一种连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪

技术领域

本发明涉及教学用具的技术领域，尤其涉及一种连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪。

背景技术

连索螺线是在直角函数关系下是抛物、双曲及线性关系的深度复合，其知识点及实际应用在中等数学、大学数学和工程制图中占有重要地位，工程技术人员在各种设计、图纸绘制，施工人员在现场的许多布线，要经常用到连索、双曲和等距等多种螺线。目前的画图主要采用手工列表描点、计算机软件赋值打印等方法，取点繁琐计算结果主要为近似值，定点间的连线多用折线或离散点代替，看不到真实曲线形成的全貌，绘画效率低且联动性和通用性差，操作简单使用方便的演示和绘图仪器是他们的急需。

为了解决上述问题，近阶段也出现了少数涉及螺线的装置，如，专利号为201310555018.3的文献中给出了“一种双曲螺线管无阀压电泵”，由一双曲螺线流管和相对于双曲螺线流管中心线对称布置的分流管连通组成，利用曲率半径线性过渡的良好性质，流体在其中流动时受均匀的横向作用力，流动稳定，振动小，能耗低，效率高，但只是利用双曲螺线特性而不具有过程演示和绘制图像的功能，适用范围小。专利号为201310555364.1的文献中给出了“一种连索螺线管无阀压电泵”，由一连索螺线流管和相对于连索螺线流管中心线对称布置的几个分流管连通组成，利用连索螺线流管具有曲率半径线性过渡的良好性质，流体在其中流动时受均匀的横向作用力，流动稳定，振动小，能耗低，效率高，但是利用连索螺线特性而不具有过程演示和绘制图像的功能，适用范围小。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有装置存在的不具有过程演示和绘制图像的功能，适用范围小的问题，提出了本发明。

因此，本发明目的是提供一种连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪，其目的在于：可完成任意参数的连索螺线、双曲螺线、等距螺线关系演示及图像绘制，提高装置适用性。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪，包括，

安装单元，包括呈矩形框架状的安装框，以及设置在安装框中部的横板；

演示单元，包括分别设置在所述横板下方安装框内部两侧的抛物轨线器部件和双曲轨线器部件、分别设置在所述横板上方安装框内部两侧的线性调节器部件和画板部件、设置在所述画板部件前侧的双坐标转换器部件、设置在所述双坐标转换器部件上的极坐标生成器部件和动力部件，以及设置在所述安装框内用以驱动抛物轨线器部件、双曲轨线器部件、线性调节器部件和极坐标生成器部件的传动部件。

作为本发明所述连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪的一种优选方案，其中：所述抛物轨线器部件包括设置在所述横板下方安装框右侧内部并呈矩形状的第一底板、设置在所述第一底板前侧并呈矩形框架状的第一滑道框、设置在所述第一底板前侧的第一坐标系和抛物轨线槽、滑动设置在所述抛物轨线槽内的第一轴管，以及设置在所述第一轴管上的第一指示灯、第一槽杆和第二槽杆，所述第一槽杆和所述第二槽杆呈相互垂直设置且与所述第一滑道框滑动连接，所述第一槽杆、所述第二槽杆均与所述第一轴管转动连接。

作为本发明所述连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪的一种优选方案，其中：所述双曲轨线器部件包括设置在所述横板下方安装框左侧内部并呈矩形状的第二底板、设置在所述第二底板前侧并呈矩形框架状的第二滑道框、设置在所述第二底板前侧的第二坐标系和双曲轨线槽、滑动设置在所述双曲轨线槽内的第二轴管，以及设置在所述第二轴管上的第二指示灯、第三槽杆和第四槽杆，所述第三槽杆和所述第四槽杆呈相互垂直设置且与所述第二滑道框滑动连接，所述第三槽杆、所述第四槽杆均与所述第二轴管转动连接。

