復(fù)合函數(shù)演示及圖像繪制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)儀器和工程制圖儀，是把非線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為多個(gè)正交合成運(yùn)動(dòng)的裝置，具體地說是一種能直觀演示多個(gè)函數(shù)及其復(fù)合的過程，并能同時(shí)繪制出各層函數(shù)及復(fù)合函數(shù)圖像的復(fù)合函數(shù)演示及圖像繪制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國高等教育事業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)、工程設(shè)計(jì)、現(xiàn)場施工等都需要快捷方便多功能的繪圖儀器。復(fù)合函數(shù)是解決復(fù)雜函數(shù)的關(guān)鍵，是中等數(shù)學(xué)的難點(diǎn)，是大學(xué)數(shù)學(xué)研究的核心內(nèi)容。通過直觀演示復(fù)合過程并描繪出相應(yīng)的多個(gè)函數(shù)圖像，既能減輕教師的教學(xué)壓力也能幫助學(xué)生理解和領(lǐng)會(huì)，是提高大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要手段?？萍既藛T在設(shè)計(jì)、繪圖，工程人員在施工畫線，都經(jīng)常用到由多個(gè)函數(shù)復(fù)合形成的復(fù)雜函數(shù)曲線。目前主要采用手工列表描點(diǎn)、計(jì)算機(jī)軟件賦值打印等方法畫圖，取點(diǎn)繁瑣計(jì)算結(jié)果主要為近似值，定點(diǎn)間的連線多用折線或離散點(diǎn)代替，看不到真實(shí)曲線形成的全貌，繪畫效率低且聯(lián)動(dòng)性和通用性差。
[0003]為了解決上述問題，近階段也出現(xiàn)了少數(shù)涉及簡單函數(shù)的裝置，如，專利號(hào)為201220500792的文獻(xiàn)中給出了“指數(shù)函數(shù)旋轉(zhuǎn)體體積定積分演示儀”，主要是把指數(shù)函數(shù)在一個(gè)固定區(qū)間內(nèi)繞坐標(biāo)系的橫軸旋轉(zhuǎn)半周形成容器，利用容器內(nèi)液體的體積來反映旋轉(zhuǎn)體體積或定積分的幾何意義，并沒有解決復(fù)合過程演示及曲線的繪制問題；專利號(hào)為201320648009的文獻(xiàn)中給出了 “一種函數(shù)圖像演示裝置”，實(shí)現(xiàn)方式是:利用有源晶振邏輯控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊等電子信息技術(shù)材料，只能在點(diǎn)陣液晶顯示模塊上觀看對(duì)數(shù)函數(shù)圖像的視頻資料，無直接函數(shù)關(guān)系及曲線描繪功能；專利號(hào)為201410577646的文獻(xiàn)中給出了“一種凸輪輪廓曲線繪制演示儀”，只能繪制凸輪閉曲線圖形，難以完成多個(gè)函數(shù)復(fù)合的圖像繪制。
[0004]綜上所述文獻(xiàn)存在如下不足:不能通過系列機(jī)械構(gòu)件直觀演示復(fù)合過程中各個(gè)函數(shù)的直角對(duì)應(yīng)關(guān)系，不能通過簡單操作親手繪制出復(fù)合中各函數(shù)的圖像，尤其是不利于學(xué)生個(gè)人用于學(xué)習(xí)，功能不足適用性低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服手工畫圖做不到或現(xiàn)有儀器中缺少的功能，本實(shí)用新型的目的是提供一種復(fù)合函數(shù)演示及圖像繪制裝置，該裝置能在教室、繪圖室、施工現(xiàn)場、學(xué)生自習(xí)場所使用，且繪圖效率高、圖像清晰準(zhǔn)確、操作簡單、攜帶方便、功能齊全。
