[发明专利]一种旋轮线轨迹演示装置

说明书

本发明公开了一种旋轮线轨迹演示装置，包括：基座、第一转轮、第二转轮、偏心传动机构；基座上设有导轨和齿条，导轨水平设置，导轨上设有可滑动安装的滑块，滑块上设有竖直设置的第一转轴，第一转轮与所述第一转轴同轴布置且通过所述第一转轴可转动安装在滑块上，第一转轮外缘设有第一齿部，齿条水平设置在第一转轮一侧且其朝向第一转轮一侧设有与所述第一齿部啮合的第二齿部；第二转轮同轴设置在第一转轮上方与第一转轮固定连接，第一转轮上设有划线笔且划线笔位于第一转轮的转轴一侧。本发明实现了清晰地展示旋轮线的形成过程，从而大大促进了参观者或学习者对旋轮线的形成和轨迹的认知。

技术领域

本发明涉及旋轮线绘制技术领域，尤其涉及一种旋轮线轨迹演示装置。

背景技术

一个圆在一条定直线上滚动时，圆周上一个定点的轨迹，又称圆滚线、旋轮线。

圆上定点的初始位置为坐标原点，定直线为x轴。当圆滚动j角以后，圆上定点从O点位置到达P点位置。当圆滚动一周，即j从O变动2π时，动圆上定点描画出摆线的第一拱。再向前滚动一周，动圆上定点描画出第二拱，继续滚动，可得第三拱，第四拱……，所有这些拱的形状都是完全相同的，每一拱的拱高为2a(即圆的直径)，拱宽为2πa(即圆的周长)。

旋轮线具有如下性质：

1)它的长度等于旋转圆直径的4倍。尤为令人感兴趣的是，它的长度是一个不依赖于π的有理数。

2)在弧线下的面积，是旋转圆面积的三倍。

3)圆上描出摆线的那个点，摆线具有不同的速度--事实上，在特定的地方它甚至是静止的。

4)当弹子从一个旋轮线形状的容器的不同点放开时，它们会同时到达底部。

在教学过程中，通常教师都要在参数方程说明旋轮线，并在黑板上通过绘制旋轮线，尽力地描述旋轮线的形成和轨迹，由于无法通过简单的绘制加以描述，造成了直观教学的困难。

发明内容

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种旋轮线轨迹演示装置。

本发明提出的一种旋轮线轨迹演示装置，包括：基座、第一转轮、第二转轮、偏心传动机构；

基座上设有导轨和齿条，导轨水平设置，导轨上设有可滑动安装的滑块，滑块上设有竖直设置的第一转轴，第一转轮与所述第一转轴同轴布置且通过所述第一转轴可转动安装在滑块上，第一转轮外缘设有第一齿部，齿条水平设置在第一转轮一侧且其朝向第一转轮一侧设有与所述第一齿部啮合的第二齿部；第二转轮同轴设置在第一转轮上方与第一转轮固定连接，第一转轮上设有划线笔且划线笔位于第一转轮的转轴一侧；

偏心传动机构包括偏心轮和第一连杆，偏心轮上设有竖直设置的偏心轴和中心轴，偏心轮通过所述中心轴可转动安装在基座上，第一连杆第一端通过所述偏心轴与偏心轮可转动连接，第一连杆第二端设有第二转轴且第一连杆第二端通过第二转轴与滑块可转动连接。

优选地，在偏心轮上设有至所述中心轴距离不等的多个偏心轴，第一连杆第一端通过一个所述偏心轴可转动安装在偏心轮上。

优选地，在转轮上设有至所述第一转轴距离不等的多个划线笔安装位，划线笔安装在所述划线笔安装位上。

优选地，还包括驱动机构，驱动机构包括驱动盘、驱动轮、驱动带，驱动轮位于偏心轮一侧且其可转动安装在基座上，驱动盘与驱动轮同轴设置且二者固定连接，驱动带依次绕过驱动轮和偏心轮。

优选地，还包括透明罩，透明罩设置在基座上且与基座共同构成容纳空间。

优选地，透明罩为触摸式透明屏且通过所述划线笔抵靠触摸式透明屏。