三角函數(shù)全能演示及圖像繪制儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種三角函數(shù)全能演示及圖像繪制儀，主要由支架、活動(dòng)畫(huà)板、圓盤(pán)齒輪組、滑塊連桿機(jī)構(gòu)組成。在支架上設(shè)有演示裝置、轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和繪圖機(jī)構(gòu)，演示裝置與繪圖機(jī)構(gòu)之間通過(guò)連索相連。采用不同的裝配方式將上述構(gòu)件組合，只要搖動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪上的手柄，就可以直觀演示全部三角函數(shù)（正弦、余弦、正切、余切、正割、余割函數(shù)）關(guān)系，并能在畫(huà)板、紙張或任意固定平面上繪制出連續(xù)準(zhǔn)確的函數(shù)圖像，通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)調(diào)整或連接方式改變，還能演示變周期、振幅、初相位等復(fù)合形式的類三角函數(shù)關(guān)系，并繪制出相應(yīng)圖像。本發(fā)明其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能齊全、操作靈活、使用方便、應(yīng)用廣泛、成本低廉。
【專利說(shuō)明】三角函數(shù)全能演示及圖像繪制儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種教學(xué)儀器，是一種把圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為正交合成運(yùn)動(dòng)的裝置，具體地說(shuō)是一種三角函數(shù)全能演示及圖像繪制儀。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)教育事業(yè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步，各個(gè)學(xué)科都在不斷發(fā)展，來(lái)滿足日益增長(zhǎng)的教學(xué)需求和工程需要。三角函數(shù)是數(shù)學(xué)學(xué)科的一個(gè)重要部分，在中等數(shù)學(xué)和高等數(shù)學(xué)中占有相當(dāng)?shù)谋戎?。通過(guò)直觀演示函數(shù)關(guān)系并描繪出相應(yīng)的圖像，既能減輕教師的教學(xué)壓力也能幫助學(xué)生理解和領(lǐng)會(huì)，是提高三角函數(shù)教學(xué)質(zhì)量的重要手段。工程技術(shù)人員在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、圖紙繪制，施工人員在板材或面料畫(huà)線裁剪、固定平面上圖案繪制時(shí)，經(jīng)常用到三角函數(shù)曲線。在中高等學(xué)校教學(xué)、工程設(shè)計(jì)和有關(guān)的生產(chǎn)生活中，急需一種操作簡(jiǎn)單使用方便的演示和繪圖儀器，有利于教師的課程教學(xué)、學(xué)生的學(xué)習(xí)及工程人員提高工作效率。目前主要采用手工描點(diǎn)、計(jì)算機(jī)軟件賦值等方法畫(huà)圖，取點(diǎn)繁瑣計(jì)算結(jié)果主要為近似值，定點(diǎn)間的連線多用折線代替，看不到真實(shí)曲線的全貌，繪畫(huà)效率低且聯(lián)動(dòng)性和通用性差。
[0003]為了解決上述問(wèn)題，近階段也出現(xiàn)了一些三角函數(shù)的繪圖裝置，如，專利申請(qǐng)?zhí)枮?014100997388的文獻(xiàn)中給出了 “正弦曲線繪圖儀”，采用連接桿連為一體的調(diào)速機(jī)構(gòu)和正弦機(jī)構(gòu)，只能繪制正弦曲線；專利號(hào)為201320208106的文獻(xiàn)中給出了“三角函數(shù)曲線繪圖儀”實(shí)現(xiàn)方式是:采用齒輪圓盤(pán)和齒條，通過(guò)三層板中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)繪制正弦、余弦曲線；專利申請(qǐng)?zhí)枮?014201226960的文獻(xiàn)中給出了“一種正切余切函數(shù)曲線輔助作圖儀”，把動(dòng)滑輪和單位圓結(jié)合起來(lái)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)線和滑輪來(lái)完成正切余切函數(shù)曲線的作圖。
