[发明专利]一种高等数学旋转曲面演示装置

说明书

本发明涉及一种高等数学旋转曲面演示装置，本发明巧妙得利用弹性杆的弯曲特性，将其限位于两组转动连接的圆环与不完全弧形环之间，通过转动不完全弧形环，在限位装置的限位作用下，使得弹性杆发生形变弯曲，从而得到不同曲率的曲线杆状结构，同时，利用三组相互套在的环状结构，利用端部的卡销来实现定位，从而使得圆环内的弹性杆在三维空间的位置可随意进行改变，从而使驱动装置驱动旋转曲面装置所得到的旋转曲面结构千变万化，具有多样性，使学生得到充分得理解和学习，提高同学的学习兴趣，为学生对旋转曲面的学习打下坚实的基础，同时为以后的高等数学的学习打下坚实的基础。

技术领域

本发明属于教学用具的技术领域，特别涉及一种高等数学旋转曲面演示装置。

背景技术

旋转曲面是解析几何的重要内容。旋转曲面是在空间中，一条曲线Γ围绕定直线l旋转一周所产生的曲面。其中，曲线Γ叫做旋转曲面的母线。而经线是指经过轴l的半平面和旋转曲面的交线。在旋转曲面的学习中，如何准确理解母线和经线，以及判断区分母线和经线，是学习旋转曲面的基础。也是正确理解及使用后续大量公式行解题的前提。

现有的教学装置大多较为死板，且曲线Γ的空间位置单一，且曲面形状单一，使得形成的旋转曲面不具备多样化的效果，不能很好得激发同学的学习热情以及增进学生对旋转曲面的理解，因此我们亟待一种高等数学旋转曲面演示装置用以解决以上问题。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种高等数学旋转曲面演示装置，用以解决上述背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种高等数学旋转曲面演示装置，包括底座，其特征在于，所述的底座上竖向连接一竖杆，所述的竖杆外转动连接一旋转曲面装置，所述的旋转曲面装置由安装在底座上的驱动装置进行驱动连接，所述的底座上端沿互相垂直的方向连接有X和Y坐标尺，两组坐标尺与竖杆上连接的坐标尺构成X、Y和Z的三维坐标系，所述的旋转曲面装置内连接一圆环，满足通过调节旋转曲面装置可以调节圆环在三维坐标系内的空间位置，所述的圆环内同轴转动连接一不完全弧形环，所述的圆环上沿径向连接一弹性杆，所述的弹性杆的端部插入至所述不完全弧形环上开设的限位孔内，所述的限位孔底部经弹簧连接一与弹性杆底端相配合的支撑板，所述的圆环内沿着弹性杆活动端一侧的内壁上沿周向连接有多组限位块，所述的不完全弧形环上连接有一置于限位孔外侧的限位装置，满足调节限位装置，使得限位装置与限位块配合从而限制圆环和不完全弧形环之间的相对转动。

优选的，所述的旋转曲面装置包括转动连接在竖杆上的动力输入轴环，所述的动力输入轴环上连接一沿竖杆径向设置的滑槽，所述的滑槽沿滑槽长度方向上滑动配合一滑块，所述的滑槽内转动连接一螺纹穿设滑块的丝杠，所述的丝杠的端部延伸出滑槽，且在端部连接一驱动手柄，所述的滑块上端绕横向轴转动连接一外环，所述的外环与所述滑块之间设置有转动连接在滑块且用于限制外环与滑块之间相对转动的第一卡销，所述的外环内绕纵向轴转动连接一中间环，所述的中间环的两端分别连接有相应侧外环配合且用于限制两者之间的相对转动的第二卡销，所述的中间环内绕竖向轴转动连接的是所述圆环，所述的圆环的两端分别连接有相应侧中间环配合且用于限制两者之间的相对转动的第三卡销。

优选的，所述的第一卡销沿垂直于外环一侧面的方向上与所述滑块螺纹配合，且第一卡销的端部与外环的一侧面摩擦配合，两组所述的第二卡销分别螺纹配合在中间环转轴的外侧两轴端，且第二卡销朝向中间环的一面沿周向连接有多组与外环相配合的橡胶球，两组所述的第三卡销分别螺纹配合在内环转轴的外侧两轴端，且第三卡销朝向内环的一面沿周向连接有多组与中间环外侧相配合的橡胶球。

优选的，所述的限位装置包括开在不完全弧形环内的转动槽，所述的转动槽内转动连接一转动环，所述的转动环的转轴伸出不完全弧形环，且在端部连接一拨手，所述的转动环上开有螺旋槽，所述的螺旋槽内滑动配合一沿不完全弧形环径向滑动配合的限位杆，满足转动转动环，限位杆沿不完全弧形环的径向伸出或收回，用以与限位块配合限制限制圆环和不完全弧形环之间的相对转动。