作为本发明所述连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪的一种优选方案，其中：所述线性调节器部件包括设置在所述横板上方安装框左侧内部并呈矩形状的第三底板、设置在所述第三底板前侧并呈矩形框架状的第三滑道框、设置在所述第三底板前侧的第三坐标系和刻度圆盘、设置在所述刻度圆盘中心处的第一轴体、设置在所述第一轴体内的第一轴杆、设置在所述第一轴杆后端的参数调钮、设置在所述第一轴杆前端的第一矩形架、设置在所述第一矩形架靠近第一轴杆一侧边框上的凹槽、设置在所述凹槽内的第一指针、设置在所述第一矩形架远离第一轴杆一侧边框上的第一沟槽、滑动设置在所述第一沟槽内的第一沟槽滑块、设置在所述第一沟槽滑块上的第三轴管、以及设置在所述第三轴管上的第三指示灯、第五槽杆和第六槽杆，所述第三坐标系是平面直角坐标系且其原点与圆盘中心重合，所述第五槽杆和所述第六槽杆呈相互垂直设置且与所述第三滑道框滑动连接，所述第五槽杆、所述第六槽杆均与所述第三轴管转动连接。

作为本发明所述连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪的一种优选方案，其中：所述画板部件包括设置在所述横板上方安装框右侧内部并呈矩形状的托板、设置在所述托板前侧并呈矩形阵列分布的四个夹具，以及设置在所述托板前侧中心处的第四坐标系，所述第四坐标系是平面直角坐标系。

作为本发明所述连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪的一种优选方案，其中：所述双坐标转换器部件包括设置在所述托板前侧且固定在所述横板顶部的竖板、设置在所述竖板上端的第二轴体、设置在所述第二轴体内的第二轴杆、对称设置在所述第二轴杆前后两端的第一齿带轮和第二齿带轮、设置在所述第二轴体外的套管、设置在所述套管外的圆柱盘、设置在所述圆柱盘后端的量角器、对称设置在所述套管前后两端的第一圆盘和第二圆盘、对称设在所述第二轴体前后两端的第三圆盘和第四圆盘，以及设置在所述竖板后侧的第一传线器组件和第二传线器组件，所述竖板设置在所述第三圆盘与所述第一圆盘之间，所述第一齿带轮设置在所述竖板前侧；

所述第一传线器组件包括垂直设置在所述竖板后侧的第一板杆、设置在所述第一板杆前端底部的第一滑轮，以及设置在所述第一板杆后端顶部的第一管杆，所述第一管杆的顶部贴近所述圆柱盘的后端外壁；

所述第二传线器组件包括垂直设置在所述竖板后侧的第二板杆、设置在所述第二板杆前端底部的第二滑轮，以及设置在所述第二板杆后端顶部的第二管杆，所述第二板杆的长度短于所述第一板杆的长度，所述第二管杆的顶部贴近所述圆柱盘的前端外壁。

作为本发明所述连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪的一种优选方案，其中：所述极坐标生成器部件包括套设在所述套管后端的第二矩形架、设置在所述第二矩形架内的转杆、设置在所述转杆上的第二沟槽、设置在所述第二沟槽一侧的刻度条、设置在所述第二沟槽两端的第三齿带轮和第四齿带轮、设置在所述第二沟槽内的第二沟槽滑块，设置在所述第二沟槽滑块上的第四轴管、第二指针和第三指针，以及设置在所述第二矩形架后侧边框上的可伸缩定位锥，所述第二轴体的中心轴线与所述可伸缩定位锥的中心轴线一致。

作为本发明所述连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪的一种优选方案，其中：所述动力部件包括设置在所述套管上的第五齿带轮、设置在所述安装框上部右侧的第六齿带轮、设置在第五齿带轮和第六齿带轮上的第一齿带，以及分别设置在所述第五齿带轮轴杆前后两端的定位轴副和直角摇把。

作为本发明所述连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪的一种优选方案，其中：所述传动部件包括设置在所述横板下方安装框内的第一连接组件，以及设置在所述横板上方安装框内的第二连接组件；

所述第一连接组件包括设置在所述安装框底部内侧中部的第三滑轮、设置在所述安装框底部内侧右端的第四滑轮、对称设置在所述安装框左右两侧边框内侧且位于横板下方设置的第五滑轮和第六滑轮、设置在所述横板下侧中部的第七滑轮，以及设置在所述横板底部并位于所述第五滑轮与所述第七滑轮之间的第八滑轮和第九滑轮，不同滑轮之间设置有第一连索、第二连索和第三连索；