[0004]綜上所述裝置，存在如下不足:不能演示函數(shù)關(guān)系，不能繪制出全部的三角函數(shù):正弦函數(shù)、余弦函數(shù)、正切函數(shù)、余切函數(shù)、正割函數(shù)、余割函數(shù)的圖像，對(duì)于含有振幅和周期等形式的函數(shù)圖像也難于繪制，尤其是不利于學(xué)生個(gè)人用于學(xué)習(xí)和素質(zhì)提高，也不易在固定平面或工作現(xiàn)場(chǎng)繪制曲線，通用性低綜合功能不足。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服手工畫(huà)圖做不到的或現(xiàn)有儀器中缺少的功能，本發(fā)明的目的在于提供一種三角函數(shù)全能演示及圖像繪制儀，該繪制儀能在教室、繪圖室、工作現(xiàn)場(chǎng)、學(xué)生自習(xí)場(chǎng)所使用，且繪圖效率高、圖像清晰準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)單、攜帶方便、功能齊全。
[0006]本發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種三角函數(shù)全能演示及圖像繪制儀，其特征在于:該繪制儀包括支架和繪圖機(jī)構(gòu)，所述支架包括地腳，在兩側(cè)地腳上分別設(shè)有左立桿和右立桿，四根平行的撐桿分上下垂直固定在左立桿和右立桿上，在上端的撐桿上設(shè)有上橫桿，下端的撐桿上設(shè)有下橫桿，與撐桿垂直的上滑道和下滑道固連在左立桿和右立桿上；在左立桿和右立桿上設(shè)有內(nèi)槽，在上滑道和下滑道上設(shè)有內(nèi)滑槽，在上滑道的內(nèi)滑槽中設(shè)有上滑塊，在下滑道的內(nèi)滑槽中設(shè)有下滑塊，在撐桿的后端設(shè)有與畫(huà)板連接的吸盤(pán)；在左立桿上設(shè)有左演示裝置和左轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，在右立桿上設(shè)有右演示裝置和右轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)；左轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和右轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的徑向曲柄分別固定在左演示裝置的左圓盤(pán)和右演示裝置的右圓盤(pán)上；繪圖機(jī)構(gòu)與上滑道和下滑道及左轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和右轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)相連；左演示裝置與右演示裝置之間通過(guò)齒帶連接，左演示裝置與繪圖機(jī)構(gòu)之間通過(guò)連索相連。
[0007]本發(fā)明中，左演示裝置由圓齒輪、圓盤(pán)、裝有活動(dòng)軸套的轉(zhuǎn)軸及指示燈構(gòu)成，四個(gè)轉(zhuǎn)軸的軸套依次固定在左立桿上并與撐桿平行，安裝在轉(zhuǎn)軸里端的圓齒輪嚙合；圓盤(pán)、圓齒輪分別安裝在轉(zhuǎn)軸的前端，與圓齒輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)；圓盤(pán)的圓柱面處有線槽和接線孔，盤(pán)面外邊緣處有燈孔，分別裝有指示燈，圓盤(pán)半徑分別與圓齒輪的節(jié)圓半徑相同，圓齒輪上裝有手動(dòng)搖柄；右演示裝置的圓盤(pán)、轉(zhuǎn)軸、圓齒輪的組成結(jié)構(gòu)與左演示裝置相同。
[0008]左轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)由徑向曲柄、切向曲柄、定向桿、橫向?qū)U、銷釘構(gòu)成，定向桿的內(nèi)槽中有滑塊，切向曲柄的內(nèi)槽中有滑塊，銷釘將滑塊、橫向?qū)U左端及滑塊從前往后形成連桿機(jī)構(gòu)；切向曲柄的一端垂直固定在徑向曲柄的帶鎖滑塊上，徑向曲柄的一端固定在圓盤(pán)的圓面半徑上，定向桿的兩端通過(guò)活動(dòng)夾具固定在支架的上橫桿和下橫桿上。
[0009]右轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)由徑向曲柄、切向曲柄、定向桿、橫向?qū)U、銷釘構(gòu)成，定向桿的內(nèi)槽中有滑塊，切向曲柄的內(nèi)槽中有滑塊，銷釘將滑塊、橫向?qū)U右端及滑塊從前往后形成連桿機(jī)構(gòu)，切向曲柄垂直固定在徑向曲柄的帶鎖滑塊上，徑向曲柄的一端固定在圓盤(pán)的圓面半徑上，定向桿的兩端通過(guò)活動(dòng)夾具固定在支架的上橫桿和下橫桿上。
[0010]繪圖機(jī)構(gòu)由縱向?qū)U、橫向?qū)U、銷釘及畫(huà)筆組成，縱向?qū)U、橫向?qū)U的內(nèi)槽中分別有縱向滑塊和橫向滑塊，銷釘將滑塊從前往后形成連桿機(jī)構(gòu)，縱向?qū)U的兩端分別固定在上滑道和下滑道的內(nèi)槽滑塊上，在銷釘?shù)暮蠖税惭b畫(huà)筆，畫(huà)筆的支架上有調(diào)節(jié)彈簧，橫向?qū)U的中部有接線夾。
