一种伸缩式多功能教具

技术领域

本发明涉及教学工具技术领域，具体涉及一种伸缩式多功能教具。

背景技术

现在的教学过程中所使用的黑板作图工具，大多是单独分开的圆规、直尺、量角器等，这些作图工具存在尺寸过大、种类过多等缺陷，不方便教师随身携带，且所占空间大，收纳不方便。教师在教学作图时，需要频繁更换圆规、直尺、量角器等，操作不便的同时降低了教学速度。

现有技术中也有多功能教学用尺，但是这些教学用尺要么过于复杂，制造困难；要么功能繁多但尺寸很大，教师不方便随身携带进入各个教室；要么尺寸很小，不满足日常教学作图需求。因此亟需开发一种多功能教具，方便教师课堂使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种伸缩式多功能教具，旨在解决上述背景技术提出的现有技术中的问题。

为达成上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种伸缩式多功能教具，包括主支撑轴、主尺、中尺、内尺以及副尺，所述主尺和副尺的一端分别可转动地设置于主支撑轴上，所述副尺的顶部绕主支撑轴设有分度圆刻度线，所述主尺、中尺、内尺的一侧设有连续的刻度，定义设有刻度的一侧为后侧，主支撑轴所在一侧为左侧；

所述中尺可伸缩地设置于所述主尺内，主尺的开口端前上右角设有安装角盖；所述中尺的前上侧沿长度方向设有倒角面β面，所述β面靠近主支撑轴的一端向斜上方延续设有斜面α面；所述安装角盖的内侧设有与β面匹配的β＇面，所述β＇面靠近主支撑轴的一侧向斜上方延续设有与α面对应的斜面α＇面；所述中尺尺体的左端成型有后侧和底面低于中尺的连接段，连接段与中尺尺体的连接处设有过渡斜坡，所述主尺的后侧和底侧的右端面与过渡斜坡匹配；所述中尺在所述主尺内滑动时，所述β面与β＇面贴合；所述中尺向外伸出时，所述α面与α＇面配合能够使得所述中尺向下后右方移动，直至中尺的底面和后侧面分别与主尺的底面和后侧面齐平；所述主尺的右端设有锁紧螺钉，用于锁紧中尺与主尺的相对位置；

所述内尺可伸缩地设置于所述中尺内，所述内尺和中尺的连接结构与中尺和主尺的连接结构相同；

所述主尺、中尺、内尺的后侧表面连续开设有粉笔夹滑动槽，所述粉笔夹滑动槽内可滑动地设有粉笔夹。

作为优选，所述主尺的后下角靠近右端处开设有定位槽，所述中尺的连接段后下角设有与定位槽匹配的定位凸块；所述定位槽和定位凸块的左侧均为斜面；所述中尺处于伸出状态时，所述定位凸块嵌入所述定位槽内。

作为优选，所述定位凸块的外部轮廓与中尺的外部轮廓齐平。

作为优选，所述安装角盖的外部轮廓与主尺的外部轮廓齐平，安装角盖的后侧和下侧分别设有插接板，所述主尺对应设有插接槽，使得所述安装角盖的插接板能够从主尺的右端插入插接槽内。

作为优选，所述主尺的上表面右端设有凸台，所述凸台设有上下贯穿的螺纹孔，所述锁紧螺钉与螺纹孔螺纹匹配；所述安装角盖后侧的插接板上设有供锁紧螺钉穿过的通孔。

作为优选，所述中尺的上表面设有分别对应伸出状态和收缩状态的锁紧沉孔。

作为优选，所述主支撑轴内沿轴向设有上下贯通的升降轴安装孔，所述升降轴安装孔内设有升降轴；所述升降轴安装孔的相对上部设有内螺纹，所述升降轴的相对上部设有外螺纹，所述升降轴与升降轴安装孔上相对上部为螺纹配合、相对下部为间隙配合；所述升降轴的底部设有磁铁框，所述磁铁框内设有第一磁铁。

作为优选，所述副尺的自由端穿设有能够上下活动的副支撑轴，所述副支撑轴的底端设有第二磁铁，所述副支撑轴的顶端设有限位螺母；所述主尺的上表面开设有与第二磁铁对应的沉孔，所述沉孔内设有第三磁铁。

作为优选，所述副尺的中间沿长度方向开设有条形槽；所述主尺设有对准线，所述副尺与主尺重合时，副尺的0°刻度线与对准线重合；所述内尺的右端设有V形槽。

作为优选，所述粉笔夹包括粉笔夹体、夹紧螺钉和滑块，所述滑块固定在粉笔夹体上，所述滑块与粉笔夹滑动槽匹配；所述粉笔夹体为两耳开口式抱箍结构，所述粉笔夹体的两耳上分别开设有孔，所述夹紧螺钉穿过粉笔架体两耳上的孔进行紧固。