所述第二连接组件包括设置在所述横板上侧中部的第七齿带轮、设置在所述安装框顶部边框下侧且与第七齿带轮相对设置的第八齿带轮、设置在所述安装框顶部边框下侧且与所述第一齿带轮相对设置的第九齿带轮、设置在所述第七齿带轮和第八齿带轮上的第二齿带、设置在所述第八齿带轮和第九齿带轮上的第三齿带、设置在所述第九齿带轮和第一齿带轮上的第四齿带，以及设置在第三齿带轮、第二齿带轮和第四齿带轮上的第五齿带。

作为本发明所述连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪的一种优选方案，其中：所述圆柱盘外侧中部设置有第四连索，所述第四连索的一端沿顺时针方向至少缠绕一周后从第一管杆的管口穿入并从第一板杆底部穿出，并依次经第一滑轮和第九滑轮后与第一连索或第二连索或第二齿带的一端连接；

所述第四连索的另一端沿逆时针方向至少缠绕一周后从第二管杆的管口穿入并从第二板杆底部穿出，并依次经第一滑轮和第八滑轮后与第一连索或第二连索或第二齿带的另一端连接；

所述第一连索的一端与第四连索位于第九滑轮处的一端连接，所述第一连索的另一端经第六滑轮后与第一槽杆上端连接，再经第七滑轮后与第四连索位于第八滑轮处的一端连接；

所述第二连索的一端与第四连索位于第九滑轮处的一端连接，所述第二连索的另一端经第五滑轮后与第五槽杆下端连接，再经第七滑轮后与第四连索位于第八滑轮处的一端连接；

所述第三连索的一端与第四连索位于第九滑轮处的一端连接，所述第三连索的另一端依次经第六滑轮、第四滑轮、第三滑轮后与第四槽杆右端连接，再经第七滑轮后与第四连索位于第八滑轮处的一端连接。

本发明的有益效果：在可控数值范围内，通过改换连索的连接方向和插接对象能分别完成任意参数的连索螺线、双曲螺线、等距螺线关系演示及图像绘制，功能齐全，操作简单，适用性强，能在多种场合演示绘图甚至加工，适用于教学、工程设计、图像处理等。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪的整体结构示意图。

图2为本发明连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪的抛物轨线器部件结构示意图。

图3为本发明连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪的双曲轨线器部件结构示意图。

图4为本发明连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪的线性调节器部件结构示意图。

图5为本发明连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪的画板部件结构示意图。

图6为本发明连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪的双坐标转换器部件结构示意图。

图7为本发明连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪的极坐标生成器部件结构示意图。

图8为本发明连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪的动力部件结构示意图。

图9为本发明连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪的传动部件结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

实施例1

参照图1，为本发明第一个实施例，提供了一种连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪，此装置包括，安装单元100，包括呈矩形框架状的安装框101，以及设置在安装框101中部的横板102，其中，安装框101的底部带有支脚，横板102上设置有通槽；演示单元200，包括分别设置在横板102下方安装框101内部两侧的抛物轨线器部件201和双曲轨线器部件202、分别设置在横板102上方安装框101内部两侧的线性调节器部件203和画板部件204、设置在画板部件204前侧的双坐标转换器部件205、设置在双坐标转换器部件205上的极坐标生成器部件206和动力部件207，以及设置在安装框101内用以驱动抛物轨线器部件201、双曲轨线器部件202、线性调节器部件203和极坐标生成器部件206的传动部件208，其中，抛物轨线器部件201置于安装框101的下部右侧，双曲轨线器部件202置于安装框101的下部左侧，线性调节器部件203置于安装框101的上部左侧，画板部件204置于安装框101的上部右侧，使整个安装框101内部呈田字形状分布。

实施例2

参照图1-图9，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：

进一步的，抛物轨线器部件201包括设置在横板102下方安装框101右侧内部并呈矩形状的第一底板201a、设置在第一底板201a前侧并呈矩形框架状的第一滑道框201b、设置在第一底板201a前侧的第一坐标系201c和抛物轨线槽201d、滑动设置在抛物轨线槽201d内的第一轴管201e，以及设置在第一轴管201e上的第一指示灯201f、第一槽杆201g和第二槽杆201h，其中，抛物轨线槽201d是中心线为抛物线u＝x