[0011]連索的一端固定在圓盤(pán)上的接線孔，另一端順線槽依次經(jīng)過(guò)定滑輪組、定滑輪后固定在縱向?qū)U中部的接線夾上。當(dāng)圓盤(pán)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，連索直接固定在繪圖機(jī)構(gòu)縱向?qū)U上的接線夾；當(dāng)圓盤(pán)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，連索繞過(guò)右邊的定滑輪再返回固定在繪圖機(jī)構(gòu)縱向?qū)U上的接線夾。齒帶把二個(gè)演示系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)齒輪連接在一起，使它們的運(yùn)轉(zhuǎn)保持一致。
[0012]畫(huà)板固定在吸盤(pán)上，使橫軸和縱軸分別與橫向?qū)U和縱向?qū)U平行，調(diào)節(jié)彈簧使畫(huà)筆接觸畫(huà)板。畫(huà)板是一面光滑的平面薄板，可以固定在支架后端的吸盤(pán)上，其上裝有備用的四個(gè)卡紙器。也可以作為固定底板，或包裝箱保護(hù)板。
[0013]對(duì)左演示裝置作如下處理:移動(dòng)定向桿使其與立桿重合，調(diào)整圓盤(pán)的初始角為Φ，移動(dòng)徑向曲柄上的帶鎖滑塊離轉(zhuǎn)軸的長(zhǎng)度為A時(shí)鎖死，對(duì)右演示裝置作同樣處理。移動(dòng)畫(huà)筆處于坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，拴好連索并拉緊，搖動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪上的手柄，就能直觀演示函數(shù)Y=Asec (ω χ+χ0)或y= Acsc (ωχ+φ)的變化關(guān)系，并能繪制出相應(yīng)的圖像(ω是圓盤(pán)22與圓盤(pán)26的半徑之比)。
[0014]實(shí)際操作時(shí)，可以調(diào)換演示裝置中不同半徑的齒輪與圓盤(pán)，或減少轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的導(dǎo)桿，或調(diào)整圓盤(pán)與導(dǎo)桿的位置，可以完成不同形式的函數(shù)演示和圖像繪制。支架用的材料為剛性，保證在工作中不變形。
[0015]工作過(guò)程是:第一，把畫(huà)有直角坐標(biāo)系的畫(huà)板固定在四個(gè)后端吸盤(pán)上，使橫軸和縱軸分別與橫向?qū)U和縱向?qū)U平行，調(diào)節(jié)筆桿上的彈簧使畫(huà)筆能接觸到畫(huà)板；第二，移動(dòng)二根定向?qū)U與二根立桿前后重合，把它們兩端的帶鎖滑塊鎖死在滑道上；第三，移動(dòng)二根徑向曲柄上的帶鎖滑塊到圓盤(pán)轉(zhuǎn)軸的長(zhǎng)度為A時(shí)鎖死；第四，以定滑輪組與圓盤(pán)切點(diǎn)為零點(diǎn)，調(diào)整圓盤(pán)的初始角為Φ并用指示燈標(biāo)記，移動(dòng)畫(huà)筆處于坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的點(diǎn)；第五，拴好連索并拉緊，打開(kāi)畫(huà)筆前端和圓盤(pán)上的顯示燈；第六，檢查齒帶處于完好狀態(tài)，搖動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪上的手柄，就能演示函數(shù)7=八86(3((0 1+(1))和7=八08(3((^+(1))的變化關(guān)系，并繪制出相應(yīng)的圖像。繪圖儀受預(yù)設(shè)桿長(zhǎng)、滑塊摩擦、裝配誤差及其它物理量影響，在繪制曲線到達(dá)極限狀態(tài)時(shí)要注意轉(zhuǎn)速的遞減。若要在活頁(yè)紙上畫(huà)圖像，只要在活頁(yè)紙上畫(huà)好坐標(biāo)系，把活頁(yè)紙用卡紙器固定在畫(huà)板上，再按第一到第六步驟完成操作即可得到所需要的圖像；若要在固定平面上畫(huà)圖像，只要在固定平面上先畫(huà)好坐標(biāo)系，把繪圖儀上的吸盤(pán)吸附在固定平面上，再按第一到第六步驟完成操作即可在固定平面上畫(huà)出圖像。
[0016]本發(fā)明具有演示正切余切函數(shù)關(guān)系及繪制圖像的功能，搖動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪上的手柄，就能直觀演示函數(shù)7=4七311((^+(1))和y=Acot ( ω X+φ )的變化關(guān)系，并能繪制出相應(yīng)的圖像。
[0017]本發(fā)明具有演示正弦余弦函數(shù)關(guān)系及繪制圖像的功能，搖動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪上的手柄，就能直觀演示函數(shù)7=八8；[11((^+(1))和7=八(308((^+(1))的變化關(guān)系，并能繪制出相應(yīng)的圖像。