[0006]本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]—種復(fù)合函數(shù)演示及圖像繪制裝置，其特征在于:該裝置包括支架、軌線導(dǎo)向板、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、內(nèi)層函數(shù)繪圖器、外層函數(shù)繪圖器、復(fù)合函數(shù)繪圖器、繞線圓盤、連接系統(tǒng)和畫板，所述支架包括地腳，在四個(gè)地腳上分別設(shè)有左前立桿、左后立桿、右前立桿和右后立桿，且左前立桿、左后立桿、右前立桿和右后立桿通過前橫桿、后橫桿、左縱向桿和右縱向桿垂直固連，前橫桿、后橫桿、左縱向桿和右縱向桿在一個(gè)平面上；左前立桿、左后立桿、右前立桿、右后立桿、前橫桿、后橫桿、左縱向桿和右縱向桿的四個(gè)交點(diǎn)連線構(gòu)成矩形；在前橫桿上設(shè)有左軸孔和右軸孔；軌線導(dǎo)向板固定在左縱向桿、前橫桿和后橫桿上，并處于左縱向桿的左方；旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿在軌線導(dǎo)向板的上面，其轉(zhuǎn)軸固定在左軸孔內(nèi)；內(nèi)層函數(shù)繪圖器固定在前橫桿、后橫桿、左縱向桿和右縱向桿上，且處于左縱向桿的右方；外層函數(shù)繪圖器固定在左縱向桿、左前立桿和左后立桿上，并處于左縱向桿的上方；復(fù)合函數(shù)繪圖器固定在前橫桿、左前立桿和右前立桿上，并處于前橫桿的上方；三個(gè)相同的繞線圓盤通過單腿支架分別固定在左前立桿、左后立桿、右前立桿上；在內(nèi)層函數(shù)繪圖器、外層函數(shù)繪圖器、復(fù)合函數(shù)繪圖器的后面分別固定畫板；旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、內(nèi)層函數(shù)繪圖器、外層函數(shù)繪圖器、復(fù)合函數(shù)繪圖器、繞線圓盤之間通過由拉線和滑輪組成的連接系統(tǒng)連接。
[0008]本實(shí)用新型中，軌線導(dǎo)向板由矩形硬板、圓柱滾輪、主槽桿、帶鎖滑塊、固定卡構(gòu)成，矩形硬板具有一定厚度的剛性材料板，在其上有穿透的定位孔，過定位孔有一條鏤空的軌線1 (設(shè)方程為:F(x，y) = 0)，在軌線1的內(nèi)側(cè)凸形壁面上開有一條槽溝，圓柱滾輪嵌在鏤空軌線1內(nèi)，在矩形硬板的右邊緣固定一根主槽桿，在主槽桿的內(nèi)槽中裝有帶鎖滑塊，在矩形硬板的外邊設(shè)有多個(gè)固定卡，固定卡有多個(gè)用于固定在支架上。
[0009]本實(shí)用新型中，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿由內(nèi)槽桿、上滑塊、釘軸、紅指示燈、下滑塊、銷釘軸、蘭指示燈、軸承、帶卡轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，內(nèi)槽連桿是一根有內(nèi)槽的直長桿，在內(nèi)槽中嵌有上滑塊和下滑塊，上滑塊上有銷釘穿過，銷釘?shù)那岸嗽O(shè)有紅指示燈；下滑塊上有銷釘軸穿過，銷釘軸的前端設(shè)有蘭指示燈；在導(dǎo)桿中下部固定一只軸承，軸承中設(shè)有帶卡轉(zhuǎn)軸；上滑塊上的銷釘與支架上主槽桿中的帶鎖主滑塊垂直相連；下滑塊上的銷釘軸與滾輪導(dǎo)向板上的圓柱滾輪的軸相連，在導(dǎo)桿的兩端各有一只垂直的手搖柄。
