立體幾何模型萬能組合構件的製作方法

2023-06-08 20:03:16

專利名稱：立體幾何模型萬能組合構件的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種立體幾何模型組合構件，屬於教學演示用具技術領域。
現有的中學數學立體幾何模型均採用固定方式組裝，有些空間圖形的運動變化難以表現出來，而且要配齊教材所需的教學模型一般要上百種，不但要佔據較大的擺放空間，還要化費較多的資金，使一般普通中學難以承受，給直觀教學帶來一定的困難。
本實用新型的目的是提供一種靈活組裝，拆卸方便，可任意組合成各種所需的教學模型，通過立體幾何模型的構造與演示，提高教與學的直觀性，促進學生的空間想像能力的形成，滿足廣大師生教與學的要求。
本立體幾何模型萬能組合構件是由15個構件配套而成，其特點是構件(1)是長為4個長度單位，直徑為0.5個長度單位的長圓柱體，共有120～200個，用來表示線段或直線；構件(2)是長為1個長度單位，直徑為0.5個長度單位的短圓柱體，用來表示較短的線段，有60～100個；構件(3)是長為4個長度單位，中空圓柱直徑為0.5個長度單位，壁厚為0.25個長度單位的空心圓柱體，在圓柱體上等距離對應三個直徑為0.5個長度單位的圓孔，將其接在任何一個棒狀構件上表示線段或需引出連結點的線段，有60～80個；構件(4)是長為1個長度單位，中空圓柱直徑為0.5個長度單位，壁厚為0.25個長度單位的短空心圓柱體，用來連接兩個棒狀構件，表示線段的連接，有30－40個；構件(5)是直徑為0.5個長度單位，其兩圓柱體垂直相交長為2個長度單位的直角圓柱體，可作為垂直線段之間的連接，有20－40個；構件(6)是其厚為0.5個長度單位，四周是圓弧連接，外圍圓的半徑為 0.5(2]]>＋1)個長度單位，內圍圓的半徑為0.5(2]]>－1)個長度單位，兩側圓弧的半徑為0.5個長度單位，中間分布三個外切圓孔，其圓孔半徑為0.25個長度單位的三孔圓弧板，用以表示含曲線的幾何體，有240－300個；構件(7)是其半徑為2個長度單位的實心半球，半球中心有一直徑為0.5個長度單位的圓孔貫穿半球，四周有四個直徑為0.5個長度單位，按45°傾斜的圓孔，半球底部有兩條直徑為0.5個長度單位，相互垂直的半圓槽，可用來直接構造三面角，有24－30個；構件(8)是半徑為1.5個長度單位的圓球體，過球心分布三個兩面互相垂直，直徑為0.5個長度單位的圓孔，可以用來構造直三面角，正方體，長方體，有24－30個；構件(9)其上部是內徑為0.5個長度單位，外徑為1個長度單位的空心球，在空心球正中處平行削掉0.25個長度單位成為開口空心球，與之連接的下部是高為0.5個長度單位，直徑為0.5個長度單位的圓柱體，將這個組合體從中對剖為二，即為空心球夾，可用來作線段之間的連接，有36－40個；構件(10)其上部是直徑為0.5個長度單位的圓球，與之連接的中部是高為1個長度單位，直徑為0.25個長度單位的圓柱，下部是高為0.5個長度單位，直徑為0.5個長度單位的圓柱，連在一起成為球圓柱體，可作為隨意方向連接線的端點，需36－40個；構件(11)搭鉤狀圓柱體，其下部是高為0.5個長度單位，直徑為0.5個長度單位的圓柱，在圓柱上端接一個外徑為1個長度單位，內徑為0.5個長度單位，厚為0.25個長度單位的空心圓，並沿此圓作平行切口形成搭鉤狀，本構件可用作新添連接線端點，需10－12個；構件(12)是塊帶圓孔的正方形薄板，其厚為0.5個長度單位，邊長為25個長度單位，板上均勻分布625個直徑為0.5個長度單位的圓孔，本構件用於表示平面、半平面等，需6－10個；構件(13)是個彎鉤圓柱體，其直徑為0.5個長度單位，一頭長為1.5個長度單位，另一頭長為1個長度單位，中間是內徑為0.5個長度單位的彎鉤，可用來連接帶孔的構件，需40－60個；構件(14)是個圓環、圓柱體，其上部是外徑為1.5個長度單位，內徑為0.5個長度單位的圓環，與圓環相接的下部是一個高為1個長度單位，直徑為0.5個長度單位的圓柱，其圓柱中部對半剖開，本構件可作為線段新添連接點，並可插入任何帶孔的構件中，需20－25個；構件(15)是塊13孔圓形板，其厚為0.5個長度單位，直徑為(6]]>＋2]]>+1)個長度單位的圓板，在其圓板上直徑為(6]]>＋2]]>)長度單位的同心圓內邊，均勻分布12個直徑為0.5個長度單位的圓孔，圓板中心有一直徑為0.5個長度單位的圓孔，本構件可作旋轉體的支撐盤，需4－6個。
本實用新型可按比例製作大、中、小不同類型，多種顏色的構件，可採用塑料、木料等製成。
實用新型的具體結構由以下的實施例及其附圖給出


