本發(fā)明涉及一種投影演示裝置，具體涉及一種工程制圖模型投影演示裝置。

背景技術：

工程制圖是一門較為抽象的工科專業(yè)基礎課，其目的是培養(yǎng)學生空間想象力，教具在該課教學過程是必不可少的。但近年來，工程制圖教具的改革較為緩慢，很多教師在教學過程中把教具變得可有可無,使學生很難形成一個直觀的認識,這不利于學生將所學知識消化吸收，更不利于學生空間想象能力、創(chuàng)新能力、實踐能力的培養(yǎng)。目前，市場上也沒有出現關于工程制圖課上模型投影演示的教具，給工科的工程制圖教學和學生空間想象力的培養(yǎng)帶來了不便。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是為了解決由于現有市場上也沒有關于工程制圖課上模型投影演示的教具，給工科的工程制圖教學和學生空間想象力的培養(yǎng)帶來了不便的問題。進而提供一種工程制圖模型投影演示裝置。

本發(fā)明的技術方案是：一種工程制圖模型投影演示裝置包括俯視投影光源、上部透光板、底部支撐座、絲杠滑臺機構、主側投影旋轉臺、下部滑臺、驅動機構和多根支撐柱，上部透光板和底部支撐座上下平行設置，且上部透光板和底部支撐座之間通過多根支撐柱支撐并連接，下部滑臺安裝在多根支撐柱之間的底部支撐座上，主側投影旋轉臺可轉動安裝在下部滑臺上，驅動機構安裝在下部滑臺內并穿過下部滑臺帶動主側投影旋轉臺旋轉，絲杠滑臺機構豎直安裝在主側投影旋轉臺的一側，俯視投影光源安裝在絲杠滑臺機構的上部，且俯視投影光源在絲杠滑臺機構的帶動下可上下移動。

進一步地，下部滑臺為圓盤形滑臺，且圓盤形滑臺的上端面靠近外沿處開設有環(huán)形凹槽。

進一步地，它還包括多個旋轉臺滾子，多個旋轉臺滾子的上端固裝在主側投影旋轉臺的下端面上，多個旋轉臺滾子的下部可滑動安裝在環(huán)形凹槽內。

進一步地，驅動機構包括步進電機、蝸輪蝸桿機構和主軸，主軸豎直依次由上至下安裝在主側投影旋轉臺、下部滑臺和底部支撐座上，其中主軸與主側投影旋轉臺軸向固定連接，主軸與下部滑臺和底部支撐座可轉動連接，蝸輪蝸桿機構套裝在位于底部支撐座上的主軸上，步進電機與蝸輪蝸桿機構連接。

進一步地，蝸輪蝸桿機構包括軸承架、蝸桿和渦輪，軸承架安裝在底部支撐座上，蝸桿安裝在軸承架上并與步進電機通過聯軸器連接，渦輪套裝在主軸上，且渦輪與蝸桿相嚙合。

進一步地，絲杠滑臺機構包括滑臺支撐架、滑臺絲杠、滑臺頂部螺母、滑塊和手輪，滑臺支撐架豎直安裝在底部支撐座上，滑臺絲杠伸出并豎直穿設在滑臺支撐架上，滑臺頂部螺母旋擰在滑臺絲杠上，滑塊固定連接在滑臺頂部螺母的上端并隨滑臺頂部螺母旋擰在滑臺絲杠上，手輪固定安裝在滑臺絲杠的上端。

本發(fā)明與現有技術相比具有以下效果：

現階段工程圖學教學工作者對畫法幾何的教學方式做了大量的改革探索，但大都致力于板書和紙質掛圖形式的改變，教具僅僅停留在單面投影，無法進行多方向投影及換面投影，其形式單一，無法達到幾何圖學的教學要求?，F通過蝸輪蝸桿機構連接的旋轉投影臺，改變投影面的空間位置，以此在實現不同視圖投影的同時，達到換面投影的效果。此外，通過步進電機的驅動，實現特定典型投影面的自動投影切換與復位。

