本发明涉及数学旋转曲面演示技术领域，具体为一种高等数学旋转曲面演示装置及其演示方法。
背景技术：
旋转曲面是高等数学课程中的重要章节，也是高等数学中比较抽象、难理解的环节，教师通常需要通过演示装置，帮助学生对曲面的空间状态产生更直观的感受，有助于理解分析，目前的旋转曲面演示教具中，需要在演示前确定几个点，并将带显眼颜色的线通过固定在这几个点上，组成母线。
但是，现有的数学旋转曲面演示装置结构单一，功能不足，缺少灵活演示的功能，并且演示方式较为单一，演示效果不够直观，安装方式过于单一，不适用多种工作环境；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种高等数学旋转曲面演示装置及其演示方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种高等数学旋转曲面演示装置及其演示方法，以解决上述背景技术中提出的数学旋转曲面演示装置结构单一，功能不足，缺少灵活演示的功能，并且演示方式较为单一，演示效果不够直观，安装方式过于单一，不适用多种工作环境等问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高等数学旋转曲面演示装置，包括底座，所述底座的上端面安装有四个固定机构，所述底座的中间位置安装有升降杆，所述升降杆的上端面安装有转轴，所述转轴的一侧安装有支撑臂，所述支撑臂的一侧安装有连接折弯机构，所述连接折弯机构的一侧安装有转动盒，所述转动盒的一侧安装有支撑机构，所述支撑机构的一端安装有顶帽，所述支撑机构的一侧安装有两个转盘，其中一个所述转盘的下端对称安装有延伸机构，所述延伸机构的上端面安装有演示机构；
所述转动盒包括旋转端盖、配合座、齿轮槽、配合齿轮、马达和球形固定固定销，所述旋转端盖的下端面安装有配合座，所述旋转端盖内壁的下端设置有齿轮槽，所述配合座内壁的一侧安装有配合齿轮，所述配合齿轮的一侧安装有马达，所述配合座的下端面设置有球形固定固定销，所述支撑机构包括连接轴、连接螺纹、十字槽和固定球，所述连接轴的内侧设置有十字槽，所述连接轴的顶端安装有固定球，所述连接轴与固定球通过连接螺纹固定，所述延伸机构包括连接杆、卡接销、连接套、旋钮、限位球、球形槽和插孔，所述连接杆的一端设置有卡接销，所述连接杆的另一端安装有限位球，所述连接杆一侧的外表面安装有连接套，所述连接套的内侧设置有插孔，所述连接套的下端面安装有旋钮，所述连接套的上端面设置有球形槽，所述转盘包括连接盘、外圈轴、内圈轴、外圈球和内圈球，两个所述连接盘之间安装有外圈轴，所述外圈轴的一侧安装有内圈轴，所述外圈轴的下端安装有外圈球，所述内圈轴的下端面安装有内圈球，所述演示机构包括透明橡胶管、空心槽、限位杆、led灯条和纽扣电池盒，所述透明橡胶管的内侧设置有空心槽，所述透明橡胶管的内侧安装有四个限位杆，所述空心槽的内侧安装有led灯条，所述led灯条的一端安装有纽扣电池盒。
优选的，所述固定机构包括连接柱、限位橡胶、配合槽和固定圈，所述连接柱的上端面安装有固定圈，所述固定圈的一侧设置有限位橡胶，所述限位橡胶的一侧设置有配合槽。
优选的，所述球形固定固定销的上端面设置有基座，所述基座与配合座的下端面通过螺纹固定。
优选的，所述旋钮的上端面设置有螺纹销，所述螺纹销穿过连接套的下端面延伸至连接杆的下表面。
优选的，所述连接折弯机构的下端面安装有阻尼铰链，所述阻尼铰链的下端面与的一端连接，所述连接折弯机构上端面设置有球形配合槽，所述球形配合槽与球形槽的内壁均设置有橡胶套。
优选的，所述外圈轴倾斜方向为右侧，所述内圈轴的倾斜方向为左侧，所述内圈球与外圈球的外表面涂有两种不同颜色，所述外圈球和内圈球与外圈轴和内圈轴通过滑槽连接，所述转轴的一侧安装有锁紧扳手，所述锁紧扳手的一侧设置有螺纹销，所述螺纹销延伸至转轴的内侧。