[0018]在初始狀態(tài)下，只要把彩燈安裝在需要顯示的位置上，可以不用畫(huà)筆和畫(huà)板，搖動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪上的手柄，就可以演示圓周運(yùn)動(dòng)在兩個(gè)坐標(biāo)系下表現(xiàn)的映射關(guān)系.也可以不用彩燈，在備用畫(huà)板上畫(huà)好坐標(biāo)系并固定在四個(gè)后端吸盤(pán)上，安裝調(diào)試好畫(huà)筆，搖動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪上的手柄，就可以在多用畫(huà)板上畫(huà)出所需要的三角函數(shù)圖像.本發(fā)明的工作原理是圓周運(yùn)動(dòng)及滑塊相對(duì)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，圓周運(yùn)動(dòng)，用齒輪傳動(dòng)把不同半徑的圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)演示角及三角形邊的變化；滑塊的相對(duì)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，是讓滑塊既與所在的導(dǎo)桿一起運(yùn)動(dòng)，也與所在的銷釘一起運(yùn)動(dòng)，銷釘是所含滑塊的合運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明中，把圓周運(yùn)動(dòng)中角的變化，通過(guò)連索使弧長(zhǎng)變化轉(zhuǎn)化為縱向?qū)U的同步水平運(yùn)動(dòng)，使畫(huà)筆做同步水平運(yùn)動(dòng)。通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)使圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為橫向?qū)U的豎直運(yùn)動(dòng)，使畫(huà)筆做同步豎直運(yùn)動(dòng)。也就使圓周運(yùn)動(dòng)和滑塊的獨(dú)立正交運(yùn)動(dòng)得到統(tǒng)一。
[0019]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):操作簡(jiǎn)單，只要推動(dòng)拉桿上的手柄就能完成函數(shù)演示和圖像繪制；應(yīng)用廣泛，可以獨(dú)立演示函數(shù)關(guān)系或在畫(huà)板、紙張和任意固定平面上繪制曲線；適用性強(qiáng):伸縮支架的長(zhǎng)寬可以完成不同比例和規(guī)格的圖像；成本低廉，把工業(yè)用的余料或生活中的某些廢舊物品經(jīng)簡(jiǎn)單加工就能組裝成產(chǎn)品；攜帶方便，把主要零部件拆卸后可以放在一只文具盒中，使用時(shí)經(jīng)簡(jiǎn)單拼裝即可完成。
[0020]本發(fā)明只要搖動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪上的手柄，就可以直觀演示全部三角函數(shù)(正弦、余弦、正切、余切、正割、余割函數(shù))關(guān)系，并能在畫(huà)板、紙張或任意固定平面上繪制出連續(xù)準(zhǔn)確的函數(shù)圖像，通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)調(diào)整或連接方式改變，還能演示變周期、振幅、初相位等復(fù)合形式的類三角函數(shù)關(guān)系，并繪制出相應(yīng)圖像。本發(fā)明其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能齊全、操作靈活、使用方便、應(yīng)用廣泛、成本低廉。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明中支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明中演示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明中轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明中繪圖機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明中連接系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是本發(fā)明中轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)減少切向?qū)U的