本发明与现有技术相对比，其有益效果在于：本发明结构简单、小巧，避免了教师携带多个教学工具，减少教师黑板作图频繁换工具的时间，减轻教师携带教学工具上课的困难；同时通过直尺的伸缩方便了携带，也保证了教学时作图尺寸基本要求，并且直尺伸缩后能保证其刻度端齐平；通过设置支撑轴升降机构，避免画圆时直尺与黑板的摩擦，轻松解决画圆；通过副尺可以画出精确的角度；设置可滑动的粉笔夹不仅改变以往黑板画圆时的姿势，更加省力，粉笔可以在尺上左右移动，可以画不同直径的圆，从而有效代替以往作图工具。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的爆炸示意图。

图3是本发明中主尺和中尺端部细节示意图(前向)。

图4是本发明中主尺和中尺端部细节示意图(后向)。

图5是本发明中安装角盖和图2中B处的配合细节示意图。

图6是本发明图2中A处和B处的配合细节示意图。

图7是本发明中主支撑轴的局部剖视示意图。

图8是本发明教具的展开示意图。

图9是本发明画角度时的结构示意图。

图中：1、主尺；2、中尺；3、内尺；4、安装角盖；5、定位槽；6、定位凸块；7、插接板；8、插接槽；9、凸台；10、锁紧螺钉；11、锁紧沉孔；12、粉笔夹滑动槽；13、粉笔夹；14、粉笔夹体；15、夹紧螺钉；16、滑块；17、升降轴；18、磁铁框；19、第一磁铁；20、副尺；21、主支撑轴；22、副支撑轴；23、第二磁铁；24、限位螺母；25、沉孔；26、条形槽；27、对准线；28、V形槽。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1-9，一种伸缩式多功能教具，包括主支撑轴21、主尺1、中尺2、内尺3以及副尺20，其中主尺1和副尺20的一端分别可转动地设置于主支撑轴21上，主尺1在下，副尺20在上，副尺20的顶部绕主支撑轴21设有一圈分度圆刻度线，主尺1、中尺2、内尺3的上表面一侧设有连续的刻度，本实施按照图2中展示的方向为基准，定义设有刻度的一侧为后侧，主支撑轴21所在一侧为左侧。

上述结构中，主尺1和中尺2内设有右端开口的空腔，中尺2可伸缩地设置于主尺1内，内尺3可伸缩地设置于中尺2内，通过中尺2和内尺3的伸长延长直尺的总体长度，并且收缩后能够缩减教具的总体尺寸，便于携带和收纳。本发明中内尺3在中尺2内的伸缩机构和原理与中尺2在主尺1内的伸缩机构和原理一致，本实施例仅以中尺2在主尺1内的伸缩机构和原理为例进行阐述。

本实施例中，主尺1的开口端前上右角有一缺口，缺口处可拆卸安装有安装角盖4；中尺2的前上侧沿长度方向设有一段倒角面β面，β面靠近主支撑轴21的一端向斜上方延续设有斜面α面，远离主支撑座21的一端为限位面，用于收缩时的限位；安装角盖4的内侧设有与β面匹配的β＇面，β＇面靠近主支撑轴21的一侧向斜上方延续设有与α面对应的斜面α＇面；中尺2尺体的左端成型有后侧和底面低于中尺2的连接段d，连接段d的后侧面和底面与中尺2尺体的连接处分别设有过渡斜坡δ面和ε面，主尺1的后侧右端面δ＇面和底侧右端面ε＇面也呈斜面，并分别与过渡斜坡δ面和ε面匹配；主尺1的后下角靠近右端处开设有定位槽5，中尺2的连接段后下角设有与定位槽5匹配的定位凸块6，定位凸块6和定位槽5的左侧均为斜面，分别为γ面和γ＇面，且定位凸块6的外部轮廓与中尺2的外部轮廓齐平。

上述结构中，安装角盖4的外部轮廓与主尺1的外部轮廓齐平，安装角盖4的后侧和下侧分别设有插接板7，主尺1对应设有插接槽8，使得安装角盖4的插接板7能够从主尺1的右端插入插接槽8内，主尺1的上表面右端设有凸台9，凸台9设有上下贯穿的螺纹孔，螺纹孔内匹配设有锁紧螺钉10；安装角盖4后侧的插接板8上设有供锁紧螺钉10穿过的通孔，该通孔内径大于锁紧螺钉10的外径，锁紧螺钉10穿过螺纹孔和安装角盖4后侧插接板上的通孔后能够对中尺2进行位置固定；优选地，中尺2的上表面设有分别对应伸出状态和收缩状态的锁紧沉孔11，当中尺2完全伸出或完全收缩时，通过拧紧锁紧螺钉10使其抵在对应的锁紧沉孔11内对中尺2的位置进行固定。

