專利名稱：幾何組合板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬繪圖儀器，特別涉及一種可以提供立體幾何模型的多功能繪圖工具。
在傳統(tǒng)的繪圖工具中，主要采用直尺，三角板、量角器比例尺等，使用這些繪圖工具可以完成各種直線、平行線、垂線、角度等繪制或測量。但在繪制較復(fù)雜的圖形時(shí)，需各種繪圖工具配合使用才能完成。使用時(shí)很不方便。由于這些工具都是平面的，學(xué)生在學(xué)習(xí)立體幾何的過程中，很難從這些工具中得到立體幾何的空間模型，如二面角、多面體等。對培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力造成一定的困難。
本實(shí)用新型的目的是提供一種能裝、拆方便的幾何體模型，同時(shí)具有直尺、量角器、坐標(biāo)紙的使用功能，配合圓規(guī)還能將園作4－29等分。
本實(shí)用新型主要由量角板、圓周等分板、坐標(biāo)板緊固夾以及定點(diǎn)片組成。量角板、圓周等分板、坐標(biāo)板可分別單獨(dú)使用，分別完成角度的測量和繪制，使圓周4－29等分以及確定點(diǎn)坐標(biāo)位置，也可以配合緊固夾使用，組成立體幾何圖的演示儀器


圖1是量角板的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圓周等分板的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是坐標(biāo)板以及定點(diǎn)片的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是立體幾何演示儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是緊固夾的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理本實(shí)用新型的量角板、圓周等分板以及坐標(biāo)板的圖面可分為鏤空部分、黑線部份和凸起部分。從圖面上看，線條和數(shù)字刻在板底。靠近三個(gè)面板左右兩邊緣板面上各有一條狀凸起。
附圖所表示的實(shí)施例都按11繪制量角板的圖面設(shè)計(jì)如
圖1所示。圖面上內(nèi)框?yàn)檫呴L為10厘米的正方形。九十度量角器設(shè)置在正方形的上部，其圓心和正方形的對角線交點(diǎn)重合。其0°線的外側(cè)有一條形鏤空2，用于角度的繪制。正方形內(nèi)有一半徑為4厘米的圓(圓心也和正方形對角線交點(diǎn)重合)。圓周上分別有將圓周八等分的鏤空點(diǎn)3和五等分鏤空點(diǎn)4。其中八等分鏤空點(diǎn)3號設(shè)計(jì)成等邊三角形，五等分鏤空點(diǎn)4設(shè)計(jì)成直角三角形，以示區(qū)別(其中圓的頂部的八等分鏤空點(diǎn)和五等分鏤空點(diǎn)重合)。緊靠正方形左右兩邊中點(diǎn)外側(cè)還各有一鏤空點(diǎn)5。條狀凸起1位于正方形左右兩側(cè)，左側(cè)條狀凸起內(nèi)側(cè)有七條短線，距頂邊距離分別為0.4cm、0.69cm、1.2cm、2.08cm、2.9cm、4.48cm和6.8cm，右側(cè)條狀凸起內(nèi)側(cè)相對應(yīng)的位置短線上分別標(biāo)有150°120°90°60°45°30°和20°正方形的底邊中點(diǎn)還分別鏤刻有60°和30°斜線各一條。由以上結(jié)構(gòu)可見，本量角板單獨(dú)使用時(shí)，可做為量角器和直尺使用。條形凸起和三角形鏤空點(diǎn)是用于演示立體幾何圖形。
