專利名稱:立體幾何模型萬能組合構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種立體幾何模型組合構(gòu)件,屬于教學演示用具技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)有的中學數(shù)學立體幾何模型均采用固定方式組裝,有些空間圖形的運動變化難以表現(xiàn)出來,而且要配齊教材所需的教學模型一般要上百種,不但要占據(jù)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(gòu)造與演示,提高教與學的直觀性,促進學生的空間想象能力的形成,滿足廣大師生教與學的要求。
本立體幾何模型萬能組合構(gòu)件是由15個構(gòu)件配套而成,其特點是構(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)件上表示線段或需引出連結(jié)點的線段,有60~80個;構(gòu)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(gòu)件,表示線段的連接,有30-40個;構(gòu)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(gòu)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(nèi)圍圓的半徑為0.5(2]]>-1)個長度單位,兩側(cè)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(gòu)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(gòu)造三面角,有24-30個;構(gòu)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(gòu)造直三面角,正方體,長方體,有24-30個;構(gòu)件(9)其上部是內(nèi)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(gòu)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(gòu)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(nèi)徑為0.5個長度單位,厚為0.25個長度單位的空心圓,并沿此圓作平行切口形成搭鉤狀,本構(gòu)件可用作新添連接線端點,需10-12個;構(gòu)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(gòu)件用于表示平面、半平面等,需6-10個;構(gòu)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(nèi)徑為0.5個長度單位的彎鉤,可用來連接帶孔的構(gòu)件,需40-60個;構(gòu)件(14)是個圓環(huán)、圓柱體,其上部是外徑為1.5個長度單位,內(nèi)徑為0.5個長度單位的圓環(huán),與圓環(huán)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(gòu)件可作為線段新添連接點,并可插入任何帶孔的構(gòu)件中,需20-25個;構(gòu)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(nèi)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(gòu)件可作旋轉(zhuǎn)體的支撐盤,需4-6個。
本實用新型可按比例制作大、中、小不同類型,多種顏色的構(gòu)件,可采用塑料、木料等制成。
實用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實施例及其附圖給出
圖1-
圖15為15個構(gòu)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(zhuǎn)體、曲線示意模型圖。
如
圖16所示,將構(gòu)件(1)插入構(gòu)件(12)表示直線和平面垂直;構(gòu)件(1)和構(gòu)件(11)用構(gòu)件(3)串聯(lián)起來,一頭搭在垂線的上方,一頭用構(gòu)件(13)固定在平面上,表示平面的斜線;構(gòu)件(1)用構(gòu)件(4)串連起來,再用構(gòu)件(14)固定在斜線是和垂線足之間,表示斜線在平面內(nèi)的射影。構(gòu)件(5)用構(gòu)件(6)安置在和斜線在平面內(nèi)的射影垂直的位置,表示平面內(nèi)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(gòu)件(2)將構(gòu)件(6)串連組成,這種模型可表示任何曲線;用構(gòu)件(5)插入構(gòu)件(6)再用上述方式連接曲線及連接直線型構(gòu)件,可表示各種旋轉(zhuǎn)體為圓柱、圓錐、球等。
本實用新型是由15個構(gòu)件組成,它將過去立體幾何模型的固定組裝變?yōu)殪`活組合構(gòu)造,使拆裝均十分方便,該構(gòu)件可作任意方向的連接,表示任意曲線,此構(gòu)件由于能拆卸,擺放的空間位置小,而且經(jīng)濟實惠,用這15種構(gòu)件可以構(gòu)造出現(xiàn)行全國通用的立體幾何教材所需要的全部直觀模型。
權(quán)利要求1.一種立體幾何模型萬能組合構(gòu)件,它是由十五個構(gòu)件組成,其特征是構(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(nèi)圍圓的半徑為0.5(2]]>-1)個長度單位,兩側(cè)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(gòu)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(gòu)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(gòu)件(9)其上部是內(nèi)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(gòu)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(gòu)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(nèi)徑為0.5個長度單位,厚為0.25個長度單位的空心圓,并沿此圓作平行切口形成搭鉤狀,構(gòu)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(gòu)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(nèi)徑為0.5個長度單位的彎鉤,構(gòu)件(14)是個圓環(huán)、圓柱體,其上部是外徑為1.5個長度單位,內(nèi)徑為0.5個長度單位的圓環(huán),與圓環(huán)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(gòu)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(nèi)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(jù)權(quán)利要求1所述的立體幾何模型萬能組合構(gòu)件,其特征是15個構(gòu)件所需個數(shù)如下構(gòu)件(1)120-200個構(gòu)件(2)60-100個,構(gòu)件(3)60-80個,構(gòu)件(4)30-40個,構(gòu)件(5)20-40個,構(gòu)件(6)240-300個,構(gòu)件(7)24-30個,構(gòu)件(8)24-30個,構(gòu)件(9)36-40個,構(gòu)件(10)36-40個,構(gòu)件(11)10-12個,構(gòu)件(12)6-10個,構(gòu)件(13)40-60個,構(gòu)件(14)20-25個,構(gòu)件(15)4-6個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體幾何模型萬能組合構(gòu)件,其特征是其構(gòu)件可用塑料、木料制成。
專利摘要本實用新型屬于一種立體幾何模型組合構(gòu)件,特別適用于教學演示用。該數(shù)學立體幾何模型由十五個構(gòu)件組成,運用15個構(gòu)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(jié)構(gòu)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(yōu)先權(quán)日1994年3月9日
發(fā)明者陳明名 申請人:陳明名