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是本發(fā)明中轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)減少切向?qū)U定向桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:1-支架、11地腳、12左立桿、13右立桿、14上橫桿、15下橫桿、16上滑道、17下滑道、18撐桿、19吸盤(pán)、110內(nèi)槽、111內(nèi)滑槽；2左演示裝置、21圓齒輪、22圓盤(pán)、23圓齒輪、24圓齒輪、25圓盤(pán)、26圓齒輪、27圓齒輪、28軸套、29軸套、210軸套、211軸套、212指示燈、213指示燈、214手柄、215接線孔；3右演示裝置、31圓齒輪、32軸套、33圓齒輪；4左轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、41徑向曲柄、42帶鎖滑塊、43定向桿、44滑塊、45銷釘、46活動(dòng)夾具、47活動(dòng)夾具、48切向曲柄、49內(nèi)槽滑塊；5右轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、51徑向曲柄、52帶鎖滑塊、53定向桿、54滑塊、55銷釘、56活動(dòng)夾具、57活動(dòng)夾具；6繪圖機(jī)構(gòu)、61縱向?qū)U、62橫向?qū)U、63縱向滑塊、64橫向滑塊、65銷釘、66上滑塊、67下滑塊、68畫(huà)筆、69調(diào)節(jié)彈簧、610接線夾；7_連索、71定滑輪、72定滑輪、73定滑輪、74齒輪帶；8-畫(huà)板、81卡紙器。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述:
如圖1所示，三角函數(shù)全能演示及圖像繪制儀，左演示裝置2安裝在支架I的立桿12上，右演示裝置3安裝在支架I的立桿13上；左轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)4的徑向曲柄固定在左演示裝置2的圓盤(pán)22上，右轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)5的徑向曲柄固定在右演示裝置3的圓盤(pán)31上；繪圖機(jī)構(gòu)6分別與支架I上的滑道16、17及左右轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)4、5相連；左右演示裝置2、3之間通過(guò)齒帶74相連，左演示裝置2與繪圖機(jī)構(gòu)6之間通過(guò)連索7相連。裝有備用卡紙器81的活動(dòng)畫(huà)板8固定在支架I后端的四個(gè)吸盤(pán)19上。其中，左右轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)4、5與其它部分的連接關(guān)系不變時(shí)，可以減少曲柄或?qū)U進(jìn)行內(nèi)部組合，能夠使繪制儀增加更多的功能。
[0024]如圖2所示，三角函數(shù)全能演示及圖像繪制儀的支架1，由地腳11、左立桿12、右立桿13、上橫桿14、下橫桿15、上滑道16、下滑道17、撐桿18組成，左右立桿分別垂直固定在二個(gè)地腳上，四根平行的撐桿18分上下垂直固定在左右立桿上，下上平行的上下滑道的兩端固連在左右立桿上并與撐桿18垂直，平行的下上橫桿分別與撐桿的前端垂直固連，其中，左右立桿都有內(nèi)槽110，用于安裝軸套和調(diào)整位置，上下滑道上都有內(nèi)滑槽111，滑槽中分別裝有上下滑塊66、67，撐桿18的后端裝有吸盤(pán)19。
[0025]如圖3所示，三角函數(shù)全能演示及圖像繪制儀的左演示裝置2，由圓齒輪21、23、24、26、27，圓盤(pán)22、25，裝有活動(dòng)軸套的轉(zhuǎn)軸28、29、210、211，以及指示燈212,213構(gòu)成，四個(gè)轉(zhuǎn)軸的軸套通過(guò)夾具依次固定在支架的左立桿12上并與撐桿18平行，安裝在轉(zhuǎn)軸里端的圓齒輪21、23、24、26之間嚙合，圓盤(pán)22、25圓齒輪27分別安裝在轉(zhuǎn)軸28、29、211的外端，并與圓齒輪21、24、25同軸轉(zhuǎn)動(dòng)。其中，用于演示的圓盤(pán)22、25的半徑分別與圓齒輪21、24的節(jié)圓半徑相同，圓盤(pán)的圓柱面處有線槽和接線孔，盤(pán)面外邊緣處有燈孔215，分別裝有色指示燈212、213，用于驅(qū)動(dòng)的圓齒輪27上裝有手動(dòng)搖柄214 ;右演示裝置3的圓盤(pán)31轉(zhuǎn)軸32圓齒輪33等構(gòu)件與組成結(jié)構(gòu)與左演示裝置2完全相同。