其中，抛物轨线器部件201是用于形成直角坐标系下二分之一次幂函数关系的装置。

进一步的，双曲轨线器部件202包括设置在横板102下方安装框101左侧内部并呈矩形状的第二底板202a、设置在第二底板202a前侧并呈矩形框架状的第二滑道框202b、设置在第二底板202a前侧的第二坐标系202c和双曲轨线槽202d、滑动设置在双曲轨线槽202d内的第二轴管202e，以及设置在第二轴管202e上的第二指示灯202f、第三槽杆202g和第四槽杆202h，其中，双曲轨线槽202d是中心线为双曲线v＝1/u的槽沟滑道，第二坐标系202c是平面直角坐标系且双曲轨线槽202d设置在第二坐标系202c中，第三槽杆202g和第四槽杆202h呈相互垂直设置且与第二滑道框202b滑动连接，第三槽杆202g、第四槽杆202h均与第二轴管202e转动连接，其中，第二指示灯202f位于第二轴管202e前端管口内设置，第二坐标系202c设置在第二滑道框202b的左上方且两个极轴分别与第二滑道框202b的边棱平行，第三槽杆202g上设置有第三滑槽202i且第三滑槽202i内设置有用以与第二轴管202e转动连接的第三滑块202j，第四槽杆202h上设置有第四滑槽202l且第四滑槽202l内设置有用以与第二轴管202e转动连接的第四滑块202m，第二滑道框202b四个边框上均设置有第二边框滑槽202n且第二边框滑槽202n内设置有第二边框滑块202o，第三槽杆202g连接在上下两个第二边框滑块202o之间，第四槽杆202h连接在左右两个第二边框滑块202o之间。

其中，双曲轨线器部件202是用于形成直角坐标系下反比函数关系的装置，第四槽杆202h右端可以与第二槽杆201h左端插接。

进一步的，线性调节器部件203包括设置在横板102上方安装框101左侧内部并呈矩形状的第三底板203a、设置在第三底板203a前侧并呈矩形框架状的第三滑道框203b、设置在第三底板203a前侧的第三坐标系203c和刻度圆盘203d、设置在刻度圆盘203d中心处的第一轴体203e、设置在第一轴体203e内的第一轴杆203f、设置在第一轴杆203f后端的参数调钮203g、设置在第一轴杆203f前端的第一矩形架203h、设置在第一矩形架203h靠近第一轴杆203f一侧边框上的凹槽203i、设置在凹槽203i内的第一指针203j、设置在第一矩形架203h远离第一轴杆203f一侧边框上的第一沟槽203l、滑动设置在第一沟槽203l内的第一沟槽滑块203m、设置在第一沟槽滑块203m上的第三轴管203n、以及设置在第三轴管203n上的第三指示灯203o、第五槽杆203p和第六槽杆203q，第三坐标系203c是平面直角坐标系且其原点与刻度圆盘203d中心重合，第五槽杆203p和第六槽杆203q呈相互垂直设置且与第三滑道框203b滑动连接，第五槽杆203p、第六槽杆203q均与第三轴管203n转动连接，其中，第三指示灯203o位于第三轴管203n前端管口内设置，第三坐标系203c设置在第三滑道框203b的中心且两个极轴分别与第三滑道框203b的边棱平行，第一轴体203e固定在第三坐标下的原点处，刻度圆盘203d前端周侧设置有刻度，参数调钮203g与第一轴体203e连接可控制第一轴杆203f的转动，第五槽杆203p上设置有第五滑槽203r且第五滑槽203r内设置有用以与第三轴管203n转动连接的第五滑块203s，第六槽杆203q上设置有第六滑槽203t且第六滑槽203t内设置有用以与第三轴管203n转动连接的第六滑块203u，第三滑道框203b四个边框上均设置有第三边框滑槽203v且第三边框滑槽203v内设置有第三边框滑块203w，第五槽杆203p连接在上下两个第三边框滑块203w之间，第六槽杆203q连接在左右两个第三边框滑块203w之间。

其中，线性调节器部件203是用于形成直角坐标系下正比函数关系的装置，第五槽杆203p下端能通过横板102上的通槽与第三槽杆202g上端插接。

进一步的，画板部件204包括设置在横板102上方安装框101右侧内部并呈矩形状的托板204a、设置在托板204a前侧并呈矩形阵列分布的四个夹具204b，以及设置在托板204a前侧中心处的第四坐标系204c，第四坐标系204c是平面直角坐标系且原点设置在托板204a中心处。