优选的，所述升降杆包括伸缩杆、伸缩套和锁紧旋盖，所述伸缩套的内侧安装有伸缩杆，所述伸缩套的顶端安装有锁紧旋盖，所述伸缩套的上端面设置有排列有卡槽，通过转动锁紧旋盖锁紧卡槽之间距离，实现固定。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过升降杆与转轴的配合，使装置能够实现随意弯折的功能，便于多种角度的切换，以及装置有着两种演示效果，其一；将透明橡胶管的下端面与球形销进行固定，再将其插入球形槽的内壁，通过限位杆的作用，能够使透明橡胶管实现各种弯曲形状，并且通过纽扣电池盒与led灯条的作用，装置转动时，通过透明橡胶管的与led灯条的配合，能够对装置实现灯光效果，转动时，会有着直观的灯光感受，使观察人员极为容易的观察到透明橡胶管的运行轨迹，使演示的效果增加方便，其二；将支撑机构呈水平面摆放，通过转动盒转动，带动转盘转动，转动时，外圈轴呈向右下方向，则内圈轴向左下方向，从而使外圈球往右下落，则内圈轴往左下落，持续转动，会使每个内圈球和每个外圈球形成一个轨迹运动圈，使观察人员更为清楚的了解到旋转曲面的转动轨迹。
附图说明
图1为本发明整体的结构示意图；
图2为本发明延伸机构的结构示意图；
图3为本发明支撑机构的结构示意图；
图4为本发明演示机构的结构示意图；
图5为本发明转盘的结构示意图；
图6为本发明转动盒的内部结构示意图
图7为本发明固定机构的局部结构示意图
图8为本发明转盘的局部结构示意图。
图中：1、底座；2、升降杆；3、连接折弯机构；4、转动盒；401、旋转端盖；402、配合座；403、齿轮槽；404、配合齿轮；405、马达；406、球形固定固定销；5、支撑机构；501、连接轴；502、连接螺纹；503、十字槽；504、固定球；6、延伸机构；601、连接杆；602、卡接销；603、连接套；604、旋钮；605、限位球；606、球形槽；607、插孔；7、转盘；701、连接盘；702、外圈轴；703、内圈轴；704、外圈球；705、内圈球；8、演示机构；801、透明橡胶管；802、空心槽；803、限位杆；804、led灯条；805、纽扣电池盒；9、固定机构；901、连接柱；902、限位橡胶；903、配合槽；904、固定圈；10、转轴；11、顶帽；12、支撑臂。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1至图8，本发明提供的一种实施例：一种高等数学旋转曲面演示装置及其演示方法，包括底座1，底座1的上端面安装有四个固定机构9，底座1的中间位置安装有升降杆2，升降杆2的上端面安装有转轴10，转轴10的一侧安装有支撑臂12，支撑臂12的一侧安装有连接折弯机构3，通过连接折弯机构3的作用，能够使装置实现便于安装的功能，减少了装置后期安装步骤，连接折弯机构3的一侧安装有转动盒4，转动盒4的一侧安装有支撑机构5，支撑机构5的一端安装有顶帽11，支撑机构5的一侧安装有两个转盘7，通过转盘7的作用，能够为观察人员提供更为直观的曲线轨迹运动，其中一个转盘7的下端对称安装有延伸机构6，延伸机构6的上端面安装有演示机构8；
转动盒4包括旋转端盖401、配合座402、齿轮槽403、配合齿轮404、马达405和球形固定固定销406，旋转端盖401的下端面安装有配合座402，旋转端盖401内壁的下端设置有齿轮槽403，配合座402内壁的一侧安装有配合齿轮404，配合齿轮404的一侧安装有马达405，配合座402的下端面设置有球形固定固定销406，支撑机构5包括连接轴501、连接螺纹502、十字槽503和固定球504，连接轴501的内侧设置有十字槽503，连接轴501的顶端安装有固定球504，连接轴501与固定球504通过连接螺纹502固定，延伸机构6包括连接杆601、卡接销602、连接套603、旋钮604、限位球605、球形槽606和插孔607，连接杆601的一端设置有卡接销602，连接杆601的另一端安装有限位球605，连接杆601一侧的外表面安装有连接套603，连接套603的内侧设置有插孔607，连接套603的下端面安装有旋钮604，连接套603的上端面设置有球形槽606，转盘7包括连接盘701、外圈轴702、内圈轴703、外圈球704和内圈球705，两个连接盘701之间安装有外圈轴702，外圈轴702的一侧安装有内圈轴703，外圈轴702的下端安装有外圈球704，内圈轴703的下端面安装有内圈球705，演示机构8包括透明橡胶管801、空心槽802、限位杆803、led灯条804和纽扣电池盒805，透明橡胶管801的内侧设置有空心槽802，透明橡胶管801的内侧安装有四个限位杆803，空心槽802的内侧安装有led灯条804，led灯条804的一端安装有纽扣电池盒805。