[0026]如圖4所示，三角函數(shù)全能演示及圖像繪制儀的左轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)4由徑向曲柄41、切向曲柄48、定向桿43、橫向?qū)U62、銷釘45構(gòu)成,切向曲柄的內(nèi)槽中有滑塊49,銷釘45把滑塊44橫向?qū)U62的左端及滑塊49從前往后形成連桿機(jī)構(gòu)，切向曲柄垂直固定在徑向曲柄的帶鎖滑塊42上，徑向曲柄的一端固定在圓盤(pán)22圓面半徑上，定向桿43的兩端通過(guò)活動(dòng)夾具46、47分別固定在支架I的上下橫桿上。右轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)5由徑向曲柄51切向曲柄58定向桿53橫向?qū)U62銷釘55構(gòu)成,切向曲柄58的內(nèi)槽中有滑塊.9,銷釘45把滑塊54橫向?qū)U62的左端及滑塊59從前往后形成連桿機(jī)構(gòu)，切向曲柄58垂直固定在徑向曲柄51的帶鎖滑塊52上，徑向曲柄51的一端固定在圓盤(pán)31的圓面半徑上，定向桿53的兩端通過(guò)活動(dòng)夾具56、57分別固定在支架I的上下橫桿14、15上。
[0027]如圖5所示，三角函數(shù)全能演示及圖像繪制儀的繪圖機(jī)構(gòu)6，由縱向?qū)U61橫向?qū)U62銷釘65及畫(huà)筆68組成,縱向?qū)U橫向?qū)U的內(nèi)槽中分別有縱向滑塊63、橫向滑塊64，銷釘65把滑塊63、64從前往后形成連桿機(jī)構(gòu)，縱向?qū)U61的兩端分別固定在滑道16、17的內(nèi)槽滑塊66、67上，畫(huà)筆68安裝在銷釘65的后端，筆架上有調(diào)節(jié)彈簧69，在橫向?qū)U62的中部有接線夾610。
[0028]如圖6所示，連索7的一端固定在圓盤(pán)26上的接線孔，另一端順線槽依次經(jīng)過(guò)安裝在左立桿12上的定滑輪71、72后，固定在縱向?qū)U61中部的接線夾610上，或經(jīng)過(guò)定滑輪71、72并繞過(guò)安裝在右立桿13上的定滑輪73后，再固定在縱向?qū)U61中部的接線夾610上，保持演示過(guò)程與繪畫(huà)過(guò)程的一致。齒帶75把用于驅(qū)動(dòng)的二個(gè)圓齒輪28、33連接在一起，保證二個(gè)演示裝置運(yùn)動(dòng)的一致。
[0029]如圖7所示，三角函數(shù)全能演示及圖像繪制儀減少切向曲柄的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，左轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)4由徑向曲柄41定向桿43橫向?qū)U62及銷釘45構(gòu)成，徑向曲柄41的內(nèi)槽中有帶鎖滑塊42，定向桿43的內(nèi)槽中有滑塊44，銷釘45把滑塊44橫向?qū)U62的左端及滑塊42從前往后形成連桿機(jī)構(gòu)，徑向曲柄41的一端固定在圓盤(pán)22圓面半徑上,定向桿43的兩端通過(guò)活動(dòng)夾具46、47分別固定在支架I的上下橫桿上。右轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)5由徑向曲柄51定向桿53橫向?qū)U62及銷釘55組成，徑向曲柄51的內(nèi)槽中有帶鎖滑塊52，定向桿53的內(nèi)槽中有滑塊54，銷釘55把滑塊54橫向?qū)U62的右端及滑塊52從前往后形成連桿機(jī)構(gòu)，徑向曲柄51的一端固定在圓盤(pán)31的圓面半徑上,定向桿53的兩端通過(guò)活動(dòng)夾具56、57分別固定在支架I的上下橫桿上。
[0030]如圖8所示，三角函數(shù)全能演示及圖像繪制儀中減少切向曲柄及定向桿的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，左轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)4由徑向曲柄41橫向?qū)U62銷釘45構(gòu)成，銷釘45把橫向?qū)U62的左端及滑塊42從前往后形成連桿機(jī)構(gòu)，徑向曲柄41的一端固定在圓盤(pán)22圓面半徑上,定向桿43的兩端通過(guò)活動(dòng)夾具46、47分別固定在支架I的上下橫桿上。右轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)5，由徑向曲柄51橫向?qū)U62銷釘55構(gòu)成,銷釘55把橫向?qū)U62的右端和滑塊52從前往后形成連桿機(jī)構(gòu)，徑向曲柄51的一端固定在圓盤(pán)31的圓面半徑上,定向桿53的兩端通過(guò)活動(dòng)夾具56、57分別固定在支架I的上下橫桿上。
[0031]通過(guò)圖1-6表現(xiàn)的三角函數(shù)全能演示及圖像繪制儀，能夠演示函數(shù)Y=Asec (ωχ+φ)和y=Acsc ( ω χ+φ )的變化關(guān)系，并繪制出相應(yīng)的圖像。
通過(guò)圖1、2、3、5、6、7表現(xiàn)的三角函數(shù)全能演示及圖像繪制儀，能夠演示函數(shù)Y=Atan (ωχ+φ)和y=Acot (ω χ+φ)的變化關(guān)系，并繪制出相應(yīng)的圖像。