中尺2处于收缩状态时，中尺2位于主尺1内的最左端，中尺2的上下前后四面与主尺1的内腔壁贴合，β面与β＇面贴合；在中尺2向外伸出的过程中，在α面与α＇面接触之前，β面与β＇面均保持贴合状态；当α面与α＇面刚接触时，γ面和γ＇面位于同一平面上，但并未开始贴合，类似的，δ面和ε面分别与δ＇面和ε＇面处于同一平面上，但并未开始贴合；继续将中尺2向外拉动，将通过α面与α＇面的配合使得中尺2向“下后右”方移动，直至中尺2的底面和后侧面分别与主尺1的底面和后侧面齐平，此时定位凸块6完全嵌合于定位槽5中，且γ面和γ＇面贴合，δ面和ε面分别与δ＇面和ε＇面贴合，中尺2的连接段d的后侧面和底面分别贴合在主尺1的后侧内壁和底侧内壁；然后拧紧锁紧螺钉10使其抵在中尺2上对应伸出状态的锁紧沉孔11内，即完成中尺2的展开。

当需要将直尺收缩时，拧松锁紧螺钉10，将中尺2向左推动，利用γ面和γ＇面的相对滑动、δ面和ε面分别与δ＇面和ε＇面的相对滑动，推动中尺2向“上前左”侧移动，同时α面与α＇面接触并产生相对滑动，直至β面与β＇面接触贴合，此时中尺2不再产生纵向位移，只能向左移动，继续向左推动中尺2至最左端，然后拧紧锁紧螺钉10使其抵在中尺2上对应收缩状态的锁紧沉孔11内，中尺完成收缩。

中尺2与内尺3间的伸缩结构和原理相同，本实施例不再赘述。

本实施例中，主尺1、中尺2、内尺3的后侧表面分别开设有粉笔夹滑动槽12，且当直尺被展开后，主尺1、中尺2、内尺3上的粉笔夹滑动槽12能够连成一条直线。粉笔夹滑动槽12内设有粉笔夹13，粉笔夹13包括粉笔夹体14、夹紧螺钉15和滑块16，滑块16固定在粉笔夹体14上，滑块呈H形，与粉笔夹滑动槽12匹配；粉笔夹体14为两耳开口式抱箍结构，粉笔夹体14的两耳上分别开设有孔，其中一孔为螺纹孔，另一孔为光孔，螺纹孔内径小于光孔内径，夹紧螺钉15的前端部分设有与螺纹孔匹配的外螺纹，夹紧螺钉15穿过光孔后与螺纹孔连接，可将粉笔夹紧在粉笔夹体14内，且粉笔夹13整体能够沿粉笔夹滑动槽12滑动。

本实施例中，主支撑轴21从上到下依次分为外螺纹段、光轴段、底座，主尺1的端部套接在光轴段并可绕其自由转动；副尺20的端部与外螺纹段螺纹匹配；底座的底部设有一空腔。主支撑轴21的内部沿轴向设有上下贯通的升降轴安装孔，升降轴安装孔内设有升降轴17；升降轴安装孔的相对上部设有内螺纹，升降轴17的相对上部设有外螺纹，升降轴17与升降轴安装孔上相对上部为螺纹配合、相对下部为间隙配合；升降轴17的底部设有磁铁框18，磁铁框18内设有第一磁铁19；升降轴17的顶部穿出副尺20的顶部并成型有旋钮。

上述结构中，转动旋钮可通过升降轴安装孔的内螺纹与升降轴17的外螺纹实现升降轴17的上下移动，当升降轴17上升至极限位置时，磁铁框18和第一磁铁19被容纳于主支撑轴21底座底部的空腔，并且第一磁铁19的底面与主尺1的底面齐平。当需要画圆时，使用者握住主支撑轴21，转动升降轴17使其下降，进而带动磁铁框18向下移动，然后将第一磁铁19吸住黑板作为圆心，此时主尺1的底面与黑板将存在间隙，避免其与黑板产生摩擦。画圆结束后，反向旋转升降轴17使其复位。

本实施例中，副尺20的作用是画角度，其自由端穿设有能够上下活动的副支撑轴22，副支撑轴22的底端设有第二磁铁23，顶端设有限位螺母24；主尺1的上表面开设有与第二磁铁23对应的沉孔25，优选地，该沉孔25内设有第三磁铁。此外，副尺20的中间沿长度方向开设有条形槽26，条形槽26对应0°刻度线；主尺1设有对准线27，副尺20与主尺1重合时，副尺20的0°刻度线与对准线27重合；内尺3的右端设有V形槽28。

在画角度时，使用者首先用主尺1在黑板上画一条直线，主尺1绕主支撑轴21圆周转动，使用者通过副尺20顶部条形槽26对准黑板上此条直线，然后将副支撑轴22向下拉伸，使第二磁铁23和黑板接触，当主尺1和副尺20形成所需要角度时，用粉笔在内尺3右端V形槽28顶点处画一点，随后把副支撑轴22向上拉，转动副尺20回复零位，使副支撑轴22底部的第二磁铁23嵌入主尺1顶面的沉孔25，并与第三磁铁产生吸附作用避免其脱出，最后用主尺1将所画一点与直线一端点相连，形成所需要角度。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。