一种高等数学专用多功能绘图器

技术领域

本发明属于数学绘图器技术领域，具体涉及一种高等数学专用多功能绘图器。

背景技术

高等数学是高等学校理工科各专业本科生必修的一门重要的学科基础课，在实现学生总体培养目标中占有重要地位。通过高等数学的学习，学生能够获得高等数学方面的基本理论、基本概念和基本知识，为后续课程的学习和今后工作打下必要的数学基础，也为解决实际问题提供有效的数学方法。同时通过各个教学环节，逐步培养学生的抽象概括能力，抽象的逻辑推理能力，熟练运算能力，综合运用所学知识去分析问题、解决问题的能力及自学能力，提高学生数学素质，使其切实掌握运用数学工具分析问题、解决问题的思想和方法，为学生的终身发展提供了强有力的保障。高等数学通过系统的学习与严格的训练，使学生养成既有数学思想，又有解决问题的坚忍不拔的精神和创新精神；既有良好的数学思维、论证、运算能力，又有敢于解决实际问题的能力。可以说高等数学不仅是一种工具，而且是一种思维模式，数学不仅是一种知识，而且是一种素养，高数不仅是一种科学，而且是一种文化。

学生在学习高等数学的过程中普遍存在的现象就是不能够正确绘制函数图像，诸如计算重积分、曲面积分时所涉及到的锥面、球面、双曲面、抛物面，定积分、曲线积分中所涉及到的各类曲线，多元函数的研究中涉及到的一些二元函数等诸多内容中均需要学生清晰的知道函数图象，否则会导致一些内容难以理解，将教具的使用和教学紧密联系起来可以变得直观，让学生在学习的过程中快速掌握相关的知识和内容，但是如何使用教具才能够真正发挥好教具的价值，促进学生的全面发展还需要教师在实际教学过程中探索和寻找。

目前高数的学习中，为了增强学生在学习过程中的理解，教师在实际教学过程中需要在黑板上进行绘图，而现有的多功能绘图器通过需要教师单手将绘图器按在黑板上固定，或者通过吸盘固定在黑板上，其绘图器之间的各个画图工具无法灵活移动，无法在画图过程中需要对图形进行多方位的进行构建，使用受到限制，无法灵活使用且具有体积较大，携带不方便等缺点，影响教师教学的效率。为此，我们提出了一种高等数学专用多功能绘图器，来解决以上问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高等数学专用多功能绘图器，解决上述问题，本发明是通过如下技术方案来实现的。

本发明提供的一种高等数学专用多功能绘图器，包括：

转动机构，所述转动机构从上依次向下转动设置有主刻度盘、副尺、主尺，所述主刻度盘、所述副尺和所述主尺均能独立在所述转动机构上转动，所述转动机构的下端设置有主吸盘；所述主尺的右端连接有固定板，内部设置沿长度方向有开口槽，所述固定板上滑动设置有滑杆；所述副尺上滑动设置有限位块，上端设置有挡板；

套尺，其内部设置沿长度方向设有移动槽，所述移动槽通过定位机构滑动设置于所述开口槽上，所述移动槽的上方设置有副刻度盘；

粉笔套，其设置于所述固定板上、位于所述滑杆的左侧；

标定块，其设置于所述主尺的左上壁，与所述主尺的起始刻度线平行；所述标定块上连接有刻度指针，位于所述主刻度盘的上方；

辅吸盘，其设置于所述滑杆的一端。

优选的，上述高等数学专用多功能绘图器所述转动机构包括固定杆以及同轴设置的上轴承和下轴承，所述固定杆的一端依次贯穿所述上轴承和所述下轴承，且穿出部分连接所述主吸盘，所述上轴承的外壁连接所述副尺的一端，所述下轴承的外壁连接所述主尺的一端。

优选的，上述高等数学专用多功能绘图器，所述副尺包括上主尺、下副尺，所述上副尺设置有第一凹槽，所述下副尺设置有第一凸形槽，所述第一凹槽能够与所述第一凸形槽滑动连接，所述上副尺的一端连接所述挡板，所述下副尺的一端连接所述上轴承的外壁。

优选的，上述高等数学专用多功能绘图器，所述主尺包括左主尺、右主尺，所述左主尺设置有第二凹槽，所述右主尺设置有第二凸形槽，所述第二凹槽能够与所述第二凸形槽滑动连接；所述左主尺的一端连接所述下轴承的外壁，所述右主尺的一端连接所述固定板。

优选的，上述高等数学专用多功能绘图器，所述左主尺、右主尺上分别还设置有左固定柱和右固定柱，所述右固定柱上设置有直绳卷轴，所述左固定柱上设置有直绳挂钩，所述左主尺、右主尺的内部均设置有所述开口槽，两个所述开口槽上下重叠在一起，所述定位机构滑动设置于两个所述开口槽上。

