平面几何、立体几何、解析几何作图模型

摘要

一种平面几何、立体几何、解析几何作图模型。本发明属于学生和教师作为教具使用的作图模型，它是由盒子、盒子盖、定位器、接头、连接器、定位器盖、挂钩、橡皮筋圈、弹簧和各种模板组成，在盒子盖和模板上设有槽，能作出各种平面几何、解析几何图形，也可以做出反映平面图形的连续变化和运动轨迹。能做出各种立体几何实体模型，通过与画在纸上的图形进行比较，从而达到培养学生的思维能力、空间想象能力和实际操作能力。制造简单，携带和使用方便。

说明书

本发明属于学生和教师教学使用的作图模型。

在本发明以前，学生作图是用直尺和笔在纸上作图，作出来的平面几何、解析几何、图形不能反映图形的连续变化。立体几何图形也只能画在纸上，也就是把三维空间的几何体画在二维空间的纸上。由于采用斜二测画法，图形所表达的几何体的尺寸与实际几何体有很大的差别，学生在学习立体几何课程的过程中，许多学生对画在纸上的图形与实际几何体的理解有困难，教师在培养学生的空间想象能力方面也遇到了很大的困难，至使相当一部分学生不能进一步学习好立体几何。

本发明的目的在于提供一种实用的作图模型，能直观地演示出平面几何、解析几何图形的连续变化，点的运动轨迹和固定图形，并能直观地演示立体几何中的几何体的实体模型。

附图说明：

图1：本发明示意图。

图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8：本发明零件图。

图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15：本发明模板结构图。

下面结合附图对本发明进行详细的叙述。

盒子〔1〕是由塑料材料制成的，用以用来装其他零件。盒子盖〔2〕是由塑料材料制成的，在〔2〕上设有槽〔3〕和台阶〔4〕。定位器〔5〕、〔6〕是由金属材料制成的，〔5〕、〔6〕的底部为“工”字形，一头宽度与槽〔3〕宽度尺寸相同，另一头为圆形挡板，使〔5〕、〔6〕能插入槽〔3〕并旋转一个角度，把〔5〕、〔6〕固定在〔2〕上面。也能在槽〔3〕内自由移动。在〔5〕、〔6〕的上部设有“凸”形台阶，顶部圆柱轴的尺寸与〔7〕、〔8〕的圆孔尺寸相同，可以把〔7〕、〔8〕装在上面。接头〔7〕是由金属材料制成的，一头设有圆孔与〔5〕的圆柱轴配合，另一头设有圆柱轴。可以把〔10〕、〔11〕挂在上面。连接器〔8〕是由金属材料制成的，一头设有圆孔与〔5〕的圆柱配配合，另一头设有挂钩，可以把〔10〕、〔11〕、〔12〕挂在上面。定位器盖〔9〕是由塑料材料制成的，一头设有圆孔与〔5〕、〔6〕的圆柱轴配合，另一头的端面设有英文字母A、B、C……，供作图时标图中的字母使用。挂钩〔10〕中间部分是橡皮筋两头是金属钩，可以挂在〔5〕、〔6〕、〔7〕、〔8〕和橡皮筋上面。挂钩〔11〕中间部分是橡皮筋两头是金属材料制成的带圆孔的圆形挂钩，可以挂在〔5〕、〔6〕、〔7〕、〔8〕上面。碟形弹簧〔13〕上开有缺口是由具有弹性的金属材料制成的，可以装在〔5〕、〔6〕与槽〔3〕接触部分的中间，用来调节〔5〕、〔6〕与槽〔3〕的松紧，也可以不用。模板〔15〕、〔16〕、〔17〕、〔18〕、〔19〕、〔20〕是由塑料材料制成的，在它的上面设有槽〔14〕与槽〔3〕的宽度相同，供插入〔5〕、〔6〕使用，模板的厚度与台阶〔4〕的高度相同，模板可以放进〔2〕上面的台阶〔4〕，也可以从〔4〕里面取出来。模板〔21〕是由塑料材料制成的，在它的上面设有槽，槽的长度和宽度可以插入其他模板。

