵向摆动。
[0013]本发明工作时，将A4大小纸张放到载物台上，将画笔夹在置笔装置上，并调节好笔的位置和高度，拧紧紧定螺丝，调节频率和振幅的大小，摇动摇杆，即可在纸张上作出正弦余弦函数曲线。
[0014]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0015]1、由于本发明采用了曲柄滑块机构和齿轮齿条间的相对运动，实现了笔在沿横向移动同时，可以沿纵向来回摆动，完全还原了正弦余弦函数的形成过程。
[0016]2、由于本发明采用曲柄滑块机构，在实现笔的摆动时，改变曲柄长度，即可改变笔摆动的幅度，即为函数的振幅。通过调频装置改变两位移间的传动比，即可改变笔来回摆动的速度，实现函数频率的调节。
[0017]3、由于本发明采用纯机械结构，做工简单，材料便宜易得，结构体积小，制造成本低，具有产品化和市场化优势，操作安装方便。
【附图说明】
[0018]本发明共有附图5张，其中:
[0019]图1是本发明的轴测图。
[0020]图2是本发明的仰视图。
[0021]图3是本发明的左视图。
[0022]图4是本发明的滑板仰视图。
[0023]图5是本发明的工作原理图。
[0024]图中:1、主框架，2、上支架A，3、齿轮A，4、滑道，5、调节螺丝，6、连杆，7、滑块A，8、滑块B，9、滑杆A，10、滑块C，11、滑杆B，12、上支架B，13、滑板，14、摇杆，15、底座A，16、支架A，17、齿轮B，18、支架B，19、轴A，20、调频箱，21、支架C，22、轴B，23、锥轴A，24、滚轮，25、锥轴B，26、支架D，27、底座B，28、支架E，29、底座C，30、支架F，31、齿轮C，32、轴C，33、齿轮D，34、支架G，35、支架H，36、齿轮E，37、支架I，38、轴D，39、支架J，40、齿轮F，41、底座D，42、齿轮G，43、支架K，44、轴E，45、锥齿轮A，46、轴F，47、锥齿轮B，48、支架L，49、齿轮H，50、调节螺母，51、固定轴，52、齿条A，53、齿条B。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1-4所示，一种用于课堂教学的函数曲线绘制仪，包括主框架1、底座、支架和滑道4，还包括上支架、滑杆、滑板13、滑块、齿轮、连杆6、摇杆14、调频箱20、锥轴、滚轮24、固定轴51、调节螺母50、调节螺丝5、齿条和轴；
[0026]所述的底座包括底座A15、底座B27、底座C29和底座D41，分别固定在主框架I下方的四个角上，用于支撑主框架I ;
[0027]所述的支架包括支架A16、支架B18、支架C21、支架D26、支架E28、支架F30、支架G34、支架H35、支架137、支架J39、支架K43和支架L48 ;所述的支架均安装在主框架I的下方；
[0028]所述的滑板13安装在主框架I的上方，滑板13下方固定有两条相互平行的齿条A52和齿条B53，且齿条A52与滑板13的下边缘平行，齿条A52与固定在主框架I下方的齿轮D33和齿轮G42相啮合，齿条B53与固定在主框架I下方的齿轮C31和齿轮F40相啮合，齿轮C31和齿轮D33所成直线与齿条A52垂直，齿轮C31和齿轮D33的间距与齿条A52和齿条B53的间距一致；齿轮G42和齿轮F40所成直线与齿条A52垂直，齿轮G42和齿轮F40的间距与齿条A52和齿条B53的间距一致；
[0029]所述的上支架包括2个上支架A162和2个上支架B1812，所述的2个上支架A162固定在主框架I上方、滑板13外的左上侧，所述的2个上支架B1812固定在主框架I上方、滑板13外的右上侧，在2个上支架A162和2个上支架B1812之间通过过盈配合方式安装有与2条滑杆Bll ;所述的2条滑杆Bll相互平行且其中心线位于同一平面内，所述的2条滑杆Bll的中心线与滑板13的上下边缘平行；2条滑杆Bll上从左至右依次安装有滑块A7、和滑块C10，所述的滑块A7和滑块ClO还通过2条滑杆A9相连，在2条滑杆A9上，2个滑块A7和滑块ClO之间，安有滑块B8 ;所述的滑块A7的左端与连杆6相连，连杆6的另一端与调节螺丝5连接；滑块B8可在2条滑杆A9上滑动，滑块B8的中心开有孔洞，此孔洞的中心轴线与滑块B8的上表面垂直，并且贯通滑块，用于插入画笔，在滑块B8旁边有带有螺纹的小孔，此带螺纹小孔的中心轴线与滑块B8的侧表面垂直，用于拧入紧定螺丝固定画笔；所述的上支