原函数演示及积分曲线绘制仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种测绘和教学仪器，具体而言是一种能演示原函数并能绘制积分曲线的原函数演示及积分曲线绘制仪。是一种把液体的等积流动转化为正交合成运动的
目.0
【背景技术】
[0002]随着我国教育的发展和农林种植业规模的不断扩大，对教学演示、绘图仪器和面积测量器具的需求也在快速增大。函数关系演示及曲线绘制，是中高等教育教学和科学研宄中的主要内容，特别是函数及其积分问题，在中等数学中占有相当比重，在大学数学中是核心内容。工程技术人员在产品设计工程预算需要确定动态板材或面料的面积；农技人员在研宄作物生长情况时需要测量植物叶片面积及其变化关系；测绘人员要对区域给出多种细致的测量值，这些都需要用简单快速的方法获得平面图形的面积值及其变化规律。目前，求曲边图形面积值只有一些简单的静态法且计算结果主要为近似值；教学中积分内容的讲授抽象，学生看不到动态的变化关系，绘画效率低且联动性和通用性差。因此，急需一种操作简单使用方便的面积函数测量和关系演示的综合性仪器，以利于课堂教学和学生自由学习、工程农技人员提高工作效率。
[0003]为了解决上述问题，近阶段也出现了一些测量演示和曲线绘制装置，如，专利申请号为201220039238的文献中给出了 “一种植物叶片面积的测量方法”，是将植物叶片在复印机上复印，通过复印下的影像在白纸上所占面积与白纸重量及面积的关系，计算出叶面积的大小。专利申请号为200710013687.2的文献中给出了“定积分演示器”，利用数个阶梯型平面构成的整体阶梯形曲面与光滑曲面形成近似对称状形器来演示定积分。专利申请号为201220068187的文献中给出了“多功能绘图仪”，是在基板上设置圆形转盘，转盘以自身圆心为中心在基板上旋转，利用不同的半径定位孔来绘制设定形式的曲线。
[0004]综上所述装置存在如下不足:功能单一，没有把面积测量、函数演示及复杂函数曲线绘制结合起来。静态结果，只有最终图形的结果不能给出局部图形连续的变化过程。图像简单，不能绘制出复杂的函数曲线。通用性低，只能有函数关系的预设曲线问题不能完成无函数关系的任意曲线积分。
【发明内容】
[0005]为了克服现有仪器中缺少的功能，本实用新型的目的是提供一种原函数演示及积分曲线绘制仪，该绘制仪通过测量平面图形面积变化来演示原函数关系并绘制出积分曲线，能在教室、实验室、自习室、施工现场、种植基地等场所使用，携带方便、操作简单、功能齐全、数据准确，经过一次测量绘制的图像资料，可以用于多种动态分析且能永久使用。
[0006]本实用新型的目的通过以下技术方案实现:
[0007]一种原函数演示及积分曲线绘制仪，其特征在于:该绘制仪包括支架、测量演示器、绘图机构、分液器、导流装置、连接系统、平衡系统，所述支架包括地脚，在四个地脚上设有一根立杆，分别是左后立杆、左前立杆、右前立杆、右后立杆，地脚与各立杆之间有调节螺母，两根后立杆的上端有横杆固连，在四根立杆上设有下挡板和上挡板，两块挡板平行且与四根立杆垂直固连，在下挡板左中部依次有左中右三个管孔，在上挡板左部有绳孔和管孔，在两块挡板的前面横棱上分别设有横向的上滑道和下滑道，每根滑道上各有一个滑块；在上下挡板之间的中部垂直连接竖向的左滑道和右滑道，左右滑道上分别有左滑块和右滑块，在上下挡板之间的后部垂直连接一块画板，画板的前侧面设有卡纸器。制形容器固定在上挡板上方位于管孔处；分液器固定在下挡板上方的左管孔处，测量演示器在下挡板上方的右管孔处；导流装置的上端与穿过管孔的制形容器的出水管相通，下端左右两个管孔分别与分液器和测量演示器连通；绘图机构通过不同导杆与支架上的四个滑块相连；绘图机构、制形容器、测量演示器、分液器之间由细绳和滑轮组成的连接系统构成统一体，连接系统与平衡系统连接。各部分间的受力运动通过平衡系统来调节。
