[发明专利]一种斐波那契螺旋线轨迹展示仪

说明书

技术领域

本发明涉及数学模型，特别是一种斐波那契螺旋线轨迹展示仪。

背景技术

斐波那契螺旋线作为一种经典的数学曲线，广泛存在于我们的日常生活和自然界中，向日葵果实的螺旋状排列和一些贝壳生物的贝壳上的螺旋花纹等都是典型的斐波那契螺旋线，但是，这种螺旋线由何而来，与斐波那契数列之间有什么对应关系，很多同学往往难以理解。因此，需要一种可以快速展示斐波那契螺旋线生成轨迹，并能够直观理解其与斐波那契数列之间的关系的作图工具，来帮助同学们认识和理解斐波那契数列与斐波那契螺旋线。目前的数学教学中，没有专门针对斐波那契螺旋线的作图工具，使得绘制斐波那契螺旋线时要用传统的正方形辅助构图法，费时费力且需要很多辅助工具。

发明内容

针对上述情况，为弥补现有技术所存在的技术不足，本发明提供一种斐波那契螺旋线轨迹展示仪。

其解决的技术方案是：包括箱体，箱体上设有左右贯穿的腔体，箱体的左端安装有置于箱体下方的连接体，连接体上插装有水平设置的转轴，转轴的左端安装有摩擦轮，构成摩擦轮随转轴在连接体上转动的结构；转轴的外缘面上设有沿转轴长度方向螺旋状设置的螺旋凹槽，螺旋凹槽的螺距为摩擦轮最大半径的倍；转轴上套装有置于箱体下方的移动块，移动块上有置于螺旋凹槽内的导向柱，构成当转轴转动时，导向柱在螺旋凹槽内滑动，导向柱使移动块在转轴上水平滑动的结构；

移动块上装有水平设置的第一齿条和第二齿条，第一齿条和第二齿条纵向并列置于摩擦轮的上方；第一齿条的前侧装有与第一齿条平行并列的第三齿条，第二齿条的后侧装有与第二齿条平行并列第四齿条，第一齿条、第二齿条、第三齿条和第四齿条的一段卡装在箱体的腔体内，构成第一齿条、第二齿条、第三齿条和第四齿条可在箱体上左右滑动的结构；箱体的腔体内固定有纵向设置的第一齿轮轴，第一齿轮轴上安装有第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮与第一齿条和第三齿条啮合，第二齿轮与第二齿条和第四齿条啮合；

第三齿条和第四齿条上装有分别置于移动块前后两侧的第一定位架和第二定位架，第一定位架和第二定位架上分别装有第一定位针和第二定位针，第一定位针和第二定位针的针尖重合且与摩擦轮的最大外径的最下点位于与转轴长度方向一致的同一水平线上；

第一齿条和第二齿条为互补的间歇进给非全齿齿条，第一齿条上的第一段进给齿的右端第一齿与第一齿轮接触，第一齿条上的第一段进给齿的有效进给距离与第一定位针的针尖和摩擦轮的最大外径的最下点的距离相等；以第一段进给齿的有效进给距离为一个进给单位，第一齿条上从右向左的进给距离与间歇距离依次按照斐波那契数列设置，即：第一段为一个进给单位的进给距离，第二段为两个进给单位的间歇距离，第三段为三个进给单位的进给距离，第四段为五个进给单位的间歇距离，第五段为八个进给单位的进给距离，依次递增；第二齿条上的进给距离和间歇距离分别与第一齿条上的间歇距离和进给距离相对应。

本发明结构精准，绘图精确，只需在每转过90°时调换一次定位针的位置即可实现斐波那契螺旋线的连续轨迹演示。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的右视剖面图。

图3为本发明的左视剖面图。

图4为本发明的仰视图。

图5为本发明的图1中A部分的放大视图。

图6为本发明的图4中B部分的放大视图。

图7为本发明的移动块与第一齿条和第二齿条连接在一起时的主视图。

图8为本发明的移动块与第一齿条和第二齿条连接在一起时的俯视图。

图9为本发明的移动块与第一齿条和第二齿条连接在一起时的右视图。

图10为本发明的箱体局部剖后的轴测图。

图11为本发明的图10中C部分的放大视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1至图9给出，本发明包括箱体1，箱体1上设有左右贯穿的腔体，箱体1的左端安装有置于箱体1下方的连接体2，连接体2上插装有水平设置的转轴3，转轴3的左端安装有摩擦轮4，构成摩擦轮4随转轴3在连接体2上转动的结构；转轴3的外缘面上设有沿转轴3长度方向螺旋状设置的螺旋凹槽5，螺旋凹槽5的螺距为摩擦轮4最大半径的4倍；转轴4上套装有置于箱体1下方的移动块6，移动块6上有置于螺旋凹槽5内的导向柱7，构成当转轴3转动时，导向柱7在螺旋凹槽5内滑动，导向柱7使移动块6在转轴3上水平滑动的结构；