一种三角函数教具

技术领域

本发明涉及教学教具设备技术领域，尤其涉及一种三角函数教具。

背景技术

现有公开号为CN104809939B的专利文献公开了一种三角函数教学教具，该专利在支撑架上安装了固定图纸的滚轴和围绕滚轴运作的画图机构，通过画图机构中不同孔与短轴之间配合，可以把不同的函数机构轨迹在图纸演示出来。该专利使用便捷，拆卸维护也更灵活。但是正弦函数和余弦函数是对孪生兄弟，他们都在阐述三角形的边角关系，教科书中会把正弦和余弦放在一起进行教学和比较。而该教具在运用时，适用于在图纸上绘制单个三角函数曲线。若要在单个图纸上绘出正弦函数和余弦函数的关系，需要控制画笔复位，会出现重描函数曲线，造成重影现象。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种三角函数教具，通过转轴与凸轮配合控制连接画笔的支撑臂向外侧偏移，在画笔回程中让画笔与画纸分离；还在画笔与支撑臂之间安装回程机构，将至少两个不同颜色的画笔固定在回程机构上，利用支撑臂偏移的动作控制回程机构旋转切换不同颜色的画笔，让多条三角函数呈现不同颜色以便于区分。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决在一张画纸上绘制多条函数曲线时画笔复位，造成函数曲线重影现象。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种三角函数教具，包括支架和画图机构；

所述画图机构安装于支架上；所述画图机构包括固定图纸的辊轴、与通过电机驱动工作的三角函数机构，所述电机可驱动辊轴旋转，所述三角函数机构通过画笔在图纸上绘制三角函数；

还包括回程机构和换位机构，所述回程机构安装于三角函数机构的端部用于固定画笔，所述回程机构上可安装多个画笔并可在回程时切换画笔，所述换位机构用于调节辊轴的位置，所述支架上安装有转轴，所述转轴穿过回程机构并与三角函数机构接触，所述转轴用于控制回程机构与换位机构。

优选的，所述回程机构包括筒体、旋转器，所述筒体安装于三角函数机构的支撑臂端部，所述筒体一端敞口并朝向辊轴，所述旋转器安装于筒体的端口处，多个所述画笔安装于旋转器上。

优选的，所述筒体侧边贯穿设有滑槽，所述转轴穿过滑槽，所述转轴可与旋转器接触调节切换画笔。

优选的，所述旋转器包括一端敞口的管座、安装于管座中的旋转台、安装于管座中部的旋转件，所述旋转件一端穿出管座用于和转轴接触、另一端与旋转台连接；所述旋转台上周向设有多个限位孔，所述管座底面倾斜设置，所述管座上周向均布有多个笔套，所述画笔安装在笔套上。

优选的，两个所述旋转台平行设置与管座中，所述旋转件穿过其中一个旋转台并与其啮合，所述旋转件与另一个旋转台端面接触。

优选的，所述旋转件由导杆、转向架、第一弹簧组成，所述导杆穿入转向架中与其转动配合，所述导杆端部设有卡在转向架中部的凸起，所述转向架设有安装第一弹簧的罩壳，所述罩壳安装在一个旋转台端面，所述第一弹簧与转向架接触。

优选的，所述笔套外侧安装与其中一个旋转台连接的第二弹簧，所述第二弹簧控制笔套与管座底面接触。

优选的，所述支架上安装被支撑臂的穿过固定座，所述固定座设有与支撑臂一侧接触的弹性件、与其另一侧接触的凸轮，所述转轴穿过凸轮。

优选的，所述换位机构安装于辊轴一侧，所述换位机构可与转轴齿传动配合。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供一种三角函数教具，通过在画图机构的支撑臂上安装回程机构，利用回程机构控制多个画笔，让多个画笔错位设置，其中最凸出的画笔进行三角函数的绘制；支撑臂的侧边设置转轴与凸轮配合控制连接画笔的支撑臂向外侧偏移，在画笔回程中让画笔与画纸分离，避免画笔回程时与画纸接触，回程机构利用支撑臂偏移的动作控制回程机构旋转切换不同颜色的画笔，让多条三角函数呈现不同颜色以便于区分。

本发明还提供换位机构，换向机构安装在辊轴的侧边并与转轴连接，转轴通过选咋混控制支撑臂偏离辊轴时，还通过换位机构控制辊轴移动；本发明让画笔恢复至初始位置，通过调节辊轴的位置让画笔的起笔位置发生变化，产生正弦函数与余弦函数轨迹。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体左视立体结构示意图；

图2为本发明的整体右视立体结构示意图；

图3为本发明的回程机构及换位机构与画图机构连接结构示意图；

图4为本发明的固定座顶部剖面及相关组件结构示意图；

图5为本发明的筒体剖面后回程机构结构示意图；

图6为本发明的旋转器俯视结构示意图；

图7为本发明的管座剖面后旋转器拆分结构示意图；

图8为本发明的旋转台侧边剖面结构示意图；

图9为本发明的旋转件剖面拆分结构示意图。

图号说明：1、支架；11、固定座；12、弹性件；13、凸轮；2、画图机构；21、辊轴；22、三角函数机构；23、画笔；3、回程机构；31、筒体；32、旋转器；321、管座；322、旋转台；323、旋转件；3231、导杆；3232、转向架；3233、第一弹簧；324、限位孔；325、笔套；326、第二弹簧；33、滑槽；4、换位机构；5、转轴。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明。

