[发明专利]一种直观演示换面法原理的工程图学教学装置

说明书

本发明提供一种直观演示换面法原理的工程图学教学装置，属于工程图学教学领域。该装置包括连杆及齿轮机构、投影板上升机构、H面投影板、一次换V面投影板、二次换V面投影板和点线面装置。通过连杆及齿轮机构与投影板上升机构的相互配合，实现H面投影板、一次换V面投影板、二次换V面投影板之间的相对翻转和移动，并通过点线面装置中球头、方头、圆柱体杆的替换，实现几何中空间点、线、面在投影板上的投影，投影后用铅笔在投影板夹纸上绘制，便可直观的为学生演示换面法的原理。本装置的机构运动完成度好，机构运动件连接部分易拆装、易维修、寿命长，具有很好的实用性。

技术领域

本发明属于工程图学教学领域，具体涉及一种直观演示换面法原理的工程图学教学装置。

背景技术

工程图学涉及范围特别广阔，它是现代工业的一个重要技术环节，可以说，没有工程图，就没有规范化的现代工业的诞生。工程图学学科不仅是许多工程应用的基础，也是分析问题、解决问题的方法学基础。作为基础学科这一特性，《工程图学》主要研究用画法几何理论来解决空间几何问题，提供科学的理论基础，培养学生图形思维理念和对图形的表达能力，提高学生工程素质。普通的纸质挂图、板书和单一的实物模型，直观性强，但比较单一，携带不便。现在随着课时减少，在课堂教学中，所讲内容有限，不能在有限时间内介绍较多内容。换面法为画法几何中不易直观理解的知识，为提高学生自主学习能力，培养图形思维，使图学课程的教学能更直观的表现图形，则有必要在原有的教学基础上，设计新型教具，提高教学效果，同时，完成学生由书本学习向实践性学习的思维的转变，培养抽象思维的综合性、跳跃性、新颖性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种直观演示换面法原理的工程图学教学装置。

本发明的技术方案：

一种直观演示换面法原理的工程图学教学装置，该装置包括连杆及齿轮机构、投影板上升机构、H面投影板、一次换V面投影板、二次换V面投影板和点线面机构；

所述连杆及齿轮机构包括齿条、齿轮、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、滑块、导轨、连接块、支座、固定板和连接体；齿条、第一连杆、第二连杆、第三/第四连杆首尾依次通过转动副相连；其中，齿条和第二连杆水平布置，第一连杆和第三/第四连杆竖直布置；齿轮置于齿条上；第二连杆上通过连接体设置固定板；第三连杆和第四连杆的底端分别连接在第二连杆的两侧，顶端通过一根横梁汇合；横梁的两端分别设置滑块，滑块中穿过导轨，确保滑块既能绕横梁转动，也能沿导轨滑动；导轨的上方设置连接块，用于固定H面投影板，导轨的下方设置支座，用于H面投影板翻转后的定位；

所述投影板上升机构包括小长方体块、圆柱体导轨、套筒、量角器、一次换V面投影板和铰链；圆柱体导轨共两条，圆柱体导轨的底端通过螺纹与小长方体块相连，每个圆柱体导轨上套设上下两个套筒，套筒与一次换V面投影板的边缘处均焊接带有通孔的薄片，通过螺栓实现套筒与一次换V面投影板的连接，从而将一次换V面投影板设置于两个圆柱体导轨之间；一次换V面投影板的两侧均通过铰链与二次换V面投影板相连；当一次换V面投影板向一侧旋转时，另外一侧连接的套筒拆卸，实现一次换V面投影板绕圆柱体导轨的相对转动；量角器固定于圆柱体导轨上，位于一次换V面投影板下方，用于测量一次换V面投影板与点线面机构中长圆柱体杆的夹角；

所述点线面机构包括底座、长支柱、长圆柱体杆、球头、短圆柱体杆、铰链机构和方头；底座通过螺钉设置于H面投影板上，长支柱通过螺纹设置于底座上，长圆柱体杆横向设置在长支柱上，短圆柱体杆通过铰链机构设置在长圆柱体杆上；当需要表示点时，在长圆柱体杆的端部装配球头；当需要表示线时，只用长圆柱体杆表示；当需要表示面时，在长圆柱体杆和短圆柱体杆的端部装配方头，将平面通过吸铁石固定于方头上。

所述圆柱体导轨为伸缩杆，包括伸出杆和固定杆，在伸长至最大限度的伸出杆处设一小孔，相应的固定杆处设一凸起弹簧片，当伸出杆伸长到最大限度时，固定杆的凸起弹簧片滑动到伸出杆的小孔内，完成伸出杆的固定。