优选的，上述高等数学专用多功能绘图器所述滑杆的外周设置有凸起，所述滑杆的一端贯穿所述固定板且穿出部分连接所述辅吸盘。

优选的，上述高等数学专用多功能绘图器所述定位机构包括定位杆、弹簧架、定位块，所述定位杆穿进所述移动槽和所述开口槽，且穿出部分连接所述定位块，所述弹簧架设置在所述定位杆外壁上，所述副刻度盘转动在连接所述弹簧架上。

优选的，上述高等数学专用多功能绘图器，所述弹簧架包括圆形架和若干弹簧，所述圆形架的一侧壁与所述定位杆固定连接，另一侧壁转动在连接所述副刻度盘，所有所述弹簧的一端均连接所述圆形架的内上壁，另一端均连接所述定位杆。

优选的，上述高等数学专用多功能绘图器，所述定位杆外壁上设置有一圈弹簧连接架，所有所述弹簧的另一端均连接在所述弹簧连接架上。

优选的，上述高等数学专用多功能绘图器，所述粉笔套的内壁设置有一圈保护层。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过转动机构下端设置的吸盘，可以将转动机构固定在黑板上，通过主尺上的左主尺、右主尺滑动连接可以增大或减少主尺的长度，画出不同长度的直线或者斜线；以转动机构的中心为圆心点，主尺的长度为半径，通过固定板上的粉笔套将粉笔装入，画出不同半径的圆或者圆弧；再通过转动滑杆，使滑杆一端的辅吸盘可以将主尺多方位定在黑板上，以主尺或者副尺画出的原始图形为基础，通过副尺在转动机构上多角度的转动以及主刻度盘，对原始几何图形进行构建不同角度的直线、斜线；通过左主尺、右主尺上分别设置有左固定柱和右固定柱，通过左主尺、右主尺确定椭圆的Y轴距离，套尺确定椭圆的X轴距离，通过左固定柱上的直绳挂钩和右固定柱直绳卷轴，将直绳与左固定柱连接直绳挂钩后再连接到直绳卷轴上，通过粉笔围绕直绳可以画出椭圆；还可以以转动机构为圆心点，以副尺为半径，继续对图形构建不同半径的圆或者圆弧，进而构建成多组合的图形，实现多种结构的几何绘图。

2、本发明通过主尺内部设置的开口槽，通过定位机构将套尺滑动设置于开口槽上，套尺通过定位机构可以在开口槽内进行滑动，随之套尺沿主尺长度方向可以在主尺内进行移动，再以套尺画出直线、斜线，以定位机构为圆心，通过移动槽在定位机构以及副刻度盘的刻度，可以进行上下移动改变套尺的长度，画不同半径的圆以及圆弧，对主尺和副尺画出原始的图形继续构建不同几何绘图，不需要多次移动整个绘图器对图形继续构建。

3、本发明通过副尺在转动机构上转动，套尺通过定位机构可以在开口槽内进行滑动改变套尺在主尺的位置，以及套尺在定位机构上转动，通过主刻度盘和副刻度盘，可以画出或者继续在原始的图形上构建不同平行距离的直线、斜线、圆以及圆弧和角，到达绘图器的灵活使用。

4、本发明通过转动机构将副尺与主尺转动重叠，套尺通过定位机构在开口槽上转动与主尺转动重叠，副尺与主尺的长度减小，将整个绘图器形成一把小尺，体积减小，携带方便，提高教师教学的效率。

附图说明

图1为本发明一种高等数学专用多功能绘图器的俯视结构示意图；

图2为本发明一种高等数学专用多功能绘图器的主视结构示意图；

图3为本发明的转动机构的结构示意图；

图4为本发明的副尺的剖视结构示意图；

图5为本发明的主尺的剖视结构示意图；

图6为本发明的定位机构的结构示意图；

附图标记说明：

1、转动机构，101.固定杆，102.上轴承，103.下轴承，2、主刻度盘，3、副尺，31.上副尺，32.下副尺，4、主尺，41.左主尺，411.左固定柱，42.右主尺，421.右固定柱，5、固定板，6、滑杆，7、限位块，8、挡板，9、套尺，10、移动槽，11、定位机构，111.定位杆，112.弹簧架，113.定位块，12、副刻度盘，13、粉笔套，14、标定块，15、刻度指针，16、吸盘，17、辅吸盘。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。