下面就本发明的使用方法做简单的说明。

模板〔15〕、〔16〕、〔17〕是用来作平面几何图形使用的。模板〔18〕、〔19〕、〔20〕是用来作解析几何图形使用的。它们中的任意一块都可以用来作立体几何模型。用模板〔15〕镶入台阶〔4〕，取两个定位器〔6〕，一根挂钩〔11〕，将〔6〕插入槽〔3〕，把挂钩〔11〕的两头分别挂在〔6〕上，作直线使用。利用〔15〕中的圆形槽做圆，用手慢慢移动〔6〕，首先可以看到和圆相离，继续移动〔6〕就可看到直线和圆相切，再继续移动〔6〕就可看到直线和圆相交，再继续移动〔6〕使直线通过圆心又可看到直线与圆相交在圆内的线段最大部分即是圆的直径。这样就观察到直线和圆位置关系的连续变化。取模板〔15〕，三个位位器〔6〕和橡皮筋圈〔12〕，将〔6〕插入〔15〕的圆形槽内，把〔12〕套在三个定位器〔6〕上，再把两个定位器〔6〕固定在槽内，移动另一个便可观察到周角的连续变化，移动的这一个它处在的位置不同，但圆周角相等。取模板〔16〕镶入台阶〔4〕即可作出两圆相交的各种图形。取模板〔17〕镶入台阶〔4〕即可作出两圆相切的各种图形。用多个定位器〔6〕，多根挂钩〔10〕和橡皮筋圈〔11〕、〔12〕作直线，就可作出三角形、四边形、五边形及多边形的图形。取定位器〔6〕和挂钩〔10〕、〔11〕、〔12〕和模板〔18〕、〔19〕、〔20〕就可作出各种双曲线、椭圆、抛物线的图形。取模板〔15〕，定位器〔5〕、〔6〕，接头〔7〕、连接器〔8〕、挂钩〔10〕、〔11〕、橡皮筋圈〔12〕，就可以做出各种立体几何中的实体模型。取定位器〔5〕一根，定位器〔6〕三根，连接器〔8〕一个，定位器盖〔9〕三个，挂钩〔10〕二根，挂钩〔11〕三根，橡皮筋圈〔12〕一个，就可做出图1的三棱锥，二根挂钩〔10〕的一头挂在〔6〕上，另一头挂在橡皮筋上。取定位器〔5〕六根，接头〔7〕六个套在〔5〕上，把〔5〕固定在盒子盖〔2〕上面和模板上面，作为棱柱的侧棱，取橡皮筋圈〔12〕二根，一根套在〔5〕的下部，另一根套在〔7〕的上面作为棱，就可看到六棱柱的实体模型。在上面基础上再取定位器〔6〕六根，和挂钩〔11〕六根，把〔6〕固定在盒子盖上面的槽内，再把挂钩〔11〕一头挂在〔5〕上，另一头挂在〔6〕上，就可观察到斜六棱柱的实体模型。利用挂钩〔10〕，在原有图形的基础上还可以作出各种辅助线。取模板〔21〕、〔15〕、〔16〕，将〔15〕、〔16〕插入〔21〕的槽内，就看到三个平面之间的相交的实体模型。取定位器〔5〕和模板〔15〕可演示直线和平面之间的位置关系。取定位器〔5〕、〔6〕各一根，挂钩〔11〕一根，把〔5〕插在〔15〕的中心，〔6〕插在在圆形槽内，再把〔11〕两头分别挂在〔5〕、〔6〕上，移动插在圆形槽内的定位器〔6〕，就可看到一条斜线绕轴旋转所得到的是一个圆锥。

总之使用本发明，可以作出教科书上的绝大部分平面几何、解析几何图形和立体几何实体模型。把〔2〕、〔15〕、〔16〕、〔17〕、〔18〕、〔19〕、〔20〕、〔21〕的尺寸放大，便可以作为教师教学时使用的教具。