进一步的，双坐标转换器部件205包括设置在托板204a前侧且固定在横板102顶部的竖板205a、设置在竖板205a上端的第二轴体205b、设置在第二轴体205b内的第二轴杆205c、对称设置在第二轴杆205c前后两端的第一齿带轮205d和第二齿带轮205e、设置在第二轴体205b外的套管205f、设置在套管205f外的圆柱盘205g、设置在圆柱盘205g后端的量角器205h、对称设置在套管205f前后两端的第一圆盘205i和第二圆盘205j、对称设在第二轴体205b前后两端的第三圆盘205l和第四圆盘205m，以及设置在竖板205a后侧的第一传线器组件205n和第二传线器组件205o，竖板205a设置在第三圆盘205l与第一圆盘205i之间，第一齿带轮205d设置在竖板205a前侧，其中，第一齿带轮205d和第二齿带轮205e同轴转动，且第一齿带轮205d的半径略小于第二齿带轮205e用以消除传动中的相对误差，第三圆盘205l和第四圆盘205m固定在第一齿带轮205d和第二齿带轮205e之间且位于第二轴体205b两端以使第二轴体205b能定位转动，套管205f在第一圆盘205i和第二圆盘205j之间能定位转动，圆柱盘205g和量角器205h与套管205f固定且同轴转动，圆柱盘205g的截圆半径为一个单位，量角器205h上设置有刻度；

第一传线器组件205n包括垂直设置在竖板205a后侧的第一板杆205n-1、设置在第一板杆205n-1前端底部的第一滑轮205n-2，以及设置在第一板杆205n-1后端顶部的第一管杆205n-3，第一管杆205n-3的顶部贴近圆柱盘205g的后端外壁；

第二传线器组件205o包括垂直设置在竖板205a后侧的第二板杆205o-1、设置在第二板杆205o-1前端底部的第二滑轮205o-2，以及设置在第二板杆205o-1后端顶部的第二管杆205o-3，第二板杆205o-1的长度短于第一板杆205n-1的长度，第二管杆205o-3的顶部贴近圆柱盘205g的前端外壁，其中，第一管杆205n-3和第一滑轮205n-2之间的间距大于第二管杆205o-3和第二滑轮205o-2之间的间距。

其中，双坐标转换器部件205是用于生成极角θ并把各个直角坐标产生的函数关系转化为极坐标值向外输出的装置，即半径为1的圆柱盘205g转动生成转角θ，通过第一传线器组件205n或第二传线器组件205o输出给直角转换机构，再把关系值由第二轴杆205c转换给极坐标生成器部件206。

极坐标生成器部件206包括套设在套管205f后端的第二矩形架206a、设置在第二矩形架206a内的转杆206b、设置在转杆206b上的第二沟槽206c、设置在第二沟槽206c一侧的刻度条206d、设置在第二沟槽206c两端的第三齿带轮206e和第四齿带轮206f、设置在第二沟槽206c内的第二沟槽滑块206g，设置在第二沟槽滑块206g上的第四轴管206h、第二指针206i和第三指针206j，以及设置在第二矩形架206a后侧边框上的可伸缩定位锥206l，第二轴体205b的中心轴线与可伸缩定位锥206l的中心轴线一致，其中，第二矩形架206a前侧中部设有圆形的安装孔，且安装孔的中心轴线与可伸缩定位锥206l的轴线一致，刻度条206d沿第二沟槽206c方向，第三齿带轮206e和第四齿带轮206f与第二齿带轮205e相同，第四轴管206h前端管口内设置有第四指示灯206m，安装时，将第二矩形架206a的安装孔套接在双坐标转换器部件205的套管205f后端外侧，使两者能同步转动，第二轴杆205c中心线与可伸缩定位锥206l的轴线一致，第三指针206j指向量角器205h上的刻度零点，可伸缩定位锥206l设置在后方。

其中，极坐标生成器部件206是用于实现极坐标关系ρ＝ρ(θ)并把螺线绘制出来的装置，即在转杆206b以可伸缩定位锥206l轴线为轴转动时形成转角θ(极坐标极角)，第二指针206i和第三指针206j的指向值分别表示极坐标(ρ，θ)。