进一步，固定机构9包括连接柱901、限位橡胶902、配合槽903和固定圈904，连接柱901的上端面安装有固定圈904，固定圈904的一侧设置有限位橡胶902，限位橡胶902的一侧设置有配合槽903。
进一步，球形固定固定销406的上端面设置有基座，基座与配合座402的下端面通过螺纹固定。
进一步，旋钮604的上端面设置有螺纹销，螺纹销穿过连接套603的下端面延伸至连接杆601的下表面。
进一步，连接折弯机构3的下端面安装有阻尼铰链，阻尼铰链的下端面与12的一端连接，连接折弯机构3上端面设置有球形配合槽，球形配合槽与球形槽606的内壁均设置有橡胶套。
进一步，外圈轴702倾斜方向为右侧，内圈轴703的倾斜方向为左侧，内圈球705与外圈球704的外表面涂有两种不同颜色，外圈球704和内圈球705与外圈轴702和内圈轴703通过滑槽连接，转轴10的一侧安装有锁紧扳手，锁紧扳手的一侧设置有螺纹销，螺纹销延伸至转轴10的内侧。
进一步，升降杆2包括伸缩杆、伸缩套和锁紧旋盖，伸缩套的内侧安装有伸缩杆，伸缩套的顶端安装有锁紧旋盖，伸缩套的上端面设置有排列有卡槽，通过转动锁紧旋盖锁紧卡槽之间距离，实现固定。
一种高等数学旋转曲面演示装置的演示方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：使用时，首先将拉动伸缩杆，调整至合适位置，并将锁紧旋盖旋紧，对卡槽进行挤压锁紧，使伸缩套的顶端收紧，从而对伸缩杆实现固定；
步骤二：将基座旋入配合座402的下端面，将球形固定固定销406放置于连接折弯机构3上端面的球形配合槽的上端面，通过按压、转动等动作，将球形固定固定销406嵌入球形配合槽内部，通过球形配合槽内壁的橡胶套，操作人员，需要是一定的向下作用力才能将其嵌入其中，能够保证连接处过于松懈，发生晃动；
步骤三：将连接轴501的下端面旋入旋转端盖401的上端面，接通电源，启动马达405，通过马达405转动，带动配合齿轮404转动，配合齿轮404能够增加马达405的传动作用力，并传递给齿轮槽403，从而使旋转端盖401实现转动，带动连接轴501进行转动；
步骤四：装置有着两种演示方式，根据教学的需要，首先选用其中一种演示方式，将两个连接杆601的一端对应，同时将两者对称放入十字槽503的内侧，并使连接轴501垂直摆放至水平面摆放，再将连接杆601穿过插孔607，并且旋紧旋钮604，使其的顶端抵住连接杆601的下端面，进行固定，最后将限位球605的一侧与连接杆601的一端通过螺纹固定，将透明橡胶管801的下端面与球形销进行固定，再将其插入球形槽606的内壁，通过限位杆803的作用，能够使透明橡胶管801实现各种弯曲形状，并且通过纽扣电池盒805与led灯条804的作用，装置转动时，开启led灯条804，使学生能够更加直观的看到透明橡胶管801的运行轨迹；
步骤五：根据教学的需要，选用另一种演示方式，将其中一个连接盘701预先放置在连接轴501的一侧，再将另一个连接盘701安装在连接轴501的上端一侧，加以固定，首先将内圈轴703有序的排列有两个连接盘701之间，并且每个内圈轴703均安装内圈球705，再将外圈轴702有序的排列在内圈轴703外圈，每个外圈轴702均安装有外圈球704，最后锁紧顶帽11，将支撑机构5呈水平面摆放，通过转动盒4转动，带动转盘7转动，转动时，外圈轴702呈向右下方向，则内圈轴703向左下方向，从而使外圈球704往右下落，则内圈轴703往左下落，持续转动，会使每个内圈球705和每个外圈球704形成一个轨迹运动圈，从而使观看人员能够更加直观的了解装置的运行轨迹；
