[实用新型]一种马鞍面方程空间形态教学演示系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及高等数学辅助教学设备领域，具体指一种马鞍面方程空间形态教学演示系统。

背景技术

高等数学在教学过程中主要注重培养学生对数学思维的培养，这种思维的培养即具有逻辑思维对数学公式的推导，同时又注重学生对高等数学抽象公式背后所具有的感性认知。高等数学中对双曲抛物面方程的几何形态也叫马鞍面，所谓双曲，是说不论沿平行于xoz面切还是沿yo平行于z面切都会得到抛物面，如何将这种抽象的数学概念直观的展现在教学过程中，并通过教具演示的方法可以直观展现数学方程所具有的几何意义，如何突破传统教具以给学生带来更多的高等数学感性认知具有研究价值。

我国对高等数学中关于双曲抛物面方程的教具设计，主要不足之处主要有：目前高等数学中关于双曲抛物面方程的教学多以书中的概念为主，缺少形象的几何空间意义展示方式；通过计算机方式作为辅助教学课件的方式越来越被普遍，但是计算机模拟的双曲抛物面方程通常以2-D空间为主，三维展示方式较少且交互性能不如实体模型直观。

实用新型内容

本实用新型就是针对目前高等数学中关于双曲抛物面方程的教学辅助设备对教学过程中所具有的几何感受直观性不够强的问题，进而提出一种马鞍面方程空间形态教学演示系统。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种马鞍面方程空间形态教学演示系统，主要由熔丝打印构成马鞍面的空间曲面形态，整个教学演示系统分为数学方程电子输入端、机电系统控制熔丝成型端和熔丝端成型机构，

    所述的数学方程电子输入端，包括钢板底面支撑板，钢板底面支撑板的一侧固定有钢结构成型工作面，另一侧固定有工作主机支撑底座；在所述的支撑底座上连接有工作主机主支撑轴，工作主机主支撑轴的顶端固定有主机支撑卡盘，数学方程电子输入端固定连接在主机支撑卡盘上；在所述的数学方程电子输入端的机箱顶部还连接有工作主机动力驱动电机轴和主机动力驱动电机，数学方程电子输入端的机箱背部固定连接着机电系统控制熔丝成型端；

所述的机电系统控制熔丝成型端，包括横向移动控制护板结构和纵向移动护板结构，所述的横向移动控制护板结构和纵向移动护板结构通过支撑架固定，支撑架底部设有凹形滑口，与横向移动控制护板结构上的滑轨活动连接，横向移动控制护板结构一端固定有横向移动驱动电机，所述的横向移动驱动电机与横向移动蜗杆连接，所述横向移动蜗杆与支撑架底部固定的蜗轮啮合；纵向移动护板结构一端固定有纵向移动驱动电机，纵向移动驱动电机与纵向移动蜗杆连接，熔丝端成型机构通过支撑架底部的凹形滑口与纵向移动护板结构上的滑轨活动连接，所述的纵向移动蜗杆与支撑架底部固定的蜗轮啮合；

    所述的熔丝端成型机构，包括熔丝原料转轴、熔丝原料、驱动电机和熔丝系统支架，所述的熔丝原料缠绕在熔丝原料转轴上，熔丝系统支架22固定在支撑架顶部，并支撑熔丝原料转轴和驱动电机；支撑架上还固定有熔丝原料入料口及熔丝原料处理端，熔丝原料入料口与熔丝原理处理端相连通。

本实用新型的有益效果：数学方程电子输入端通过输入所描述函数的变量值及作用域提供描绘曲面的空间范围，数据输入系统内驱动电机控制整个系统的旋转及坐标移动，达到方程曲面描绘的目的；电机系统控制端主要由电机驱动蜗杆控制熔丝端到达目标位置；熔丝成型端通过驱动电机将熔丝线输送到堆熔位置，从而达到曲面方程的熔绘成型过程。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实例对本实用新型做进一步的详细描述。

一种马鞍面方程空间形态教学演示系统，主要由熔丝打印构成马鞍面的空间曲面形态，整个教学演示系统分为数学方程电子输入端、机电系统控制熔丝成型端和熔丝端成型机构，

    所述的数学方程电子输入端，包括钢板底面支撑板1，钢板底面支撑板1的一侧固定有钢结构成型工作面2，另一侧固定有工作主机支撑底座3；在所述的支撑底座3上连接有工作主机主支撑轴4，工作主机主支撑轴4 的顶端固定有主机支撑卡盘5，数学方程电子输入端6固定连接在主机支撑卡盘5上；在所述的数学方程电子输入端6的机箱顶部还连接有工作主机动力驱动电机轴7和主机动力驱动电机8，数学方程电子输入端6的机箱背部固定连接着机电系统控制熔丝成型端；