进一步的，动力部件207包括设置在套管205f上的第五齿带轮207a、设置在安装框101上部右侧的第六齿带轮207b、设置在第五齿带轮207a和第六齿带轮207b上的第一齿带207c，以及分别设置在第五齿带轮207a轴杆前后两端的定位轴副207d和直角摇把207e。

其中，动力部件207是为系统提供动力的装置，安装时，将定位轴副207d固定在安装框101右侧上端外部，第六齿带轮207b中心设置有圆轴孔用于固定套接在双坐标转换器部件205的套管205f上，使极坐标生成器部件206能随之一起转动，安装框101右侧上端外部设置有孔槽以便于第一齿带207c从中穿出，直角摇把207e设置在后面。

进一步的，传动部件208包括设置在横板102下方安装框101内的第一连接组件208a，以及设置在横板102上方安装框101内的第二连接组件208b；

第一连接组件208a包括设置在安装框101底部内侧中部的第三滑轮208a-1、设置在安装框101底部内侧右端的第四滑轮208a-2、对称设置在安装框101左右两侧边框内侧且位于横板102下方设置的第五滑轮208a-3和第六滑轮208a-4、设置在横板102下侧中部的第七滑轮208a-5，以及设置在横板102底部并位于第五滑轮208a-3与第七滑轮208a-5之间的第八滑轮208a-6和第九滑轮208a-7，不同滑轮之间设置有第一连索208a-8、第二连索208a-9和第三连索208a-10，其中，第六滑轮208a-4、第七滑轮208a-5、第八滑轮208a-6、第九滑轮208a-7都是一轴多轮；

第二连接组件208b包括设置在横板102上侧中部的第七齿带轮208b-1、设置在安装框101顶部边框下侧且与第七齿带轮208b-1相对设置的第八齿带轮208b-2、设置在安装框101顶部边框下侧且与第一齿带轮205d相对设置的第九齿带轮208b-3、设置在第七齿带轮208b-1和第八齿带轮208b-2上的第二齿带208b-4、设置在第八齿带轮208b-2和第九齿带轮208b-3上的第三齿带208b-5、设置在第九齿带轮208b-3和第一齿带轮205d上的第四齿带208b-6，以及设置在第三齿带轮206e、第二齿带轮205e和第四齿带轮206f上的第五齿带208b-7，其中，第八齿带轮208b-2和第九齿带轮208b-3都是长齿轮，第二齿带208b-4外侧与第六槽杆203q上的第六滑块203u外侧连接，第五齿带208b-7外侧与第四轴管206h上端连接。

其中，通过传动部件208可将直角坐标系下函数的两个变量数据输送给极坐标系统。

进一步的，圆柱盘205g外侧中部设置有第四连索208a-11，第四连索208a-11的一端沿顺时针方向至少缠绕一周后从第一管杆205n-3的管口穿入并从第一板杆205n-1底部穿出，并依次经第一滑轮205n-2和第九滑轮208a-7后与第一连索208a-8或第二连索208a-9或第二齿带208b-4的一端连接，其中，第四连索208a-11为不伸缩的软细绳；

第四连索208a-11的另一端沿逆时针方向至少缠绕一周后从第二管杆205o-3的管口穿入并从第二板杆205o-1底部穿出，并依次经第一滑轮205n-2和第八滑轮208a-6后与第一连索208a-8或第二连索208a-9或第二齿带208b-4的另一端连接；

第一连索208a-8的一端与第四连索208a-11位于第九滑轮208a-7处的一端连接，第一连索208a-8的另一端经第六滑轮208a-4后与第一槽杆201g上端连接，再经第七滑轮208a-5后与第四连索208a-11位于第八滑轮208a-6处的一端连接；

第二连索208a-9的一端与第四连索208a-11位于第九滑轮208a-7处的一端连接，第二连索208a-9的另一端经第五滑轮208a-3后与第五槽杆203p下端连接，再经第七滑轮208a-5后与第四连索208a-11位于第八滑轮208a-6处的一端连接；

第三连索208a-10的一端与第四连索208a-11位于第九滑轮208a-7处的一端连接，第三连索208a-10的另一端依次经第六滑轮208a-4、第四滑轮208a-2、第三滑轮208a-1后与第四槽杆202h右端连接，再经第七滑轮208a-5后与第四连索208a-11位于第八滑轮208a-6处的一端连接。

