專利名稱：多功能矢量合成、分解演示器的制作方法
技術領域：
用于教學，特別適應于物理、數學教學的矢量平行四邊形法則、三角形法則和數學教學的任意四邊形、三角形、雙疊三角形的演示器。也可適應于幼兒活動的玩具。
本發明的對比型是“矢量的平行四邊形法則演示器”(見《中華人民共和國專利公告》申請號85201822)。該演示器的不足之處在于分矢量的大小不能變化，不能變換多種形式演示矢量分解，不能進行任意四邊形、三角形、雙疊三角形的演示；合矢量尾部滑軌超越出平行四邊形，需加蓋片遮擋，需制做體積較大的底板，不便于折疊、攜帶。
本發明的目的是提供一種新型的多功能矢量合成、分解演示器，它不但能隨時顯示二分力在0°－180°間變化時，合力的大小和方向，并且能進行合力一定，可分解成無數對分力的演示，矢量的三角形法則演示，任意四邊形、三角形、雙疊三角形的演示。
本發明是這樣實現的將平行四邊形的四條邊和一對角線用薄板材料制成可以推拉、變化長短的機構。四個固定的頂點為轉軸，以兩相鄰的兩條邊為二個分力，它們之間所夾的對角線為合力，則可做矢量的平行四邊形法則演示，再配用一量角器，可隨時讀出二分力間夾角的度數和合力的方向；適當變化四條邊的長度，可做矢量的三角形法則演示，可完成任意四邊形、三角形、雙疊三角形的造型。
發明的具體結構由以下的實施例及其附圖給出
圖1是根據本發明提出的多功能矢量合成、分解演示器的平面圖。
圖2是
圖1演示器〔1〕、〔3〕、〔5〕、〔7〕、〔9〕的剖面圖(剖成兩片，未畫一片除〔9〕以外沒有凹槽〔14〕)。
圖3是
圖1演示器〔10〕的剖面圖。
圖4是
圖1演示器〔2〕、〔4〕、〔6〕、〔8〕、〔11〕的平面圖。
參照
圖1，將劍形尺〔2〕有轉軸孔〔22〕的一端插入劍鞘尺〔1〕有轉軸孔〔12〕的一端，插沒后從另一端拉出即構成
圖1中的O1O2邊。因為劍形尺另一端有外凸〔20〕。劍鞘尺另一端有內凸〔13〕，拉到終端即被卡住，O1O2邊達到最大長度。用同樣的方法，可實現O1O4邊、O2O3邊、O4O3邊和對角線O1O3的構成。構成對角線O1O3時，可先將較窄的劍形尺〔11〕插入劍鞘尺〔10〕中，再將〔10〕插入較厚的劍鞘尺〔9〕中，從另一端將較窄劍形尺〔11〕拉出。劍鞘尺〔10〕中的內凸〔18〕能夠卡住較窄劍形尺〔11〕的外凸〔20〕，較厚劍鞘尺〔9〕中的內凸〔13〕能夠卡住劍鞘尺〔10〕的外凸〔16〕，不至于拉脫。構成的O1O2邊、O1O4邊和對角線O1O3，按
圖1所示的前后順序將O1用螺釘固定(可裝、卸量角器)。O2O3邊與O1O2邊、O4O3邊與O1O4邊分別用鉚釘固定O2和O4。固定時，在〔2〕與〔3〕之間和〔6〕與〔7〕之間各加一個外徑比凹槽〔14〕的寬度略小，厚度比劍鞘尺鞘壁略厚的墊圈。最后將O2O3邊、O4O3邊和對角線O1O3用鉚釘固定O3，固定時，在〔4〕與〔11〕之間和〔11〕與〔8〕之間各加三個上述的墊圈。固定完畢，四個固定點O1、O2、O3、O4即為平行四邊形的四個頂點，也是各相鄰邊的公共轉軸。在
圖1的具體結構中，〔1〕－〔11〕各尺的長度相同。劍形尺〔2〕、〔4〕、〔6〕、〔8〕、〔11〕有外凸〔20〕的一端開兩縫隙〔19〕，劍鞘尺〔10〕有外凸〔16〕的一端開兩條縫隙〔15〕，可向兩側擴開一點，使其緊貼劍鞘尺內壁，增大靜摩擦阻力，以便保持造型的穩定。凹槽〔14〕、〔17〕、〔21〕的作用是當各尺完全推入劍鞘尺時，凹槽卡在轉軸上，可使平行四邊形縮到最小，變成僅2倍劍形尺長度的直線形狀，便于收藏、攜帶。
操作時，雙手抓住任意一條邊兩端的轉軸或對角線兩端的轉軸，沿該邊或該對角線方向推拉，使其長度適當地變化，幾次操作，就可按意圖實現各種造型。
本發明可根據需要用塑料、金屬、木板制成演示器。用硬性透明塑料制成的演示器、各線段用不同顏色標出，進行矢量合成、分解演示，效果理想、功能多、操作靈活、簡便。
權利要求1.多功能矢量合成、分解演示器，特別適應于物理、數學教學的矢量平行四邊形法則的演示器，該演示器由三個表示合矢量的部件[9]、[10]、[11]。四個表示二分矢量的部件[1]、[2]與[5]、[6]，四個表示二附助線段的部件[3]、[4]與[7]、[8]及其附加的一量角器組成，其特征在于a.表示矢量和附助線段的部件[1]、[3]、[5]、[7]、[9]、[10]均制成劍鞘形結構，[2]、[4]、[6]、[8]、[11]均制成劍形結構，b.[1]、[5]、[9]接合處附加一可拆卸的量角器。
2.根據權利要求1所述的演示器裝置，各劍鞘形結構內壁末端設有內凸，各劍形結構始端設有外凸，二者嵌套推拉時形成矢量邊或附助線段，不至于拉脫。
3.根據權利要求1、2所述的演示器裝置，各劍形結構始端外凸處設有一對狹縫，能使始端寬度擴大一點，可調節嵌套推拉的阻力。
4.根據權利要求1、2所述的演示器裝置，各劍鞘形結構末端設有凹槽，能使嵌套推入最深，裝置結構最小。
5.根據權利要求1、2所述的演示器裝置，如用塑料、金屬、木板，可制成不同規格的演示器。
專利摘要多功能矢量合成、分解演示器，特別適應于教學的平行四邊形法則演示器，各矢量線段及輔助線段均標在劍形尺和劍鞘尺插套結構上，推拉各線段時長度可變，附加量角器時可顯示其間的夾角度數。
本實用新型在數學教學中可演示向量運算的平行四邊形、三角形法則及復數的向量表示法，可進行任意四邊形、三角形、雙疊三角形的造型；在物理教學中可演示速度、位移、力、加速度等矢量的合成與分解。
文檔編號G09B23/06GK2189769SQ94225639
公開日1995年2月15日 申請日期1994年1月26日 優先權日1994年1月26日
發明者柳星 申請人:柳星