本发明提供了一种高等数学专用多功能绘图器，如图1-6所述，包括：

转动机构1，转动机构1从上依次向下转动设置有主刻度盘2、副尺3、主尺4，转动机构1的下端设置有主吸盘16；主尺4的右端连接有固定板5，内部设置沿长度方向有开口槽，固定板5上滑动设置有滑杆6；副尺3上滑动设置有限位块7，上端设置有挡板8；套尺9，其内部设置沿长度方向设有移动槽10，移动槽10通过定位机构11滑动设置于开口槽上，移动槽9的上方设置有副刻度盘12；粉笔套13，其设置于固定板5上、位于滑杆6的左侧；标定块14，其设置于主尺4的左上壁，与主尺4的起始刻度线平行；标定块14上连接有刻度指针15，位于主刻度盘2的上方；辅吸盘17，其设置于滑杆6的一端。

当需要老师在黑板上进行画图时，如图1-2所示，转动机构1下端设置的主吸盘16，可以将转动机构1固定在黑板上，转动机构1上依次向下转动设置有主刻度盘2、副尺3、主尺4，主刻度盘2、副尺3和主尺4均能独立在转动机构1上转动，通过主尺4在转动机构1上转动，可以以转动机构1为起始点，旋转不同的角度，然后通过主尺4可以画出不同长度的直线或斜线，通过设置于所述主尺4的左上壁，与主尺4的起始刻度线平行的标定块14可以将主尺4的起始点进行定位，避免画图时出现误差，还可以转动副尺3，通过主刻度盘2使副尺3与主尺4之间形成不同的夹角，画出不同的角；主尺4的右端连接的固定板5上，位于滑杆6左侧的粉笔套13，优选的，粉笔套13的内壁设置有一圈保护层，将粉笔装入粉笔套13内，以转动机构1的中心为圆心点，主尺4的长度为半径，画圆或者圆弧；或者以转动机构1的中心为圆心点，以副尺3上滑动设置的限位块7限定的距离为半径，优选的，限位块7的侧壁设置有粉笔套，其限位块7的内壁设置有第一凹槽孔，第一凹槽孔直径与副尺3的两侧壁的厚度大为0.1cm，拉动限位块7沿副尺3长度方向，使第一凹槽孔在副尺3的两侧壁上进行移动，进而使限位块7可以在副尺3上进行滑动，从而画不同半径的圆或者圆弧；

当需要对画出的图形持续进行不同方位构建时，首先通过转动固定板5上滑动设置的滑杆6，使滑杆6一端的辅吸盘17可以将主尺4进行多方位固定，进而将绘图器固定在黑板上，优选的，滑杆6的外周设置有凸起，滑杆6的一端贯穿固定板5且穿出部分连接辅吸盘17，转动滑杆6的过程中，凸起可以在固定板5内移动，固定板5设置有滑杆6贯穿的孔，孔内设置有与凸起匹配的凹槽口，进而需要滑杆6受力才能转动，避免滑杆6在不受力的作用下移动；再以主尺4或者副尺3画出的原始图形为基础，通过副尺3在转动机构1上多角度的转动以及主刻度盘2的刻度表，可以继续对基础的几何图形进行构建不同角度的直线或者斜线，还可以以转动机构1为圆心点，以副尺3上滑动设置的限位块7限定的距离为半径，副尺3上端设置的挡板8，对限位块7起到阻挡左右，避免限位块7脱离副尺3，继续构建不同半径的圆或者圆弧，进而构建成多组合的图形，实现多种结构的几何绘图；

其次，通过主尺4内部设置的开口槽以及定位机构1将套尺9滑动设置于开口槽上，套尺9通过定位机构1可以在开口槽内进行滑动，随之沿主尺4长度方向可以在套尺9在主尺4内进行移动，再以套尺9为基准，套尺9内部沿长度方向设有移动槽10，通过定位机构11滑动设置于开口槽上，套尺9在主尺4上的长度可以通过移动槽10进行改变，画出不同长度的直线、斜线；再以定位机构11为圆心，通过移动槽10可以进行上下移动改变套尺的长度并以其为半径，通过移动槽9的上方设置的副刻度盘12，画不同半径圆、角及圆弧，对以主尺4画出原始图形继续构建不同几何绘图，不需要多次移动整个绘图器对图形继续构建；副尺3在转动机构1上转动，套尺9通过定位机构11可以在开口槽内进行滑动改变套尺9在主尺1的位置，以及套尺9在定位机构11上转动，通过主刻度盘2和副刻度盘12，可以画出或者继续在原始的图形上构建不同平行距离的直线、斜线、圆以及圆弧和角，或者对以主尺4画出原始图形继续构建不同平行的几何绘图，到达绘图器的灵活使用；

当绘图器使用结束后，通过转动滑杆6使辅吸盘17与黑板脱离，再将主吸盘16与与黑板脱离，通过转动机构1将副尺3与主尺4转动重叠，优选的，定位机构11的高度小于副尺3的厚度，套尺9通过定位机构11在开口槽上转动与主尺9转动重叠，副尺3与主尺4的长度减小，将整个绘图器形成一把小尺，体积减小，携带方便。