圓周等分板的圖面設(shè)計(jì)如圖2所示。圖面內(nèi)框同樣是邊長為10cm的正方形。圖面兩側(cè)分別有和量角板一樣的條狀凸起1。圖面上有21條與半徑為10cm的1／4圓相交的斜線，每條斜線旁邊的數(shù)字就是將圓周的等分?jǐn)?shù)。例如旁邊鏤刻“7”的斜線與圓的水平半徑(即板的下邊緣)夾角為360°／7……。21條斜線的延長線都通過1／4圓的圓心。由以上結(jié)構(gòu)可知，圓周等分板配合圓規(guī)使用，能將任意圓的圓周作4－29等分。例如要將將圓的圓周7等分，先將已知圓的圓半徑與圓周等分板上的7等分斜線重合，圓心重合，然后在板的下邊緣畫直線并與該圓的圓周和圓心相交，這時(shí)已知圓兩半徑所截的弧長等于圓周的1／7，然后用圓規(guī)等分之。考慮到板面線條過密分辨不清的原故，該板無法將圓直接作22、24、26等分。欲作這三種等分，就要先作11、12、13、等分，然后再二等分。除此之外，該板還能將任意圓為4－29的2n倍等分(n等于正整數(shù))坐標(biāo)板的圖面設(shè)計(jì)如圖3a所示。網(wǎng)格狀圖面同樣為邊長為10cm的正方形。圖面兩側(cè)分別同樣的條狀凸起1。板面上400個(gè)邊長為4mm的方格子是被鏤空的部分。所有被鏤空的方格子的四周都有單位長度為1mm的刻度線。左右兩個(gè)條狀凸起的內(nèi)側(cè)分別有和量角板相同的橫線和角度數(shù)字，它們的位置和量角板上橫線位置相同。圖3b所示的定點(diǎn)片兩邊都刻有4mm的刻度線。坐標(biāo)板和定點(diǎn)片配合使用時(shí)，不用坐標(biāo)紙就能較準(zhǔn)確地確定點(diǎn)在平面直角坐標(biāo)系里的位置。定點(diǎn)時(shí)，有的點(diǎn)剛好落在方格上，可直接定出其橫、縱坐標(biāo)值，若有的點(diǎn)落在被鏤空的方格內(nèi)無法直接定點(diǎn)時(shí)，就可將定點(diǎn)片插入這個(gè)方格里(橫插、豎插均可)。通過方格上和定點(diǎn)片上的刻度，就可直接讀出該點(diǎn)的坐標(biāo)位置。
圖5是用于組成立體模型的緊固夾的分離元件三視圖。緊固夾分左夾(a圖)和右夾(b圖)兩件。每個(gè)夾子由兩個(gè)異形塑料零件組成。從圖5a可以看出，左零件上有一個(gè)被鏤空的螺孔；將右零件嵌入左零件的夾板縫并令螺孔重合，用螺栓緊固就形成一個(gè)左緊固夾。圖5b所示的零件構(gòu)成右緊固夾。緊固夾的每一片零件底部都有一個(gè)凹槽，用于嵌入量角板、圓周等分板或坐標(biāo)板。由圖5可知，左零件螺孔上方刻有一條縱線；右零件刻有六條從螺孔中心發(fā)出的射線，它們之間的夾角分別為30°、30°、45°、15°、30°，這些角度標(biāo)記是用形成有關(guān)角度的二面角的。
由量角板、圓周等分板、坐標(biāo)板和緊固夾組成的立體幾何模型如圖4所示。該圖是三主體垂直相交于板的邊線的特例模型。三主體相交的位置可以通過移動緊固夾的位置來實(shí)現(xiàn)；相交的角度可以通過調(diào)整緊固夾兩個(gè)零件的夾角來實(shí)現(xiàn)。用細(xì)紗線穿過各板的鏤空部分并固定，就能組成直觀性很強(qiáng)的立體幾何模型。例如(A)將若干條紗線兩端分別系在上下兩板上，可組成關(guān)于直線與平面相交或異面線、平行線的模型。
(B)將二根以上紗線一端搓在一起打一死線懸空掛在坐標(biāo)板下，另一端系在量角板的八等分鏤空點(diǎn)或五等分鏤空點(diǎn)上可組成二條以上直線相交于一點(diǎn)的模型；(C)將一根紗線連續(xù)穿插在量角板的各個(gè)鏤空點(diǎn)里可組成三角形、正多邊形、梯形等平面幾何圖形；
(D)將(A)(C)或(B)(C)穿線方法結(jié)合起來就可以組成多面體的模型。
用一副緊固夾分別嵌入量角板和坐標(biāo)的條狀凸起里，讓兩板的邊緣重合或其中一板邊緣與另一板面重合。擰緊螺栓后就可組成兩面角模型。調(diào)整兩面角的平面角大小的兩種(1)當(dāng)量角板和坐標(biāo)板邊緣重合時(shí)，可以通過緊固夾邊緣與兩板的條狀凸起內(nèi)側(cè)的七條標(biāo)有角度的橫線重合來調(diào)節(jié)。量角板與坐標(biāo)板左右兩邊凸起物內(nèi)側(cè)分別刻有七條橫線，右側(cè)的每條橫線上刻有150°120°……。將緊固夾的兩另件分別嵌入板邊后再移動之(保持兩板邊緣重合)。當(dāng)緊固夾邊緣與120°短線重合時(shí)，二面角為120°。緊固夾邊緣與不同的短橫線重合時(shí)，就能形成橫線上所標(biāo)的兩面角。兩板的短橫線位置由兩面角的實(shí)際測量得出。