其余结构与实施例1的结构相同。

使用过程中，通过直角坐标三个函数复合来构造极坐标下的连索螺线关系，先后利用抛物轨线、双曲轨线完成正比例函数夹角转动优性构造参数的易调换性，在两个中间变量过渡下形成连索螺线的极角和极径。其特点是：

1.操作简单，只要摇转直角摇把207e就能完成全部工作；

2.功能齐全：在可控数值范围内，通过改换不同连索的连接方向能分别完成任意参数的连索螺线、双曲螺线和等距螺线关系演示及图像绘制；

3.结构紧凑成本低廉携带方便，精度高省时省力；

4.适用性强：能在多种场合演示绘图或加工。适用于教学、工程设计、模型制作等。

通过直观演示极坐标系下的函数关系并描绘出相应的螺线，既能减轻教师的教学压力也能帮助学生理解和领会，是提高数学、制图等课程教学质量的重要手段。

实施例3

参照图1-图9，为本发明的第三个实施例，该实施例不同于第二个实施例的是，本发明的连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪，具有演示任意参数连索螺线关系并绘制出图像的功能，操作步骤如下：

一、整机组装：

(1)将安装框101的地脚安装在稳固的平面上，调整安装框101水平。

(2)将抛物轨线器部件201安装在安装框101右侧下方内部。

(3)将双曲轨线器部件202安装在安装框101左侧下方内部并使其与抛物轨线器部件201连接。

(4)将线性调节器部件203安装在安装框101左侧上方内部并使其与双曲轨线器部件202连接。

(5)将双坐标转换器部件205安装在安装框101右侧上方内部。

(6)将极坐标生成器部件206安装在双坐标转换器部件205上。

(7)将动力部件207安装在安装框101上并与双坐标转换器部件205连接。

(8)将传动部件208中的滑轮和齿带轮安装在安装框101上，连接好齿带并处于紧张状态，连接好第四连索208a-11，并把第一连索208a-8、第二连索208a-9、第三连索208a-10置于相应位置并处于松弛状态。

(9)将画板安装在双坐标转换器部件205后面的安装框101上。

(10)关闭所有指示灯。

二、符号设置：

(1)各坐标系及内中曲线设置：

第四坐标系204c为极坐标系Oρθ，所画曲线极坐标方程为ρ＝a/θ

第一坐标系201c为Oxu，抛物轨线槽201d中心线方程为u＝x

第二坐标系202c为Ouv，双曲轨线槽202d中心线方程为v＝1/u，Ov轴正向向右，Ou轴正向向下；

第三坐标系203c为Ovy，第五槽杆203p中心线方程为y＝av，刻度圆盘203d上的刻度为弧度，转换值为α＝arctana，Ov轴正向向右，Oy轴正向向上。

(2)分系统中心点的设置：

极坐标生成器部件206中第四轴管206h中心线与第四坐标系204c所在平面始终垂直，且与坐标系Oρθ的交点Q表示连索螺线ρ＝a/θ

抛物轨线器部件201中第一轴管201e轴线与坐标系Oxu的交点P

双曲轨线器部件202中第二轴管202e轴线与坐标系Ouv的交点P

线性调节器部件203中第三轴管203n与第三底板203a始终垂直，第三轴管203n轴线与坐标系Ovy的交点P

(3)直角与极坐标的关系设置：

第一槽杆201g中心线位置在Ox轴上表示自变量x的取值，圆柱盘205g截圆弧长表示极角的弧度数，转角由量角器205h的刻度值表现，等于极坐标生成器部件206上转杆206b中心线转角弧度数，即连索处于紧张的前提下，第一坐标系201cOxu中x的位移与坐标系Oρθ中θ的转角位移相同；

第六槽杆203q中心线位置在Oy轴上表示因变量y的取值，转杆206b轴线在径向Oρ上位置表示极径，即齿带轮处于紧张的前提下，第三坐标系203cOvy中y的位移与坐标系Oρθ中ρ的径向位移相同。