[0010]本實(shí)用新型中，內(nèi)層函數(shù)繪圖器繪圖機(jī)構(gòu)由左滑道撐桿、右滑道撐桿、下滑道橫桿、上滑道橫桿、縱向?qū)U、橫向?qū)U、畫筆和多個(gè)滑塊等構(gòu)成。左右滑道撐桿、下上滑道橫桿呈矩形構(gòu)成繪圖器的滑道邊框，在四根邊框的滑槽中依次嵌入左滑塊、右滑塊、下滑塊、上滑塊；縱向?qū)U和橫向?qū)U呈垂直狀態(tài)，橫向?qū)U的內(nèi)滑槽中設(shè)有橫向滑塊，橫向?qū)U的左右兩端分別與左右滑道撐桿上的滑塊相連，并在上下兩側(cè)開有線孔；縱向?qū)U的內(nèi)滑槽中設(shè)有縱向滑塊，縱向?qū)U的上下兩端分別與上下滑道橫桿上的滑塊相連，并在左右兩側(cè)開有線孔；在縱橫導(dǎo)桿的兩個(gè)內(nèi)部滑塊之間有垂直的銷釘從前往后穿過，在垂直銷釘?shù)暮蠖诉B接畫筆，畫筆的支架上有螺栓和彈簧調(diào)節(jié)長度。
[0011]本實(shí)用新型中，外層函數(shù)繪圖器由滑道邊框、橫向?qū)U、縱向?qū)U、左滑塊組、中滑塊組、右滑塊組、畫筆等構(gòu)成。滑道邊框、縱向?qū)U、中滑塊組、畫筆的組成結(jié)構(gòu)與內(nèi)層函數(shù)繪圖器的完全相同，橫向?qū)U的內(nèi)槽長于滑道邊框的上下邊框，內(nèi)槽中除有中滑塊組外，在與左右邊框的滑塊連接處各有一個(gè)滑塊，形成左滑塊組和右滑塊組，橫向?qū)U的左右兩端有一個(gè)軸孔，橫向?qū)U能上下左右移動(dòng)。
[0012]本實(shí)用新型中，復(fù)合函數(shù)繪圖器由滑道邊框、橫向?qū)U、縱向?qū)U、左滑塊組、中滑塊組、右滑塊組、畫筆等構(gòu)成。復(fù)合函數(shù)繪圖器的組成結(jié)構(gòu)與外層函數(shù)繪圖器完全相同。
[0013]本實(shí)用新型中，繞線圓盤由圓盤、單腿支架、轉(zhuǎn)軸、控制鎖構(gòu)成，圓盤是一個(gè)具有一定厚度的圓柱體形轉(zhuǎn)盤，在圓底面中心有軸承，軸承中設(shè)有轉(zhuǎn)軸，在圓底面的外邊緣上固定有連桿釘軸，在圓盤的圓柱側(cè)面開有線槽，在線槽內(nèi)有接線孔；圓盤的轉(zhuǎn)軸垂直固定在單腿支架的外端，單腿支架是丁字形單側(cè)支架，在支架的底座上有固定夾具，在直桿上設(shè)有控制鎖。
[0014]本實(shí)用新型中，連接系統(tǒng)由十二只定滑輪和六根拉線組成，其中前下滑輪A、前下滑輪B、前下滑輪C、前下滑輪D、前下滑輪E從左到右依次固定在支架的前橫桿上，右滑輪固定在支架的右縱向桿上，后下右滑輪和后下左滑輪固定在支架的后橫桿上，后上滑輪固定在支架的左后立桿上部，前右上滑輪和前右下滑輪固定在支架的右前立桿上部，前上左滑輪固定在支架的左前立桿上部。在圓柱滾輪與內(nèi)層函數(shù)繪圖器、復(fù)合函數(shù)繪圖器的縱向?qū)U之間設(shè)有二根橫向，橫向前拉線的左端固定在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿的銷釘軸上，右端依次經(jīng)過槽溝、帶卡轉(zhuǎn)軸、前下滑輪A、前下滑輪E、前右下滑輪后，固定在縱向?qū)U右側(cè)的線孔上；橫向后拉線的左端及經(jīng)過同橫向前拉線，右端在經(jīng)過前右下滑輪、右滑輪后，固定在縱向?qū)U右側(cè)的線孔上。在帶鎖主滑塊與橫向?qū)U、三個(gè)繞線圓盤之間設(shè)有四條縱向拉線，四條縱向拉線的左端固定在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿的銷釘上，右端經(jīng)過前下滑輪B后有不同的去向，縱向前左拉線的右端經(jīng)過前下滑輪C、前上左滑輪后固定在繞線圓盤的線孔處，縱向前右拉線的右端經(jīng)過前下滑輪C、前下滑輪D、前右上滑輪后，固定在繞線圓盤的線孔處，縱向后左拉線的右端經(jīng)過后下左滑輪、后上滑輪后，固定繞線圓盤的線孔處，縱向后右拉線的右端經(jīng)過后下左滑輪、后下右滑輪后，固定在橫向?qū)U上。
[0015]本實(shí)用新型中，畫板由一塊矩形平板和多個(gè)卡紙器組成，畫板光滑且保持形