步骤六：装置也能够有着两种安装方式，在不需要升降杆2时，可直接将转动盒4坐落于底座1的上端面，将四个连接柱901分别插入配合槽903的内部，通过限位橡胶902与配合槽903上端面的圆槽限位，将转动盒4有效的固定在其内部。
进一步，配合槽903的顶端设置有圆槽，圆槽与限位橡胶902的大小一致，限位橡胶902与配合槽903通过卡槽固定。
进一步，限位橡胶902为环状物体，限位橡胶902的内壁与固定圈904的一侧完全贴合，限位橡胶902与固定圈904通过卡槽固定。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
1.一种高等数学旋转曲面演示装置，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)的上端面安装有四个固定机构(9)，所述底座(1)的中间位置安装有升降杆(2)，所述升降杆(2)的上端面安装有转轴(10)，所述转轴(10)的一侧安装有支撑臂(12)，所述支撑臂(12)的一侧安装有连接折弯机构(3)，所述连接折弯机构(3)的一侧安装有转动盒(4)，所述转动盒(4)的一侧安装有支撑机构(5)，所述支撑机构(5)的一端安装有顶帽(11)，所述支撑机构(5)的一侧安装有两个转盘(7)，其中一个所述转盘(7)的下端对称安装有延伸机构(6)，所述延伸机构(6)的上端面安装有演示机构(8)；
所述转动盒(4)包括旋转端盖(401)、配合座(402)、齿轮槽(403)、配合齿轮(404)、马达(405)和球形固定固定销(406)，所述旋转端盖(401)的下端面安装有配合座(402)，所述旋转端盖(401)内壁的下端设置有齿轮槽(403)，所述配合座(402)内壁的一侧安装有配合齿轮(404)，所述配合齿轮(404)的一侧安装有马达(405)，所述配合座(402)的下端面设置有球形固定固定销(406)，所述支撑机构(5)包括连接轴(501)、连接螺纹(502)、十字槽(503)和固定球(504)，所述连接轴(501)的内侧设置有十字槽(503)，所述连接轴(501)的顶端安装有固定球(504)，所述连接轴(501)与固定球(504)通过连接螺纹(502)固定，所述延伸机构(6)包括连接杆(601)、卡接销(602)、连接套(603)、旋钮(604)、限位球(605)、球形槽(606)和插孔(607)，所述连接杆(601)的一端设置有卡接销(602)，所述连接杆(601)的另一端安装有限位球(605)，所述连接杆(601)一侧的外表面安装有连接套(603)，所述连接套(603)的内侧设置有插孔(607)，所述连接套(603)的下端面安装有旋钮(604)，所述连接套(603)的上端面设置有球形槽(606)，所述转盘(7)包括连接盘(701)、外圈轴(702)、内圈轴(703)、外圈球(704)和内圈球(705)，两个所述连接盘(701)之间安装有外圈轴(702)，所述外圈轴(702)的一侧安装有内圈轴(703)，所述外圈轴(702)的下端安装有外圈球(704)，所述内圈轴(703)的下端面安装有内圈球(705)，所述演示机构(8)包括透明橡胶管(801)、空心槽(802)、限位杆(803)、led灯条(804)和纽扣电池盒(805)，所述透明橡胶管(801)的内侧设置有空心槽(802)，所述透明橡胶管(801)的内侧安装有四个限位杆(803)，所述空心槽(802)的内侧安装有led灯条(804)，所述led灯条(804)的一端安装有纽扣电池盒(805)。
2.根据权利要求1所述的一种高等数学旋转曲面演示装置，其特征在于：所述固定机构(9)包括连接柱(901)、限位橡胶(902)、配合槽(903)和固定圈(904)，所述连接柱(901)的上端面安装有固定圈(904)，所述固定圈(904)的一侧设置有限位橡胶(902)，所述限位橡胶(902)的一侧设置有配合槽(903)。
3.根据权利要求1所述的一种高等数学旋转曲面演示装置，其特征在于：所述球形固定固定销(406)的上端面设置有基座，所述基座与配合座(402)的下端面通过螺纹固定。