以下描述用于揭露本发明以本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

实施例：

请参阅图1-9，本发明提供一种三角函数教具，包括支架1和安装在支架1上的画图机构2。画图机构2由固定图纸的辊轴21、与通过电机驱动工作的三角函数机构22，电机可驱动辊轴21旋转，三角函数机构22通过画笔23在图纸上绘制三角函数等组成；在支架1上安装轴承并将辊轴21安装在轴承上，三角函数机构22通过锥齿传动配合与轴承啮合，电机可在驱动三角函数机构22时控制辊轴21旋转，三角函数机构22的端部延伸处支撑臂，在支撑臂一端安装朝向辊轴21的画笔23，电机与三角函数机构22连接用于控制支撑臂和画笔23在水平方向往复运动。

在辊轴21表面铺上一张画纸后，辊轴21旋转与画笔23水平移动，可在画纸上绘制三角函数。

在本实施例中，还包括回程机构3；

支架1上安装固定座11，支撑臂穿过固定座11后与回程机构3连接，支撑臂会通过回程机构3与画笔23连接。在支架1上安装了转轴5，

将穿过回程机构3延伸至固定座11中。在固定座11安装了与支撑臂一侧接触的弹性件12、与其另一侧接触的凸轮13，转轴5穿过凸轮13，支撑臂沿着固定座11水平移动，减少画笔23晃动，凸轮13被转轴5穿过，通过旋转转轴5利用凸轮13可压缩弹性件12，让支撑臂纵向偏移使画笔23远离画纸。

本发明用于实现在同图纸上绘制正弦和余弦或正切和余切等函数曲线，通过回程机构3与转轴5、凸轮13等结构让画笔23在回程时不予画纸接触，并在切换函数曲线时自动切换画笔23颜色用于区分。

需要说明的是，回程机构3由筒体31、旋转器32组成，支撑臂与辊轴21平行设置，筒体31安装在支撑臂的端部侧边，筒体31的一端敞口垂直朝向辊轴21，旋转器32一端向筒体31内部延伸、另一端向筒体31外部凸出，旋转器32端部采用插拔固定的方式安装多个画笔23；筒体31的侧边开设有滑槽33，转轴5穿过滑槽33与其滑动配合，旋转器32一端靠近转轴5，在筒体31随支撑臂轴向移动时，旋转器32可与转轴5接触。

筒体31随支撑臂轴向移动用于控制画笔23远离画纸，避免画笔23回程时在画纸上留下痕迹。支撑臂的移动需要转轴5控制，凸轮13调节在转轴5，每次转轴5旋转180°后，凸轮13改变朝向并挤压支撑臂使其径向移动，并造成弹性件12变形。

进一步的，旋转器32在与转轴5接触时会发生旋转，完成画笔23的切换，让在同一画纸上画出的函数曲线呈现不同颜色以便于区分。旋转器32是由管座321、旋转台322、旋转件323等组成，管座321呈杯状敞口朝向辊轴21，管座321内底为斜面设置，旋转件323安装在管座321的中部，两个旋转台322平行设于管座321内部，旋转台322与管座321转动配合，旋转件323一端穿过一个旋转台322并与其啮合、另一端穿出管座321用于和转轴5接触，笔套325外侧安装一个与其中一个旋转台322连接的第二弹簧326，第二弹簧326控制笔套325与管座321的内端接触。旋转件323的端部转动安装在另一个旋转台322侧面上。

转轴5与旋转件323接触时，发生转轴5按压旋转件323的动作，旋转件323并为此旋转一定角度，同时与其啮合的旋转台322同步转动。旋转台322上周向均匀设置六个限位孔324，因此旋转件323每次触发旋转的角度为60°，每个限位孔324处都安装一个盛放画笔23的笔套325，笔套325的端部贴靠在管座321的内底。由于管座321的内底的倾斜，使每笔套325向外凸出的长度不同，也让六个画笔23的端部不在同一平面，其中向凸出最多画笔23将用于三角函数的绘制。

更进一步的，旋转件323由导杆3231、转向架3232、第一弹簧3233等组成，导杆3231穿入转向架3232中与其转动配合，导杆3231端部设有卡在转向架3232中部的凸起，转向架3232设有安装第一弹簧3233的罩壳，罩壳安装在一个旋转台322端面，第一弹簧3233与转向架3232接触。转向架3232由两个上下对称的支座组成，支座通过支杆支撑保持固定距离，两个支座相对端面呈环形设有六个凹槽，上下端的凹槽错位设置，凸起位于其中一个凹槽中。转轴5接触并按压导杆3231，导杆3231携带凸起向转向架3232中延伸凸起从一个凹槽进入斜对位的凹槽中，此时旋转台322发生30°旋转，第一弹簧3233压缩变形，在转轴5与导杆3231分离后，第一弹簧3233促使导杆3231复位，凸起进入与初始凹槽相邻的凹槽中，此时旋转台322发生30°旋转，由此完成画笔23的切换。

在一些实施方式中，三角函数中正弦与余弦函数、正切与余切函数会绘制在同一张画纸上。可控制设置两个画笔23进行切换。需要将转向架3232中周向凹槽数量设成两个，同时限位孔324数量设置为两个。

在申请的实施例中还包括换位机构4；

换位机构4用于调节辊轴21的位置。画笔23在完成一次函数后将复位至初始位置，正弦函数与余弦函数轨迹相同，但相互错位。本发明通过调节辊轴21的位置让画笔23的起笔位置发生变化，产生正弦函数与余弦函数轨迹。换位机构4包括棘轮、伸缩件，将伸缩件套在轴承上并抵住辊轴21一端，转轴5通过棘轮与伸缩件单向齿传动配合。转轴5固定旋转180°，其正转翻转后凸轮13都会挤压支撑臂，但转轴5只在正转动可驱动伸缩件旋转，伸缩件与辊轴21转动配合，可在旋转时会拉动辊轴21移动一段距离。

本领域技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能以及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。