[發(fā)明專利]非三角周期函數(shù)演示及圖像繪制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510551343.1
• 申請(qǐng)日: 2015-09-01
• 公開（公告）號(hào): CN105034661B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王書營(yíng);楊戰(zhàn)民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): B43L13/00
• 分類號(hào): B43L13/00
• 代理公司: 南京匯盛專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32238
• 代理人: 陳揚(yáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種教學(xué)儀器和工程制圖儀，是把周期運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為多個(gè)正交合成運(yùn)動(dòng)的裝置，具體地說是一種能直觀演示周期函數(shù)并繪制出圖像的非三角周期函數(shù)演示及圖像繪制裝置。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)高等教育事業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)、工程設(shè)計(jì)與施工等都需要快捷方便多功能的繪圖儀器。周期函數(shù)是最常見應(yīng)用最多的函數(shù)，是中等數(shù)學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，是大學(xué)數(shù)學(xué)研究的核心內(nèi)容(如傅立葉級(jí)數(shù))，其中非三角函數(shù)形式的周期函數(shù)，表達(dá)復(fù)雜而應(yīng)用廣泛。通過直觀演示周期過程并描繪出相應(yīng)的圖像，既能減輕教師的教學(xué)壓力也能幫助學(xué)生理解和領(lǐng)會(huì)，是提高大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要手段。工程技術(shù)人員在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、圖紙繪制，施工人員進(jìn)行施工前的畫線，經(jīng)常用到周期函數(shù)曲線，他們急需一種操作簡(jiǎn)單使用方便的演示和繪圖儀器。目前主要采用手工列表描點(diǎn)、計(jì)算機(jī)軟件賦值打印等方法畫圖，取點(diǎn)繁瑣計(jì)算結(jié)果主要為近似值，定點(diǎn)間的連線多用折線或離散點(diǎn)代替，看不到真實(shí)曲線形成的全貌，繪畫效率低且聯(lián)動(dòng)性和通用性差。

為了解決上述問題，近階段也出現(xiàn)了少數(shù)涉及周期函數(shù)的裝置，如，專利申請(qǐng)?zhí)枮?014100997388的文獻(xiàn)中給出了“正弦曲線繪圖儀”，采用連接桿連為一體的調(diào)速機(jī)構(gòu)和正弦機(jī)構(gòu)，只能繪制正弦曲線；專利號(hào)為201320208106的文獻(xiàn)中給出了“三角函數(shù)曲線繪圖儀”實(shí)現(xiàn)方式是：采用齒輪圓盤和齒條，通過三層板中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)繪制正弦、余弦曲線；專利申請(qǐng)?zhí)枮?014201226960的文獻(xiàn)中給出了“一種正切余切函數(shù)曲線輔助作圖儀”，把動(dòng)滑輪和單位圓結(jié)合起來，通過驅(qū)動(dòng)線和滑輪來完成正切余切函數(shù)曲線的繪制。

綜上所述文獻(xiàn)存在如下不足：不能通過自變量的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)非三角周期函數(shù)的直角映射關(guān)系，繪制的圖像只是三角函數(shù)曲線，不能繪制出如矩形波、三角形波等周期函數(shù)的圖像，更不能繪制其它形式的非三角周期函數(shù)圖像，尤其是不利于學(xué)生個(gè)人用于學(xué)習(xí)，也不易在固定平面或工作現(xiàn)場(chǎng)繪制曲線，功能不足適用性低

發(fā)明內(nèi)容

為了克服手工畫圖做不到或現(xiàn)有儀器中缺少的功能，本發(fā)明的目的是提供一種非三角周期函數(shù)演示及圖像繪制裝置，該裝置能在教室、繪圖室、施工現(xiàn)場(chǎng)、學(xué)生自習(xí)場(chǎng)所使用，且繪圖效率高、圖像清晰準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)單、功能齊全、攜帶方便。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種非三角周期函數(shù)演示及圖像繪制裝置，其特征在于：該裝置包括支架、軌線導(dǎo)向板、橋式支架、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、繪圖機(jī)構(gòu)、矩形滑道、柱面軌道、連接系統(tǒng)、畫板，所述支架包括下地腳，在兩個(gè)下地腳上分別設(shè)有左立桿和右立桿，左立桿和右立桿與下橫桿、上橫桿垂直固連，形成井字形結(jié)構(gòu)，在左立桿、右立桿、下橫桿和上橫桿的四個(gè)交點(diǎn)處設(shè)有后地腳，每個(gè)后地腳上裝有后地腳吸盤；軌線導(dǎo)向板固定在支架的左立桿、下橫桿、上橫桿上，在軌線導(dǎo)向板的前面中部固定有柱面軌道，在軌線導(dǎo)向板的外邊緣設(shè)有橋式支架，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿安裝在橋式支架和軌線導(dǎo)向板上，矩形滑道固定在支架的右立桿、下橫桿、上橫桿上，在矩形滑道內(nèi)裝有繪圖機(jī)構(gòu)，在繪圖機(jī)構(gòu)的后面裝有畫板；旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、柱面軌道、繪圖機(jī)構(gòu)之間通過由拉線和滑輪組成的連接系統(tǒng)連接。

本發(fā)明中，軌線導(dǎo)向板由矩形硬板、軸承、轉(zhuǎn)軸、固定卡構(gòu)成，矩形硬板具有一定厚度的剛性材料板，在其中部設(shè)有軸承，軸承內(nèi)裝有轉(zhuǎn)軸，以轉(zhuǎn)軸為中心畫有三角形軌線、內(nèi)圓軌線、矩形軌線、外圓軌線等常用曲線(軌線設(shè)為l，方程為F(x,y)＝0，l是閉曲線，其周長(zhǎng)就是周期，l的周長(zhǎng)可以是有理數(shù)如邊長(zhǎng)為1的正三角形周長(zhǎng)為3，也可以是無理數(shù)如半徑為1的圓周長(zhǎng)為2π)，在軌線導(dǎo)向板的周邊設(shè)有固定卡。