[实用新型]组合式圆锥曲线画规

说明书

本实用新型涉及一种用于教学的教具。

解析几何中所描述的圆锥曲线，是椭圆、双曲线和抛物线的总称。现有教材都是采用距离定义法来定义圆锥曲线的，这样定义的优点是摆脱了圆锥曲线必须与一个圆锥面相联系的观念，所以直接在平面上定义椭圆为：平面上一动点到二定点F₁、F₂之间的距离之和为一常数，则动点的轨迹是椭圆，F₁、F₂为椭圆的焦点。定义双曲线为：平面上一动点到二定点F₁、F₂之间的距离之差为一常数，则动点的轨迹为双曲线，F₁、F₂为双曲线的焦点等等。然而在教学中，创建已有300余年的解析几何，对圆锥曲线的作图，至今仍然没有一种适用的工具。目前国内虽有不少关于圆锥曲线规的发明，例如CN86200441、CN87212546，以及CN93105965.8等等，它们虽能画出圆锥曲线，但作图时不能体现圆锥曲线的定义，也不便于直接在黑板上操作使用，故都不适于课堂教学演示使用。由于在教学中教会学生对定义的深刻理解是第一位的，其它的特征数据是次要的，如果作为教具，不能体现定义，当然在教学中就难于推广。

本实用新型的发明目的正是在于针对上述问题，推出一种在教学中演示直观，便于学生理解，可以完整地画出圆锥曲线，并且完全体现出圆锥曲线定义的组合式圆锥曲线画规。

本实用新型的发明目的可以通过以下技术方案得以实现：它由椭圆画笔、双曲抛物画笔、准线滑轨和焦点定位座组合而成，其中椭圆画笔的构成是采用半圆销2将笔体套1与笔体3联接在一起，半圆销2与笔体套1为固定联接，半圆销2与笔体3呈滑动配合；笔体在套内可灵活转动。在笔体3下部的空腔内装有轴承5，轴承5内装有端部带孔的轴6，笔体最下端可装着色画笔。双曲抛物画笔的上部为空心圆盒7，中部为管道11，下部为笔头13；中心轴8通过带把手的固定轴19固定装于空心圆盒7的壳体上，外圈带凹槽的圆环9装在中心轴8上，旋转带把手的销轴19可使中心轴8转动。带状弹簧10盘绕于空心圆盒7内，其一端固定联接在中心轴8上，另一端联接在外圈带槽的圆环9上，两根等长且并齐的线段12一端固定且绕装于圆环槽内，另一端的两个头通过管道11分别从笔头13两侧的小孔内穿出并与带环状钩的防缩小球14相联，以防弹簧拉紧时，拉线缩回槽内。准线滑轨呈长条状，其一边是凹形滑槽，一边是封闭管道，管道外侧直边为准线。准线滑轨具有滑轨22、滑车25、定位座20、滑轮24和配重块26，在滑轨22的两端装有定位座20，在其座底具有不于胶物质；滑轮24通过螺钉固定装于滑轨22的上部，滑轨22的滑槽内装有滑车25，系有配重块26的线绳通过滑轮24与滑车25相联，配重块26置于封闭管中。焦点定位座包括座盖27、座体30、定位销28、弹簧29；在座体30的底部设有凹槽，其内具有不干胶物质，同时在座盖顶部设有中心孔，内装带节的线绳31，以方便连线。

本实用新型的优点在于：①作图时能完全体现出圆锥曲线的定义，教学演示直观，便于学生理解；②可在不同质的黑板上操作演示，且随着曲线离心率的不同，可作出不同的图形，故在教学中有良好效果。

附图及图面说明：

图1是本实用新型椭圆画笔的剖视结构示意图；

图2是本实用新型双曲抛物画笔的剖视结构示意图；

图3是本实用新型图2A-A向剖切放大的结构示意图；

图4是本实用新型准线滑轨主视结构示意图；

图5是本实用新型准线滑轨侧视结构示意图；

图6是本实用新型图4B-B向剖切结构示意图；

图7是本实用新型焦点定位座的剖视结构示意图；

图8是采用本实用新型画椭圆示意图；

图9是采用本实用新型画双曲线示意图；

图10是采用本实用新型画抛物线示意图。

其中各标号为：1--笔体套    2--半圆销    3--笔体4--轴承盖    5--轴承      6--轴7--空心圆盒  8--中心轴    9--圆环10--弹簧     11--管道     12--线段13--笔头     14--小球     19--把手固定轴20--定位座  21、23--螺钉22--滑轨24--滑轮    25--滑车    26--配重块27--座盖    28--定位销  29--弹簧30--座体    31-一带节线绳