[0032]通過(guò)圖1、2、3、5、6、8表現(xiàn)的三角函數(shù)全能演示及圖像繪制儀，能夠演示函數(shù) y=Asin(cox+(J))和y=Acos (ω χ+φ)的變化關(guān)系，并繪制出相應(yīng)的圖像。
【權(quán)利要求】
1.一種三角函數(shù)全能演示及圖像繪制儀，其特征在于:該繪制儀包括支架(I)和繪圖機(jī)構(gòu)(6)，所述支架(I)包括地腳(11)，在兩側(cè)地腳(11)上分別設(shè)有左立桿(12)和右立桿(13)，四根平行的撐桿(18)分上下垂直固定在左立桿(12)和右立桿(13)上，在上端的撐桿(18)上設(shè)有上橫桿(14)，下端的撐桿(18)上設(shè)有下橫桿(15)，與撐桿(18)垂直的上滑道(16)和下滑道(17)固連在左立桿(12)和右立桿(13)上；在左立桿(12)和右立桿(13)上設(shè)有內(nèi)槽(110)，在上滑道(16)和下滑道(17)上設(shè)有內(nèi)滑槽(111)，在上滑道(16)的內(nèi)滑槽(111)中設(shè)有上滑塊(66)，在下滑道(17)的內(nèi)滑槽(111)中設(shè)有下滑塊(67)，在撐桿(18)的后端設(shè)有與畫(huà)板(8)連接的吸盤(pán)(19);在左立桿(12)上設(shè)有左演示裝置(2)和左轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(4)，在右立桿(13)上設(shè)有右演示裝置(3)和右轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(5);左轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(4)和右轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(5)的徑向曲柄分別固定在左演示裝置(2)的左圓盤(pán)(22)和右演示裝置(3)的右圓盤(pán)(31)上；繪圖機(jī)構(gòu)(6)與上滑道(16)和下滑道(17)及左轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(4)和右轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(5)相連；左演示裝置(2)與右演示裝置(3)之間通過(guò)齒帶(74)連接，左演示裝置(2)與繪圖機(jī)構(gòu)(6)之間通過(guò)連索(7)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三角函數(shù)全能演示及圖像繪制儀，其特征在于:左演示裝置(2)由圓齒輪(21) (23) (24) (26) (27)、圓盤(pán)(22) (25)、裝有活動(dòng)軸套的轉(zhuǎn)軸(28) (29)(210) (211)及指示燈(212) (213)構(gòu)成，四個(gè)轉(zhuǎn)軸的軸套依次固定在左立桿(12)上并與撐桿(18)平行，安裝在轉(zhuǎn)軸里端的圓齒輪(21) (23) (24) (26)嚙合；圓盤(pán)(22) (25)圓齒輪(27)分別安裝在轉(zhuǎn)軸(28) (29) (211)的前端，與圓齒輪(21) (24) (25)同步轉(zhuǎn)動(dòng)；圓盤(pán)(22) (25)的圓柱面處有線槽和接線孔(215)，盤(pán)面外邊緣處有燈孔，分別裝有指示燈(212) (213)，圓盤(pán)半徑分別與圓齒輪(21) (24)的節(jié)圓半徑相同，圓齒輪(27)上裝有手動(dòng)搖柄(214);右演示裝置(3)的圓盤(pán)(31)、轉(zhuǎn)軸(32)、圓齒輪(33)的組成結(jié)構(gòu)與左演示裝置(2)相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三角函數(shù)全能演示及圖像繪制儀，其特征在于:左轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(4)由徑向曲柄(41)、切向曲柄(48)、定向桿(43)、橫向?qū)U(62)、銷釘(45)構(gòu)成，定向桿(43)的內(nèi)槽中有滑塊(44)，切向曲柄(48)的內(nèi)槽中有滑塊(49)，銷釘(45)將滑塊(44)、橫向?qū)U(62)左端及滑塊(49)從前往后形成連桿機(jī)構(gòu)；切向曲柄(48)的一端垂直固定在徑向曲柄(41)的帶鎖滑塊(42)上，徑向曲柄(41)的一端固定在圓盤(pán)(22)的圓面半徑上，定向桿(43)的兩端通過(guò)活動(dòng)夾具(46) (47)固定在支架(I)的上橫桿(14)和下橫桿(15)上；右轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(5)由徑向曲柄(51)、切向曲柄(58)、定向桿(53)、橫向?qū)U(62 )、銷釘(55 )構(gòu)成，定向桿(53 )的內(nèi)槽中有滑塊(54)，切向曲柄(58 )的內(nèi)槽中有滑塊(59 )，銷釘(55 )將滑塊(54 )、橫向?qū)U(62 )右端及滑塊(59 )從前往后形成連桿機(jī)構(gòu),切向曲柄(58 )垂直固定在徑向曲柄(51)的帶鎖滑塊(52)上，徑向曲柄(51)的一端固定在圓盤(pán)(22)的圓面半徑上，定向桿(53)的兩端通過(guò)活動(dòng)夾具(56) (57)固定在支架(I)的上橫桿(14)和下橫桿(15)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三角函數(shù)全能演示及圖像繪制儀，其特征在于:繪圖機(jī)構(gòu)(6)由縱向?qū)U(61)、橫向?qū)U(62)、銷釘(65)及畫(huà)筆(68)組成，縱向?qū)U(61)、橫向?qū)U(62)的內(nèi)槽中分別有縱向滑塊(63)和橫向滑塊(64)，銷釘(65)將縱向滑塊(63)和橫向滑塊(64)從前往后形成連桿機(jī)構(gòu)，縱向?qū)U(61)的兩端分別固定在上滑道(16)和下滑道(17)的上滑塊(66)和下滑塊(67)上，在銷釘(65)的后端安裝畫(huà)筆(68)，畫(huà)筆(68)的支架上有調(diào)節(jié)彈簧(69 )，橫向?qū)U(62 )的中部有接線夾(610)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三角函數(shù)全能演示及圖像繪制儀，其特征在于:連索(7)的一端固定在圓盤(pán)(26)上的接線孔(215)，另一端順線槽依次經(jīng)過(guò)定滑輪組(71)定滑輪(72)后，連索(7)繞過(guò)定滑輪(73)后再返回固定在縱向?qū)U(61)中部的接線夾(610)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三角函數(shù)全能演示及圖像繪制儀，其特征在于:畫(huà)板(8)固定在吸盤(pán)(19)上，使橫軸和縱軸分別與橫向?qū)U和縱向?qū)U平行，調(diào)節(jié)彈簧(69)使畫(huà)筆(68)接觸畫(huà)板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三角函數(shù)全能演示及圖像繪制儀，其特征在于:左轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(4)由徑向曲柄(41)、定向桿(43)、橫向?qū)U(62)及銷釘(45)構(gòu)成，徑向曲柄(41)的內(nèi)槽中有帶鎖滑塊(42 )，定向桿(43 )的內(nèi)槽中有滑塊(44)，銷釘(45 )將滑塊(44)橫向?qū)U(62 )左端及滑塊(42)從前往后形成連桿機(jī)構(gòu)，徑向曲柄(41)的一端固定在圓盤(pán)(22)的圓面半徑上，定向桿(43 )的兩端通過(guò)活動(dòng)夾具(46 ) (47 )固定在支架(I)的上橫桿(14 )和下橫桿(15)上；右轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(5)由徑向曲柄(51)定向桿(53)橫向?qū)U(62)及銷釘(55)組成,徑向曲柄(51)的內(nèi)槽中有帶鎖滑塊(52)，定向桿(53)的內(nèi)槽中有滑塊(54)，銷釘(55)將滑塊(54)橫向?qū)U(62 )右端及滑塊(52 )從前往后形成連桿機(jī)構(gòu),徑向曲柄(51)的一端固定在圓盤(pán)(31)的圓面半徑上，定向桿(53)的兩端通過(guò)活動(dòng)夾具(56) (57)固定在支架(I)的上橫桿(14)和下橫桿(15)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三角函數(shù)全能演示及圖像繪制儀，其特征在于:左轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(4)由徑向曲柄(41)橫向?qū)U(62)銷釘(43)構(gòu)成，徑向曲柄(41)的內(nèi)槽中有帶鎖滑塊(42)，其一端固定在圓盤(pán)(22)的圓面半徑上，銷釘(45)將橫向?qū)U(62)左端及帶鎖滑塊(42)從前往后形成連桿機(jī)構(gòu)；右轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(5)由徑向曲柄(51)橫向?qū)U(62)銷釘(55)構(gòu)成，銷釘(55)將橫向?qū)U(62)右端和滑塊(52)從前往后形成連桿機(jī)構(gòu),徑向曲柄(51)的一端固定在圓盤(pán)(22)的圓面半徑上。
【文檔編號(hào)】G09B23/04GK104361789SQ201410684061
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】王書(shū)營(yíng) 申請(qǐng)人:南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院