一种高等数学函数图形教学辅助器

摘要

本发明公开了一种高等数学函数图形教学辅助器，包括上端开口的箱体，箱体内的底部纵向设置有第一直线电机，第一直线电机包括第一磁轨、第一动子，第一动子的上端连接有横向设置的第二直线电机，第二直线电机包括第二磁轨、第二动子，第二动子向上安装有电动伸缩杆；箱体的开口端设置有坐标盘，坐标盘的上表面设置有相互垂直交叉的X坐标轴及Y坐标轴，X坐标轴与Y坐标轴相交处向上设置有Z坐标轴，向下贯穿坐标盘开设有若干穿孔，每一穿孔均滑动连接有演示杆，每一演示杆与对应穿孔之间的滑动均有阻尼，每一演示杆的上端均设置有颜色醒目的演示头端。本发明动态演示三维空间函数曲线或曲面的生成，可有效勾起学生的学习兴趣。

说明书

技术领域

本发明涉及教学辅助设备技术领域，特别涉及一种高等数学函数图形教学辅助器。

背景技术

空间三维函数曲线是高等数学中经典微分几何的主要研究对象之一，直观上曲线可看成空间一个自由度质点运动的轨迹。一般情况下，研究空间曲线的有利工具是微积分，即通过微积分来推导三个刻划一条空间曲线几何性质的基本量，如弧长和曲率。但如若将微积分方程式所表示的空间曲线具象地向学生展示，则离不开三维笛卡尔坐标，三维笛卡尔坐标是通过相互独立的三个变量构成的具有一定意义的空间内的点。一般情况下，三维空间函数曲线或曲面的几何表现，无法在二维的黑板教学面内直观显现地展示给学生，为此，只能借助计算机三维成像软件。但用计算机三维成像软件生成的三维空间函数曲线或曲面难以勾起学生的学习兴趣，缺少学习者主动参与的互动性，并不利于学生空间立体思维的培养以加深理解、记忆。

发明内容

本发明的目的是提供一种高等数学函数图形教学辅助器，动态演示三维空间函数曲线或曲面的生成，可有效勾起学生的学习兴趣，有利于学生空间立体思维的培养以加深理解、记忆。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种高等数学函数图形教学辅助器，包括上端开口的箱体，所述箱体内的底部纵向设置有第一直线电机，所述第一直线电机包括安装于所述箱体底部的第一磁轨、沿所述第一磁轨滑动的第一动子，所述第一动子的上端连接有横向设置的第二直线电机，所述第二直线电机包括与所述第一磁轨垂直的第二磁轨、沿所述第二磁轨滑动的第二动子，所述第二动子向上安装有电动伸缩杆；

所述箱体的开口端设置有坐标盘，所述坐标盘的上表面设置有相互垂直交叉的X坐标轴及Y坐标轴，所述X坐标轴与所述Y坐标轴相交处向上设置有Z坐标轴，向下贯穿所述坐标盘开设有若干穿孔，每一穿孔均滑动连接有演示杆，每一演示杆与对应穿孔之间的滑动均有阻尼，每一演示杆的上端均设置有颜色醒目的演示头端。

通过采用上述技术方案，进行函数图形教学演示时，首先将函数输入到控制面板内，选取若干个相邻的函数点后，第一直线电机纵向运动，第二电机横向运动，带动电动伸缩杆纵向及横向移动选择指定的演示杆，移动到指定演示杆正下方后，电动推杆伸长将演示杆向上推，逐渐将若干根演示杆向上推后，演示杆上端的演示头端构成相应的函数曲线或曲面。

本发明的进一步设置为：所述电动伸缩杆动力轴的上端设置有与所述控制器电连的电磁铁，每一演示杆的下端均设置有与所述电磁铁相配合的铁片。

通过采用上述技术方案，需要将演示杆复位时，将电动推杆移动到指定演示杆后，电动推杆伸长并且电磁铁工作产生磁性吸住演示杆下端的铁片，便可将演示杆向下拉，重复此操作便可将所有演示杆复位。