(2)當(dāng)其中一板邊緣與另一板面重合時(shí)，可以通過緊固夾螺孔中心發(fā)出的射線來調(diào)整其兩面角角度。當(dāng)緊固夾左零件螺孔上面的縱線分別與右零件上第1、2、3、4、5、6、7條射線重合時(shí)，所形成的兩面角依次為180°、150°、120°、90°、45°、30°、0°。
以上為本幾何組合板的結(jié)構(gòu)原理。本幾何組合板的各零件可以通過將無色透明的有機(jī)玻璃(聚甲基丙烯甲脂)或其他無色透明硬塑經(jīng)加熱呈熔化狀態(tài)后，壓注到模具里制成。
本實(shí)用新型的最大優(yōu)點(diǎn)就是具有多功能性，它同時(shí)具有量角器、三角板、坐標(biāo)紙的功能，同時(shí)能將圓周等分。特別是所組成的立體幾何模型具有直觀形象的特點(diǎn)。對于培養(yǎng)學(xué)生抽象的空間思維能力的很大幫助。
權(quán)利要求1.一種用于演示立體幾何模型的幾何組合板，其特征是由量角板、圓周等分板、坐標(biāo)板、緊固夾和定點(diǎn)片組成，量角板、圓周等分板、坐標(biāo)板外框尺寸相同，可以單獨(dú)使用，也可以通過緊固夾結(jié)合在一起形成立體幾何模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幾何組合板，其特征是量角板內(nèi)框是一正方形，其上部兩條對角線夾角部分為九十度量角板，下方刻有長度刻度尺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幾何組合板，其特征是圓周等分板內(nèi)框?yàn)橐徽叫?，圖面上有21條與半徑為內(nèi)框長度、圓心在一正方形頂點(diǎn)的1／4圓相交的斜線，每一條斜線上都標(biāo)有一數(shù)字，該斜線與正方形底邊的夾角角度即為將360°相應(yīng)數(shù)字等分的角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幾何組合板，其特征是坐標(biāo)板為網(wǎng)格狀正方形。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4所述的幾何組合板，其特征是量角板、圓周等分板和坐標(biāo)板兩邊都有一條狀凸起，內(nèi)側(cè)有若干條短橫線，右側(cè)的短橫線標(biāo)有角度刻度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幾何組合板，其特征是緊固夾分左夾和右夾兩件，每一個(gè)夾子由兩個(gè)異形塑料零件組成，兩零件都設(shè)計(jì)有螺孔，其中一零件上部帶有夾板縫，螺孔上有一縱線，另一零件為單層結(jié)構(gòu)，可以插入夾板縫，從其螺孔中心向外有若干條互為一定角度的射線，兩零件底部都有凹槽結(jié)構(gòu)，可以嵌入量角板，圓周等分板和坐標(biāo)板兩邊的條狀凸起。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種可以提供立體幾何模型的多功能繪圖工具，它主要由量角板、坐標(biāo)板、圓周等分板、緊固夾以及定點(diǎn)片組成。量角板、坐標(biāo)板、圓周等分板可以分別單獨(dú)使用，分別完成角度測量和繪制，使圓周4-29等分以及確定點(diǎn)的坐標(biāo)位置，也可以配合緊固夾使用，組成立體幾何的演示儀器。該幾何組合板具有多功能性，使用方便，所組成的立體幾何模型形象具體，對于培養(yǎng)學(xué)生抽象的空間想象能力有很大幫助。適合廣大中學(xué)生學(xué)習(xí)以及教師教學(xué)使用。
文檔編號G09B23/04GK2156051SQ9322503
公開日1994年2月16日 申請日期1993年1月7日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月7日
發(fā)明者林康 申請人:林康