(4)中间变量设置：第二槽杆201h与第四槽杆202h相连其中心线位置表示第一次复合函数的中间变量u的取值，第三槽杆202g与第五槽杆203p相连其中心线位置表示第二次复合函数中间变量v的取值。

(5)直角与极坐标统一性设置：x与y的取值就是θ与ρ的取值。

(6)双曲螺线演示及图像处理仪用W表示。

三、初始位置调整：

(1)解除第二齿带208b-4、第五齿带208b-7与各带槽滑杆的连接，解除第二槽杆201h与第四槽杆202h及第三槽杆202g与第五槽杆203p的相连。

(2)打开第四指示灯206m，调整转杆206b使第四指示灯206m的投影点对准第四坐标系204c中的初始点Q

(3)打开第一指示灯201f调整投影点对准第一坐标系201c中的初始点P

(4)打开第二指示灯202f调整投影点对准第二坐标系202c中的初始点P

(5)转动参数调钮203g使第一指针203j对准刻度圆盘203d上的刻度值为arctana处后固定，打开第三指示灯203o调整投影点对准第三坐标系203c中点P

(6)重新把第二齿带208b-4、第五齿带208b-7与各带槽滑杆连接，第二槽杆201h与第四槽杆202h及第三槽杆202g与第五槽杆203p的相连。

四、连索螺线关系演示：

设a>0，将第一连索208a-8与第四连索208a-11连接成整条连索并处于紧张状态。

(1)将画笔置于第四轴管206h下端并使笔尖缩进。

(2)打开w上所有指示灯。

(3)摇动直角摇把207e使转杆206b沿所在坐标系逆时针转动，第一指示灯201f从点P

(4)当第一指示灯201f到达预定点P

(5)反向摇动直角摇把207e，第一指示灯201f从点P

(6)当第一指示灯201f到达另一预定点P

(7)第四指示灯206m从点Q

五、连索螺线绘制：

设a>0，将第一连索208a-8与第四连索208a-11连接成整条连索并处于紧张状态。在纸张R上画坐标系Oρθ，标明初始点Q

步骤(1)～(4)与连索螺线关系演示中的步骤(1)～(4)相同。

(5)将画笔笔尖伸出对准R上Q

步骤(6)～(7)与连索螺线关系演示中的步骤(6)～(7)相同。

(8)将画笔笔尖缩进并脱离纸张R。

(9)R上曲线Q

六、演示绘图结束：关闭所有指示灯，将W恢复到初始状态。

本发明的连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪，还具有演示任意参数双曲螺线关系并绘制出图像的功能，操作步骤如下：

一、整机组装，与连索螺线的整机组装步骤相同。

二、符号设置：与连索螺线的符号设置步骤相同。

三、初始位置调整：步骤(1)～(6)与连索螺线的初始位置调整中步骤(1)～(6)相同，其中不需要处理抛物轨线器部件201，也不用连接第二槽杆201h与第四槽杆202h，初始点根据双曲螺线而定。

四、双曲螺线演示：设a>0，将第三连索208a-10与第四连索208a-11连接成整条连索并处于紧张状态。步骤(1)～(7)与连索螺线关系演示中的步骤(1)～(7)相同。

五、双曲螺线绘制：与连索螺线绘制的步骤相同。

六、演示绘图结束：关闭所有指示灯，将W恢复到初始状态。

本发明的连索螺线包含下的多螺线演示及图像处理仪，还具有演示任意参数阿基米德螺线关系并绘制出图像的功能，操作步骤如下：

一、整机组装，与连索螺线的整机组装步骤相同。

二、符号设置：与连索螺线的符号设置步骤相同。

三、初始位置调整：步骤(1)～(6)与连索螺线的初始位置调整中步骤(1)～(6)相同，其中不需要处理抛物轨线器部件201和双曲轨线器部件202，也不用连接第二槽杆201h与第四槽杆202h及第三槽杆202g与第五槽杆203p，初始点根据阿基米德螺线而定。

四、阿基米德螺线演示：设a>0，将第二连索208a-9与第四连索208a-11连接成整条连索并处于紧张状态。步骤(1)～(7)与连索螺线关系演示中的步骤(1)～(7)相同。

五、阿基米德螺线绘制：与连索螺线绘制的步骤相同。

六、演示绘图结束：关闭所有指示灯，将W恢复到初始状态。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。