[发明专利]多功能活动型空间几何解析模型

说明书

技术领域

本发明属于教、学用具技术领域，涉及一种空间几何模型，特别涉及一种多功能活动型空间几何解析模型。

背景技术

空间几何是数学的重要组成部分，它在土木建筑、机械设计、航海测绘等大量实际问题中都有广泛的应用；空间几何也是数学教学的一个突出难点。教育部制定的《普通高中数学课程标准》特别强调，“立体几何初步的教学重点是帮助学生形成空间想象能力，教师应该提供丰富的实物模型”，“帮助学生认识空间几何体的结构特征”。 空间几何体模型对于数学教学具有重要作用。现在市场上的空间几何体模型主要有两种：铁丝焊接的模型和塑料的球棍模型。但是，这两种模型的形状和大小固定，均无法改变，模型无法活动，用途单一；模型的顶点难以成为真正的几何顶点；模型没带刻度，不能显示空间距离的长度及其变化；而且形状固定，体积大，存放、使用和携带均不方便。这两种模型无法满足教师和学生的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够活动、显示长度、有真正几何顶点、存放携带方便的多功能空间几何模型。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：多功能活动型空间几何解析模型由若干个三线共点转动副和若干根带刻度伸缩杆连接组成；该三线共点转动副三个连接端的轴线三线相交于一点，所述三个连接端均可绕该点转动；该带刻度伸缩杆能够拉伸和收缩的各层拉杆表面均设有刻度；该带刻度伸缩杆的两端能与三线共点转动副连接端连接；设有备用套筒，能与带刻度伸缩杆两端连接，可将带刻度伸缩杆与带刻度伸缩杆连接起来。

作为本发明的进一步改进，该三线共点转动副三个连接端的端头，到三个连接端轴线相交点的距离一致，设为固定长度；该带刻度伸缩杆每层拉杆的刻度，从内层拉杆突出的一端开始标数；该带刻度伸缩杆收缩时，其内层拉杆露出部分的长度连同其连接端的长度保持固定，不在刻度计数范围；备用套筒的长度设为固定。这样使读取长度的数值准确、高效、轻松。

作为本发明的进一步改进，该三线共点转动副由三个带平板套筒和一个主轴、一个副轴组成；该主轴一端开槽，且槽两侧有通孔，安装有副轴，这两个轴的轴线垂直相交；所述三个带平板套筒安装在这两个轴上，是三线共点转动副的三个连接端；该带平板套筒是套筒上连带着有通孔平板，其平板的平面与各自套筒的轴线保持适当距离，使三个带平板套筒的套筒轴线三线相交于一点。

作为本发明的进一步改进，该三线共点转动副由两个带平板套筒、一个连球套筒和一个球面副、一个轴构成；球面副固定在轴的一端，其球心在轴的轴线上；两个带平板套筒和一个连球套筒是三线共点转动副的三个连接端；该连球套筒的一端连着球面副的球，所述两个带平板套筒安装在轴上，是套筒上连带着有通孔平板，其平板的面与各自套筒的轴线保持适当距离，使带平板套筒和连球套筒的套筒轴线三线相交于一点。

作为本发明的进一步改进，该带刻度伸缩杆最内层拉杆突出的一端镶嵌有带挡板螺杆，该带刻度伸缩杆的另一端镶嵌有螺杆；该带挡板螺杆的挡板直径大于三线共点转动副连接端的套筒内径，三线共点转动副连接端的套筒设有内螺纹，与螺杆或带挡板螺杆的螺纹相配合；备用套筒有内螺纹，与螺杆或带挡板螺杆的螺纹相配合。

作为本发明的进一步改进，该带刻度伸缩杆最内层拉杆突出的一端镶嵌有带挡板圆杆，该带刻度伸缩杆的另一端镶嵌有圆杆；该带挡板圆杆的挡板直径大于三线共点转动副连接端的套筒内径，三线共点转动副连接端的套筒无内螺纹，与圆杆或带挡板圆杆相配合；三线共点转动副连接端的套筒一侧设有螺纹通孔，由此可用螺钉固定带刻度伸缩杆两端的圆杆或带挡板圆杆；备用套筒无内螺纹，与圆杆或带挡板圆杆相配合，备用套筒一侧设有螺纹通孔。

采用本发明的几何模型结构后，模型的部件少，只有两种，但模型的重组性和活动性很强，改变三线共点转动副和带刻度伸缩杆的组装个数，或改变带刻度伸缩杆长度或夹角，就可利用有限的部件获得多种形状和大小的几何体；本模型组装成形后，还可以通过带刻度伸缩杆的伸缩活动，直观生动地演示几何体的动态变化过程；本模型可以演示平面几何图形、极坐标系或直角坐标系。三线共点转动副连接端的轴线实现了三线相交于一个公共点，确保了模型具有几何意义上的真正的顶点。带刻度伸缩杆上有刻度，可直接读取长度，实现了数量与模型、数与形的有机结合，使用者不仅可以定性观察几何模型，还可以定量观察几何模型，直接度量或验证空间距离的长度及其变化。本模型的组装、拆卸容易，模型不用拆卸后，所占空间很小，便于存放和携带。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。