本裝置通過細線與滑臺，來張緊固定待投影物體，使其空間幾何元素的位置保持不變，并通過蝸輪蝸桿機構，將步進電機繞軸的旋轉運動轉化為投影機構的旋轉運動，以此產生處于不同空間位置的投影面，實現以新投影面來代替舊投影面的目的，從而使空間幾何元素對新投影面的相對位置變成有利于直觀準確表達待投影物幾何形狀的位置，然后找出其在新投影面上的投影，最終實現換面法。在機械傳動方面取得較好效果，由單片機控制步進電機改變旋轉角度，操作省力方便。滿足性能要求的同時，盡量使該教具組裝簡單、成本更低。

附圖說明

圖1是模型投影教學教具的正等軸測圖；

圖2是圖1所示投影模型教具的側視圖；

圖3是圖1所示模型投影教學教具的俯視圖；

圖4是圖2所示的模型投影教學教具俯視圖中A-A剖視圖；

圖5是圖4在I處的局部放大圖；

圖6是圖4在II處的局部放大圖；

圖7是圖2所示的模型投影教學教具俯視圖中B-B剖視圖；

圖8是圖7在III處的局部放大圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結合圖1至圖8說明本實施方式，本實施方式的一種工程制圖模型投影演示裝置包括俯視投影光源1、上部透光板2、底部支撐座7、絲杠滑臺機構、主側投影旋轉臺5、下部滑臺6、驅動機構和多根支撐柱19，

上部透光板2和底部支撐座7上下平行設置，且上部透光板2和底部支撐座7之間通過多根支撐柱19支撐并連接，下部滑臺6安裝在多根支撐柱19之間的底部支撐座7上，主側投影旋轉臺5可轉動安裝在下部滑臺6上，驅動機構安裝在下部滑臺6內并穿過下部滑臺6帶動主側投影旋轉臺5旋轉，絲杠滑臺機構豎直安裝在主側投影旋轉臺5的一側，俯視投影光源1安裝在絲杠滑臺機構的上部，且俯視投影光源1在絲杠滑臺機構的帶動下可上下移動。

具體實施方式二：結合圖1至圖5說明本實施方式，本實施方式的下部滑臺6為圓盤形滑臺，且圓盤形滑臺的上端面靠近外沿處開設有環(huán)形凹槽。如此設置，便于在使用過程中，在驅動機構的帶動下能夠實現主側投影旋轉臺5的轉動和下部滑臺6的靜止。其它組成和連接關系與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：結合圖5說明本實施方式，本實施方式的還包括多個旋轉臺滾子8，多個旋轉臺滾子8的上端固裝在主側投影旋轉臺5的下端面上，多個旋轉臺滾子8的下部可滑動安裝在環(huán)形凹槽內。如此設置，結構簡單，易于實現，而且在主側投影旋轉臺5和下部滑臺6之間的滑動更為順暢，不易出現卡死現象，尤其是多個旋轉臺滾子8的上端固裝在主側投影旋轉臺5的下端面上，使用更加安全、可靠。其它組成和連接關系與具體實施方式一或二相同。

具體實施方式四：結合圖2、圖4和圖6說明本實施方式，本實施方式的驅動機構包括步進電機21、蝸輪蝸桿機構13和主軸10，主軸10豎直依次由上至下安裝在主側投影旋轉臺5、下部滑臺6和底部支撐座7上，其中主軸10與主側投影旋轉臺5軸向固定連接，主軸10與下部滑臺6和底部支撐座7可轉動連接，蝸輪蝸桿機構13套裝在位于底部支撐座7上的主軸10上，步進電機21與蝸輪蝸桿機構13連接。如此設置，結構簡單，易于實現，便于更加穩(wěn)定的帶動主側投影旋轉臺5進行360度的旋轉，關于主側投影旋轉臺5的旋轉角度可通過紅外遙控器控制單片機、單片機控制步進電機21的轉速和正反轉，步進電機21控制蝸輪蝸桿進行轉動，最后通過渦輪帶動主側投影旋轉臺5的旋轉。其它組成和連接關系與具體實施方式一或三相同。