为了实现主刻度盘2、副尺3、主尺4在转动机构1内可以转动，如图3所示，转动机构1包括固定杆101以及同轴设置的上轴承102和下轴承103，固定杆101的一端依次贯穿上轴承102和下轴承103，且穿出部分连接主吸盘16，上轴承102的外壁连接副尺3的一端，下轴承103的外壁连接主尺4的一端。主吸盘16与黑板固定后，将整个转动机构1固定在黑板上，同轴的上轴承102、下轴承103可以在固定杆101上进行独立的转动，进而上轴承102的外壁连接副尺3以及下轴承103的外壁连接主尺4分别可以在固定杆101上进行独立的转动。

为了实现副尺3和主尺4的长度可以发生改变，如图4-5所示，副尺3包括上、下副尺32，上副尺31设置有第一凹槽，下副尺32设置有第一凸形槽，第一凹槽能够与第一凸形槽滑动连接，上副尺31的一端连接挡板8，下副尺32的一端连接上轴承102的外壁；拉动下副尺32后，下副尺32与上副尺31通过上副尺31的第一凹槽与下副尺32的第一凸形槽动连接，进而改变下副尺32与上副尺31之间的距离，增大或者减小副尺3的长度，下副尺32的一端连接上轴承102的外壁，下副尺32在轴承102转动后使上副尺31随之转动，进而使副尺3在上轴承102上转动，上副尺31的一端连接挡板8，避免限位块7脱离副尺3。主尺4包括左主尺41、右主尺42，左主尺41设置有第二凹槽，右主尺42设置有第二凸形槽，第二凹槽能够与第二凸形槽滑动连接；左主尺41的一端连接下轴承103的外壁，右主尺42的一端连接固定板5，左主尺41、右主尺42的内部均设置有开口槽，两个开口槽上下重叠在一起，定位机构11滑动设置于两个开口槽上；拉动右主尺42后，右主尺42与左主尺41通过第二凹槽与第二凸形槽滑动连接，进而改变右主尺42与左主尺41之间的距离，增大或者减小主尺4的长度，左主尺41的一端连接下轴承103的外壁，左主尺41在下轴承103转动后使右主尺42随之转动，进而使主尺4在上轴承102上转动，左、右主尺42的内部均设置的开口槽上下重叠，使定位机构11在两个开口槽上进行滑动，进而套尺9可以在主尺4上沿长度方向移动；左主尺41、右主尺42上分别设置有左固定柱411和右固定柱421，优选的，左固定柱411和右固定柱421的高度大于定位机构11的高度，小于副尺3的厚度，其右固定柱421上设置有直绳卷轴，其直绳卷轴内设置有直绳，右固定柱421上设置有直绳贯穿的孔，其直绳可通过左固定柱411上设置的直绳挂钩连接，通过左主尺41、右主尺42可以确定椭圆的Y轴距离，套尺9确定椭圆的X轴距离，通过移动套尺9至Y轴的端点，以端点为圆心，二分之一X轴的长度为半径在Y轴找到第一固定点和第二固定点，再将左固定柱411和右固定柱421分别与第一固定点和第二固定点重合，将直绳与左固定柱411连接直绳挂钩后再连接到直绳卷轴上，即通过粉笔围绕直绳可以画出椭圆。

为了实现套尺9可以在主尺4上全方位移动、旋转，如图6所示，定位机构11包括定位杆111、弹簧架112、定位块113，定位杆111穿进移动槽10和开口槽，且穿出部分连接定位块113，弹簧架112设置在定位杆111外壁上，副刻度盘12转动在连接弹簧架112上。定位块113对定位杆111起到固定、定位作用，避免定位杆111固定后出现滑动，使定位杆111穿进移动槽10和开口槽进行固定，将套尺10固定在主尺4上，优选的，弹簧架112包括圆形架和若干弹簧，圆形架的一侧壁与定位杆111固定连接，另一侧壁转动在连接副刻度盘12，所有弹簧的一端均连接圆形架的内上壁，另一端均连接定位杆111；定位杆111外壁上设置有一圈弹簧连接架，所有弹簧的另一端均连接在弹簧连接架上。若干弹簧与圆形架之间有作用力，使若干弹簧对定位杆111拉力，将定位块113紧固在开口槽的下壁上，通过按动定位杆111，对若干弹簧产生压力，是定位杆111连接的定位块113与开口槽的下壁分离，将套尺在主尺4上左右、上下移动，或者在主尺4进行旋转。

需要说明的是，本发明中未特别提及的部件连接关系均默认采用现有技术，由于其不涉及发明点，且为现有技术普遍应用，故不详述结构连接关系。

需要说明的是，本发明中涉及数值范围时，应理解为每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用，由于采用的步骤方法与实施例相同，为了防止赘述，本发明描述了优选的实施例。尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。