[0008]本实用新型中，制形容器由长方体水箱、条形带、螺栓和螺母构成，长方体水箱透明前侧面有刻度内壁光滑平整，前后深度为I个单位，底面中部左侧设有出水管孔，右侧面中部从上到下分别固定一列螺母，每个螺母内有螺栓穿过，螺栓外端有旋柄；条形带嵌入在长方体水箱中，将水箱内部分隔成不连通的左右两个部分，左部为密闭液体水池，条形带材质均匀柔软长度超过水箱高度，左侧面光滑平整，右侧面上粘有横向平行的细板条，每根板条上设有微型轴架，微型轴架内的轴与螺栓的里端相连，在长方体水箱的左方液体水池内有浮漂，浮漂是材质均匀的矩形漂浮物，矩形长为L1,浮漂下面光滑平直上面有接线环。
[0009]本实用新型中，测量演示器是由圆柱形量杯、圆形活塞、杯盖、硬管构成，圆柱形量杯外侧面有刻度内壁光滑且透明，量杯内底面圆的面积为I个单位，底面正下方有进水管，进水管的下方有水位调节阀；在量杯的上口有固定杯盖，杯盖的中部有圆孔；量杯内有液体密闭圆形活塞，活塞是均匀的不变形的轻型材料，下面光滑平整并与量杯侧面垂直，活塞上面垂直固定一根硬管，硬管是中部为空的密闭直管，下端管口穿过活塞与下面齐平，上端固连一根垂直的短杆，在短杆与硬管的交叉处设有显示灯，硬管上有气体阀门，硬管穿过杯盖的圆孔。
[0010]本实用新型中，分液器由四棱柱水槽、矩形活塞、槽盖、直管构成，四棱柱水槽透明内壁光滑外壁有刻度，槽内底面是矩形，矩形宽为I个单位，矩形长为L2 (L2)L1),底面正下方有进水管，进水管的下方有水位调节阀；槽盖固定在四棱柱水槽上口，槽盖中部有管孔；活塞置于四棱柱水槽内，活塞是均匀的不变形的轻型材料，活塞的下侧面光滑平直，上面垂直固定一根直管，直管是下端开口上端封闭中部为空的管道，下端开口与活塞的下面齐平，上端有接线环，直管有气体阀门，直管穿过杯盖的管孔。
[0011]本实用新型中，导流装置由竖直导管、横向导管、右阀门、左阀门构成，横向导管位于下挡板的下方，两端分别与分液器和测量演示器的进水管相连，右端装有右阀门左端装有左阀门；，竖直导管的上端与制形容器下方的出水口相连，下端穿过下挡板上的中管孔与横向管道的中部相连构成液体三通管道，导管壁是不变形的硬质材料。
[0012]本实用新型中，绘图机构由横向导杆、纵向导杆、销钉、画笔构成。横向和纵向导杆的内槽中分别有横向滑块和纵向滑块；销钉将横向滑块和纵向滑块从前往后形成连杆机构；横向导杆的两端分别与支架上左右滑道的滑块相连，纵向导杆的两端分别与支架中上下滑道的滑块相连；纵向导杆的中部有接线夹；在销钉的后端安装画笔，画笔的支架上有弹簧，调节画笔能与画板距离。
[0013]本实用新型中，连接系统由六根拉绳十只定滑轮和一个定滑轮组组成，其中，拉动导杆移动的拉绳有三个方向，分别是上行拉绳、下行拉绳和右行拉绳，支撑上行拉绳的定滑轮有四个，上行滑轮甲通过支架固定在左前立杆上，上行滑轮乙、丙、丁自左至右依次固定在上挡板的下面中部；支撑下行拉绳的定滑轮有二个，分左右固定在下挡板上面中右部；支撑浮漂拉绳的定滑轮有四个，都固定在顶端的横杆上并称为顶滑轮，自左至右依次是顶滑轮甲、乙、丙、丁 ；定滑轮组固定在右前立杆上；右向拉绳的一端固定在纵向导杆的接线夹上，另一端依次经过定滑轮组、顶滑轮丁、顶滑轮丙，与制形容器中浮漂相连；上行的二根拉绳，一端固定在测量演示器上横向短杆的左端，另一端依次经过上行滑轮甲、上行滑轮乙、上行滑轮丙后，左边的拉绳与横向导杆的左端相连，右边的拉绳经过上行滑轮丁与横向导杆的右端相连；下行的二根拉绳，一端固定在测量器上横向短杆的右端，另一端经过下行左滑轮，左拉绳与横向导杆的左端相连，右拉绳经过下行右滑轮与横向导杆的右端相连；连接浮漂与分液器的跟踪拉绳，一端固定在分液器上直管的顶端，另一端依次经过顶滑轮甲和顶滑轮乙与制形容器中浮漂相连。<