具體實施方式五：結合圖4和圖6說明本實施方式，本實施方式的蝸輪蝸桿機構13包括軸承架11、蝸桿12和渦輪13，軸承架11安裝在底部支撐座7上，蝸桿12安裝在軸承架11上并與步進電機21通過聯軸器連接，渦輪13套裝在主軸10上，且渦輪13與蝸桿12相嚙合。如此設置，驅動更加穩(wěn)定可靠。其它組成和連接關系與具體實施方式四相同。

具體實施方式六：結合圖1、圖2、圖4和圖7說明本實施方式，本實施方式的絲杠滑臺機構包括滑臺支撐架3、滑臺絲杠15、滑臺頂部螺母16、滑塊17和手輪20，滑臺支撐架3豎直安裝在底部支撐座7上，滑臺絲杠15伸出并豎直穿設在滑臺支撐架3上，滑臺頂部螺母16旋擰在滑臺絲杠15上，滑塊17固定連接在滑臺頂部螺母16的上端并隨滑臺頂部螺母16旋擰在滑臺絲杠15上，手輪20固定安裝在滑臺絲杠15的上端。如此設置，通過手輪20來根據實際授課的需要，旋轉手輪20來調整滑臺頂部螺母16和滑塊17在滑臺絲杠15上進行上下移動，從而帶動俯視投影光源1與上部透光板2之間的距離來實現光源高度的調整。其它組成和連接關系與具體實施方式五相同。

具體實施方式七：結合圖7說明本實施方式，本實施方式的滑臺絲杠15的下端可轉動安裝在底部支撐座7上。如此設置，便于手輪20的轉動。其它組成和連接關系與具體實施方式一、二、三、四、五或六相同。

具體實施方式八：結合圖7說明本實施方式，本實施方式的絲杠滑臺機構還包括多根滑臺導軌18，多根滑臺導軌18豎直穿設在滑臺支撐架3內的滑塊17上。如此設置，使得滑塊17能夠沿著滑臺導軌18進行上下滑動，保證授課教具使用的準確性和可操作的穩(wěn)定性。其它組成和連接關系與具體實施方式七相同。

具體實施方式九：結合圖1說明本實施方式，本實施方式的多根支撐柱19的數量為3個。如此設置，三根支撐柱便能將上部透光板2和底部支撐座牢固的支撐和連接，同時，還能夠預留出足夠的空間便于授課過程中學生的觀察。其它組成和連接關系與具體實施方式七或八相同。

具體實施方式十：結合圖1和圖4說明本實施方式，本實施方式的主軸10與主側投影旋轉臺5之間通過鍵實現軸向固定連接，且主軸10與主側投影旋轉臺5的內孔之間間隙配合。如此設置，連接方便可靠。其它組成和連接關系與具體實施方式七、八或九相同。

