[实用新型]几何智力拼接教具

说明书

本实用新型属于几何教具，亦是中学生的学具和智力玩具。

现有的几何教具，主要是单个型的，通用性差。从结构分，有实心和空心两类，实心类的几何模型是将木块，塑料等通过机械加工制成某种确定的几何形状，虽然形象比较具体，取材广泛，牢固耐用，但无法显示几何体内部的空间结构。空心类的几何模型主要是用框条或平板连接，虽能较好地显示几何体内部的空间结构，但连接技术较难。

如中国专利86200565″立体几何″组合模型是利用底板，主轴，多种几何形状的板块，细棒，线和连接件等采用不同的固定方式来演示立体几何模型的。

又如中国专利86204076榫眼拆装式″几何体″教学用具是由不同形状的平面框架，插杆以及长方形平面，半球，球带，球冠组成。

上述两种教具虽然灵活性大，但板块，框架都是固定的，因此演示范围有限，不易解决一些复杂的空间几何问题，如异面直线的距离和异面直线所成的角等就难以用板块框架来演示，而有时是需要经过多次线面关系的转化才能求得解决的。

再如中国专利86204971活动立体几何模型是由平面框架，活动杆和带钩皮筋组成的，虽然演示范围较广，但易于折损，价格较贵，而且它只能用框架，皮筋等线的形式来演示线面关系，因此，在演示面面关系时就显得不太清晰。

设计本实用新型的目的：在于提供一种既可作几何体之间的有趣拼合，又可用框条，空心管的连接套合来演示多面体，多面角和正多面体的概念，性质及其点，线，面关系的教具。它能将课本或习题中较为复杂的几何问题通过直观演示体现出来，有助于观察剖析，化难为易，是开发青少年智力的有效工具。

本实用新型的特征：是以锥体为基本构件相互拼合或用框条，空心管的连接套合进行演示，这两种不同的组合形式，使本教具具有构造灵活，形式多样，使用方便，能充分显示几何体内部空间结构的特点。与现有市场上的拼搭积木相比较，它具有更为深广的涵义和趣味性。

本实用新型是这样实现的：

用注塑或其它材料制作如下构件：（本说明书内所提供的长度单位为a，在制作时可按比例放缩。）

1.棱长为2]]>a的正四面体1，共8个。在其底面和侧面均是正三角形的重心处，留有连接孔。

2.长度为a的三条侧棱互相垂直，底面是边长等于a，且与正四面体1的各个面为全等正三角形的正三棱锥2，共32个。在侧面及底面各三角形的重心处留有连接孔。

以上1.2.所述的8个正四面体1和32个正三棱锥2，通过连接可组合演示8个棱长为a的正方体，亦可组合演示1个棱长为2a的正方体或长方体，四棱柱等其它多种几何体。

3.形状，大小与上述正四面体1和正三棱锥2在各个面上所留有的连接孔相配套的连接柱3若干个，用于几何体之间的连接。

又用金属冲压或注塑制作如下构件：

4.长度为2a的横框4，纵框5，立框6各4根，相互连接组成框架，横框4和纵框5的形状，大小相同，且一面有凹凸槽孔，两者可以相互套合固定。立框6是用空心材料制作，两端均可经过卡夹7的连接，而与横框4和纵框5固定在某一位置。

5.用坚硬而有弹性的金属材料制成n状的卡夹7，两端有脚，可套入框条或空心管两端起连接作用。

6.长度为a或2a的空心管8各4根，共8根。两端经过卡夹7的连接，可固定在框架的任何位置。

7.由两截在一端连以一半球的套管，其半球半径和套管截面半径相等，在两半球过球心而垂直于半球大圆面的轴处，用活动铆钉铆合，构成连接管9，使之相互能够开合调整角度。

8.以连接管9为基础，再用两截一端连有半径稍大于半球半径的半球冠的套管，通过半球冠和半球以各自过球心而垂直于大圆面的轴相互垂直进行套合，可使套管绕轴进行开合旋转，构成多头连接管10。

用这些基本构件进行拼接组合，即可演示″立体几何″中多种几何体以及多面角和正多面体的概念，性质和点，线，面关系。

附图说明：

图1是正四面体1.的任一个面和正三棱锥2底面的示意图。

图2是正三棱锥2侧面的示意图。

图3是正四面体1。

图4是三条侧棱互相垂直，底面和正四面体1的任一个面为全等正三角形的正三棱锥2。

图5是连接柱3。

图6是横框4。

图7是纵框5。

图8是立框6。

图9是由12根框条组合而成的框架。

图10是卡夹7。