[發明專利]基于導數鏈式法則的三位一體處理機

在審

• 申請號: 202010940979.6
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN111890825A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 王書營
• 申請（專利權）人: 南京工業職業技術大學
• 主分類號: B43L13/00
• 分類號: B43L13/00
• 代理公司: 蕪湖思誠知識產權代理有限公司 34138
• 代理人: 項磊

本發明公開了一種基于導數鏈式法則的三位一體處理機，包括底盤支架、平面定位機、用于表現導數的增量顯示器、執行組件、圖板和控制裝置，所述底盤支架的頂面和相鄰的兩個側面分別連接有一個所述平面定位機，三個平面定位機之間兩兩垂直，所述平面定位機包括定位機框架、樞紐滑管，以及移動方向相垂直的縱向移動機構和橫向移動機構，每個所述平面定位機上各安裝有一個所述增量顯示器，所述控制裝置用于控制所述縱向移動機構和所述橫向移動機構自所述初值位置移動，且縱向移動機構和所述橫向移動機構的移動速度之間的關系滿足設定的函數關系。本發明能從幾何關系上演示驗證導數鏈式法則，效果直觀，并能同時繪制多個關聯函數圖象，同時對多種材質圖板進行加工生成相應曲線或圖案，直接對棱角內面或外面同時處理。

技術領域

本發明涉及一種基于導數鏈式法則的三位一體處理機。

背景技術

解決復雜函數最有效方法是將其分解為熟悉的多個簡單函數，其中復合函數的分解與合成最為關鍵，由于內中存在多個函數，它們的關系及圖像難以在一個直角坐標系中全面展現，特別是復合函數的導數等于各分解函數的導數之積，即導數鏈式法則，目前在講解時主要通過老師手繪結合理論推演說明，其形成原因和內在關系難以用幾何直觀表現，給學習者和教育者帶來很大困難，他們迫切需要能全面表現復合函數及其相關問題的裝置。現有技術中，生產企業或從事裝飾雕刻等工作的人員，通過向控制器輸入相應曲線的函數式，以相應程序完成函數曲線的加工已經非常成熟，如2001年第5期《制造技術與機床》登載的論文函數方程曲線的數控加工就介紹了在加工中心系統上，利用函數運算功能邊計算邊加工。再如專利號201220487047.1的專利公開了一種基于高等數學中函數曲線建模的教具，也是通過對電機控制實現對函數曲線的繪制。但因為在函數曲線上導數就是對應曲線上各點的切線斜率，即使演示裝置能自動產生函數曲線，也難以進一步在此基礎上表達導數，更不用提存在分解合成關系的函數之間其導數具有何種關系，因此難以實現對導數鏈式法則的幾何關系的演示。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于導數鏈式法則的三位一體處理機，以解決現有技術中在教學中難以對導數鏈式法則從幾何關系角度演示的技術問題。

所述的一種基于導數鏈式法則的三位一體處理機，包括底盤支架、平面定位機、用于表現導數的增量顯示器、執行組件、圖板和控制裝置，所述底盤支架的頂面和相鄰的兩個側面分別連接有一個所述平面定位機，三個平面定位機之間兩兩垂直，所述平面定位機包括定位機框架、樞紐滑管，以及移動方向相垂直的縱向移動機構和橫向移動機構，所述縱向移動機構和所述橫向移動機構共同驅動所述樞紐滑管沿設定的函數曲線移動，每個所述平面定位機上各安裝有一個所述增量顯示器，所述增量顯示器包括三個支點支柱和至少兩個線段顯示結構，所述支點支柱分別固定在所述平面定位機上設定的初值位置、所述縱向移動機構和所述樞紐滑管上，所述線段顯示結構分別連接在各個支點支柱之間，所述圖板固定在平面定位機側面并具有橫向和縱向設置的標尺，所述執行組件安裝在所述樞紐滑管上用于在所述圖板上生成函數曲線，所述控制裝置用于控制所述縱向移動機構和所述橫向移動機構自所述初值位置移動，且縱向移動機構和所述橫向移動機構的移動速度之間的關系滿足設定的函數關系。

優選的，三個所述平面定位機分別為xy定位機、uy定位機和xu定位機，所述設定函數分別為y＝g(x)、y＝f(u)和u＝φ(x)，xy定位機中表示x運動的橫向移動機構和xu定位機中表示x運動的橫向移動機構的移動速度為v₀₀，xu定位機中表示u運動的縱向移動機構和uy定位機中表示u運動的橫向移動機構的移動速度為v₁₀，xy定位機中表示y運動的縱向移動機構和uy定位機中表示y運動的縱向移動機構的移動速度為v₂₀，上述移動速度之間滿足下列關系：v₂₀＝g(v₀₀)，v₂₀＝f(v₁₀)，v₁₀＝φ(v₀₀)。