本发明的进一步设置为：还包括颜色醒目的函数演示线，每一演示头端均呈可供所述函数演示线穿过的环状。

通过采用上述技术方案，如有需要，将函数演示线穿过演示头端，展现一条更加具体的函数线。

本发明的进一步设置为：所述箱体内于所述第二磁轨下端的左右两边均设置有滑轨，所述第二磁轨下端的左右两边均设置有与对应滑轨滑动连接的滑块。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

其一、本发明利用若干根演示杆进行动态演示三维空间函数曲线或曲面的生成，可有效勾起学生的学习兴趣，有利于学生空间立体思维的培养以加深理解、记忆；

其二、本发明的演示过程可让学生主动参与，有助于加深学生的理解与记忆。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的使用状态参照图；

图3是用于展示本发明内部结构的局部剖视图；

图4主要用于展示第一直线电机、第二直线电机及电动推杆的连接关系；

图5主要用于展示坐标盘与演示杆的连接关系

图中：1、箱体；11、滑轨；2、第一直线电机；21、第一磁轨；22、第一动子；3、第二直线电机；31、第二磁轨；32、第二动子；33、滑块；4、电动伸缩杆；5、电磁铁；6、坐标盘；61、穿孔；62、X坐标轴；63、Y坐标轴；64、Z坐标轴；7、演示杆；71、演示头端；72、铁片；8、函数演示线；9、操作面板；91、显示屏；92、操作按键。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例，参照图1-5，一种高等数学函数图形教学辅助器，包括上端开口的箱体1，箱体1内的底部纵向设置有一台第一直线电机2，第一直线电机2包括一条安装于箱体1底部的第一磁轨21、一个沿第一磁轨21滑动的第一动子22，第一动子22的上端连接有一台横向设置的第二直线电机3，第二直线电机3包括一条与第一磁轨21垂直的第二磁轨31、一个沿第二磁轨31滑动的第二动子32，箱体1内于第二磁轨31下端的左右两边均设置有一条滑轨11，第二磁轨31下端的左右两边均设置有一块与对应滑轨11滑动连接的滑块33，第二动子32向上安装有一台电动伸缩杆4，电动伸缩杆4动力轴的上端设置有一块电磁铁5。

箱体1的开口端设置有一块坐标盘6，坐标盘6的上表面设置有相互垂直交叉的一条X坐标轴62及一条Y坐标轴63，X坐标轴62与Y坐标轴63相交处向上设置有一条Z坐标轴64，向下贯穿坐标盘6开设有若干穿孔61，每一穿孔61均滑动连接有一根演示杆7，每一演示杆7与对应穿孔61之间的滑动均有阻尼，每一演示杆7的下端均设置有一片与电磁铁5相配合的铁片72，每一演示杆7的上端均设置有一个颜色醒目的演示头端71，还包括一条颜色醒目的函数演示线8，每一演示头端71均呈可供函数演示线8穿过的环状，演示头端71及函数演示线8都呈红色。

箱体1的一侧设置有一块操作面板9，操作面板9上设置有一块显示屏91及多个操作按键92，操作面板9内设置有一个控制器(图略)，控制器内有相应的函数图形演示程序，第一直线电机2、第二直线电机3、电动伸缩杆4、电磁铁5、显示屏91及每一操作按键92均与控制器电连。

使用方式：进行函数图形教学演示时，首先将函数输入到控制面板内，选取若干个相邻的函数点后，第一直线电机2纵向运动，第二电机横向运动，带动电动伸缩杆4纵向及横向移动选择指定的演示杆7，移动到指定演示杆7正下方后，电动推杆伸长将演示杆7向上推，逐渐将若干根演示杆7向上推后，演示杆7上端的演示头端71构成相应的函数曲线或曲面，如有需要，将函数演示线8穿过演示头端71，展现一条更加具体的函数线；

需要将演示杆7复位时，将电动推杆移动到指定演示杆7后，电动推杆伸长并且电磁铁5工作产生磁性吸住演示杆7下端的铁片72，便可将演示杆7向下拉，重复此操作便可将所有演示杆7复位。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。