更進一步地，本發(fā)明在實際操作過程中可以采用此實施例進行實施：包括外部框架結構、平行光源(即俯視投影光源1)、投影模型、懸掛線、絲杠導軌機構(即絲杠滑臺機構)、蝸輪蝸桿機構、投影面、單片機、步進電機、環(huán)形導軌工作臺(即主側投影旋轉臺5)。投影面和平行光源相對靜止，并在環(huán)形導軌工作臺上沿圓軌道運動。物體模型用磁力片組成框架結構，可自由拼接組裝，實現一物多模的目標。懸掛機構采用上下都用透明細線懸掛，上部用絲杠導軌機構升高懸掛臺張緊細線，旨在保證懸掛模型不輕易晃動。外部框架結構采用支架型材支撐，底座上部有兩層圓臺，為簡述方便，距離底座近的稱為第一圓臺，距離底座較遠的稱為第二圓臺。底座與第一圓臺之間含有機械傳動結構，利用蝸輪蝸桿帶動投影面和平行光源旋轉，蝸桿由單片機控制的步進電機驅動，第一圓臺與底座之間由四個插銷固定，旨在不產生相對運動。渦輪與中心軸間隙配合，中心軸與底座和第一圓臺之間軸承連接，中心軸與第二圓臺軸承采用基孔制的過盈配合。第一圓臺上在距離外沿1-2厘米處有圓環(huán)導軌。第二圓臺在第一圓臺圓環(huán)導軌位置均分固結四個軸，軸末端軸承在導軌中滾動。支架型材支撐上部透光板，透光板上有同樣的圓環(huán)導軌，投影面和光源上部分別有兩個軸承在軌道中滾動。透光板上部是俯視光源，光源中間有懸掛模型的細線懸掛點，并且光源與絲杠上的導軌固結，絲杠導軌上部手柄用于控制光源座高低，從而實現調節(jié)光源距離并張緊懸掛線。單片機控制模塊：通過單片機編程控制步進電機旋轉圈數，并通過理論計算與實際調試，得出步進電機旋轉圈數與工作臺旋轉角度的對應關系?；谡{試結果，利用紅外遙控設置不同的按鈕控制旋轉不同的固定角度，例如在確定初始位置之后，確定該位置為主視圖，單片機控制步進電機使投影面和平行光源同時順時針旋轉90°為側視圖，單片機控制步進電機使投影面和平行光源同時順時針旋轉45°為水平45°換面投影，進一步的單片機控制圓臺正上方的平行光源，在演示完主視圖和側視圖的投影后控制光源開關，進行俯視圖演示，在第二圓臺上得到俯視投影。

圖1是模型投影教學教具的正等軸測圖示出本發(fā)明的整體結構。投影系統(tǒng)位于支撐框架內部。如圖2所示，支撐座7上安放有渦輪蝸桿機構13和步進電機21為驅動機構，如圖6所示，渦輪蝸桿局部剖視圖，蝸桿12由軸承架11支撐和渦輪13嚙合，并由聯軸器與步進電機21連接傳遞扭矩。步進電機21工作帶動蝸桿12旋轉，進一步的帶動渦輪13運動，渦輪13與主側投影旋轉臺主軸10銷連接且間隙配合。主側投影旋轉臺主軸10下端由軸承14與支撐座7連接，能產生相對滑動；主側投影旋轉臺主軸10中上部由軸承9與下部滑臺6連接，下部滑臺6通過鍵連接與支撐座7連接，保持相對靜止；主側投影旋轉臺主軸10上端由鍵與主側投影旋轉臺5連接，且間隙配合；如圖4右側所示，主側投影旋轉臺5由主側投影旋轉臺滾子8與下部滑臺6連接，滑臺上有圓環(huán)形軌道；上部透光板2有圓環(huán)形軌道，且由主側投影旋轉臺滾子8與主側投影旋轉臺5相連。進一步的，蝸輪13帶動主側投影旋轉臺主軸10旋轉，進而帶動主側投影旋轉臺5旋轉，由于主側投影旋轉臺滾子8與上部透光板2和下部滑臺6相對運動，達到切換投影面的效果。

圖5是絲杠滑臺機構，包括滑臺支撐架3、滑臺絲杠15、滑臺導軌18、滑塊17、滑臺頂部螺母16、手輪20等?；_導軌18與支撐底座7固連，滑臺絲杠15下端與支撐底座7之間軸承連接，能相對滑動；滑臺絲杠15上端與手輪20固連，手輪20轉動帶動滑臺絲杠15轉動從而調節(jié)滑塊17位置?；瑝K17與俯視投影光源1固連，滑塊17運動帶動俯視投影光源1運動從而調節(jié)光源高度；進一步的，主側投影旋轉臺主軸10頂端和俯視投影光源1中間系有懸掛模型的透明細線，懸掛好模型后，升高俯視投影光源1的位置，在張緊細線的同時，調整光源與待投影物相對位置的關系，旨在保持模型穩(wěn)定性的同時，達到良好的投影效果。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明的，本領域技術人員還可以在本發(fā)明精神內做其他變化，以及應用到本發(fā)明未提及的領域中，當然，這些依據本發(fā)明精神所做的變化都應包含在本發(fā)明所要求保護的范圍內。