圖1－
圖15為15個構件示意圖。
圖16為證三垂線定理的一種直觀模型示意圖。
圖17表示各種旋轉體、曲線示意模型圖。
如
圖16所示，將構件(1)插入構件(12)表示直線和平面垂直；構件(1)和構件(11)用構件(3)串聯起來，一頭搭在垂線的上方，一頭用構件(13)固定在平面上，表示平面的斜線；構件(1)用構件(4)串連起來，再用構件(14)固定在斜線是和垂線足之間，表示斜線在平面內的射影。構件(5)用構件(6)安置在和斜線在平面內的射影垂直的位置，表示平面內有一條直線和射影垂直，這就是證三垂線定理的一種直觀模型。
圖17所示，圖中的圓是用構件(2)將構件(6)串連組成，這種模型可表示任何曲線；用構件(5)插入構件(6)再用上述方式連接曲線及連接直線型構件，可表示各種旋轉體為圓柱、圓錐、球等。
本實用新型是由15個構件組成，它將過去立體幾何模型的固定組裝變為靈活組合構造，使拆裝均十分方便，該構件可作任意方向的連接，表示任意曲線，此構件由於能拆卸，擺放的空間位置小，而且經濟實惠，用這15種構件可以構造出現行全國通用的立體幾何教材所需要的全部直觀模型。
權利要求1.一種立體幾何模型萬能組合構件，它是由十五個構件組成，其特徵是構件(1)是長為4個長度單位，直徑為0.5個長度單位的長圓柱體，構件(2)是長為1個長度單位，直徑為0.5個長度單位的短圓柱體，構件(3)是長為4個長度單位中空圓柱，直徑為0.5個長度單位、壁厚為0.25個長度單位的空心圓柱體，在空心圓柱體上等距離對應三個直徑為0.5個長度單位的圓孔，構件(4)是長為1個長度單位，中空圓柱直徑為0.5個長度單位，壁厚為0.25個長度單位的短空心圓柱體，構件(5)是直徑為0.5個長度單位，其兩圓柱體垂直相交長為2個長度單位的直角圓柱體，構件(6)是其厚為0.5個長度單位，四周是圓弧連接，外圍圓的半徑為0.5(2]]>+1)個長度單位，內圍圓的半徑為0.5(2]]>-1)個長度單位，兩側圓弧的半徑為0.5個長度單位，中間分布三個外切圓孔，其圓孔半徑為0.25個長度單位的三孔圓弧板，構件(7)是半徑為2個長度單位的實心半球，半球中心有一直徑為0.5個長度單位的圓孔貫穿半球，四周有四個直徑為0.5個長度單位，按45°傾斜的圓孔，半球底部有兩條直徑為0.5個長度單位，相互垂直的半圓槽，構件(8)是半徑為1.5個長度單位的圓球體，過球心分布三個兩面互相垂直，直徑為0.5個長度單位的圓孔，構件(9)其上部是內徑為0.5個長度單位，外徑為1個長度單位的空心球，在空心球正中處平行削掉0.25個長度單位，成為開口空心球，與之連接的下部是高為0.5個長度單位，直徑為0.5個長度單位的圓柱體，將這個組合體從中對剖為二，構件(10)其上部是直徑為0.5個長度單位的圓球，中部是高為1個長單位，直徑為0.25個長度單位的圓柱，下部是高為0.5個長度單位，直徑為0.5個長度單位的圓柱，連在一起成為球、圓柱體，構件(11)其下部是高為0.5個長度單位，直徑為0.5長度單位的圓柱，在圓柱上端接一個外徑為1個長度單位，內徑為0.5個長度單位，厚為0.25個長度單位的空心圓，並沿此圓作平行切口形成搭鉤狀，構件(12)是塊帶圓孔的正方形薄板，其厚為0.5個長度單位，邊長為25個長度單位，板上均勻分布625個直徑為0.5個長度單位的圓孔；構件(13)是個彎鉤形圓柱體，其直徑為0.5個長度單位，一頭長為1.5個長度單位，另一頭為1個長度單位，中間是內徑為0.5個長度單位的彎鉤，構件(14)是個圓環、圓柱體，其上部是外徑為1.5個長度單位，內徑為0.5個長度單位的圓環，與圓環相接的下部是一個高為1個長度單位，直徑為0.5個長度單位的圓柱，其圓柱中部對半剖開，構件(15)是塊13孔圓形板，其厚為0.5個長度單位，直徑為(6]]>+2]]>+1)個長度單位的圓板，在其圓板上直徑為(6]]>+2]]>)的長度單位的同心圓內邊均勻分布12個直徑為0.5個長度單位的圓孔，圓板中心有一直徑為0.5個長度單位的圓孔。
2.根據權利要求1所述的立體幾何模型萬能組合構件，其特徵是15個構件所需個數如下構件(1)120－200個構件(2)60－100個，構件(3)60－80個，構件(4)30－40個，構件(5)20－40個，構件(6)240－300個，構件(7)24－30個，構件(8)24－30個，構件(9)36－40個，構件(10)36－40個，構件(11)10－12個，構件(12)6－10個，構件(13)40－60個，構件(14)20－25個，構件(15)4－6個。
3.根據權利要求1所述的立體幾何模型萬能組合構件，其特徵是其構件可用塑料、木料製成。
專利摘要本實用新型屬於一種立體幾何模型組合構件，特別適用於教學演示用。該數學立體幾何模型由十五個構件組成，運用15個構件可任意組合成各種所需的教學模型，通過模型的演示提高教與學的直觀性，促進學生的空間想像能力的形成。它結構簡單，組裝靈活，拆卸方便。
文檔編號G09B23/00GK2190333SQ9420489
公開日1995年2月22日 申請日期1994年3月9日 優先權日1994年3月9日
發明者陳明名 申請人:陳明名