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(xué)演示用具技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)有的中學(xué)數(shù)學(xué)立體幾何模型均采用固定方式組裝，有些空間圖形的運(yùn)動變化難以表現(xiàn)出來，而且要配齊教材所需的教學(xué)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(fèi)較多的資金，使一般普通中學(xué)難以承受，給直觀教學(xué)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(xué)模型，通過立體幾何模型的構(gòu)造與演示，提高教與學(xué)的直觀性，促進(jìn)學(xué)生的空間想象能力的形成，滿足廣大師生教與學(xué)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(yīng)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(jì)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(yīng)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(xué)演示用。該數(shù)學(xué)立體幾何模型由十五個構(gòu)件組成，運(yùn)用15個構(gòu)件可任意組合成各種所需的教學(xué)模型，通過模型的演示提高教與學(xué)的直觀性，促進(jìn)學(xué)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