4.根据权利要求1所述的一种高等数学旋转曲面演示装置，其特征在于：所述旋钮(604)的上端面设置有螺纹销，所述螺纹销穿过连接套(603)的下端面延伸至连接杆(601)的下表面。
5.根据权利要求1所述的一种高等数学旋转曲面演示装置，其特征在于：所述连接折弯机构(3)的下端面安装有阻尼铰链，所述阻尼铰链的下端面与12的一端连接，所述连接折弯机构(3)上端面设置有球形配合槽，所述球形配合槽与球形槽(606)的内壁均设置有橡胶套。
6.根据权利要求1所述的一种高等数学旋转曲面演示装置，其特征在于：所述外圈轴(702)倾斜方向为右侧，所述内圈轴(703)的倾斜方向为左侧，所述内圈球(705)与外圈球(704)的外表面涂有两种不同颜色，所述外圈球(704)和内圈球(705)与外圈轴(702)和内圈轴(703)通过滑槽连接，所述转轴(10)的一侧安装有锁紧扳手，所述锁紧扳手的一侧设置有螺纹销，所述螺纹销延伸至转轴(10)的内侧。
7.根据权利要求1所述的一种高等数学旋转曲面演示装置，其特征在于：所述升降杆(2)包括伸缩杆、伸缩套和锁紧旋盖，所述伸缩套的内侧安装有伸缩杆，所述伸缩套的顶端安装有锁紧旋盖，所述伸缩套的上端面设置有排列有卡槽，通过转动锁紧旋盖锁紧卡槽之间距离，实现固定。
8.一种高等数学旋转曲面演示装置的演示方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：使用时，首先将拉动伸缩杆，调整至合适位置，并将锁紧旋盖旋紧，对卡槽进行挤压锁紧，使伸缩套的顶端收紧，从而对伸缩杆实现固定；
步骤二：将基座旋入配合座(402)的下端面，将球形固定固定销(406)放置于连接折弯机构(3)上端面的球形配合槽的上端面，通过按压、转动等动作，将球形固定固定销(406)嵌入球形配合槽内部，通过球形配合槽内壁的橡胶套，操作人员，需要是一定的向下作用力才能将其嵌入其中，能够保证连接处过于松懈，发生晃动；
步骤三：将连接轴(501)的下端面旋入旋转端盖(401)的上端面，接通电源，启动马达(405)，通过马达(405)转动，带动配合齿轮(404)转动，配合齿轮(404)能够增加马达(405)的传动作用力，并传递给齿轮槽(403)，从而使旋转端盖(401)实现转动，带动连接轴(501)进行转动；
步骤四：装置有着两种演示方式，根据教学的需要，首先选用其中一种演示方式，将两个连接杆(601)的一端对应，同时将两者对称放入十字槽(503)的内侧，并使连接轴(501)垂直摆放至水平面摆放，再将连接杆(601)穿过插孔(607)，并且旋紧旋钮(604)，使其的顶端抵住连接杆(601)的下端面，进行固定，最后将限位球(605)的一侧与连接杆(601)的一端通过螺纹固定，将透明橡胶管(801)的下端面与球形销进行固定，再将其插入球形槽(606)的内壁，通过限位杆(803)的作用，能够使透明橡胶管(801)实现各种弯曲形状，并且通过纽扣电池盒(805)与led灯条(804)的作用，装置转动时，开启led灯条(804)，使学生能够更加直观的看到透明橡胶管(801)的运行轨迹；
步骤五：根据教学的需要，选用另一种演示方式，将其中一个连接盘(701)预先放置在连接轴(501)的一侧，再将另一个连接盘(701)安装在连接轴(501)的上端一侧，加以固定，首先将内圈轴(703)有序的排列有两个连接盘(701)之间，并且每个内圈轴(703)均安装内圈球(705)，再将外圈轴(702)有序的排列在内圈轴(703)外圈，每个外圈轴(702)均安装有外圈球(704)，最后锁紧顶帽(11)，将支撑机构(5)呈水平面摆放，通过转动盒(4)转动，带动转盘(7)转动，转动时，外圈轴(702)呈向右下方向，则内圈轴(703)向左下方向，从而使外圈球(704)往右下落，则内圈轴(703)往左下落，持续转动，会使每个内圈球(705)和每个外圈球(704)形成一个轨迹运动圈，从而使观看人员能够更加直观的了解装置的运行轨迹；
步骤六：装置也能够有着两种安装方式，在不需要升降杆(2)时，可直接将转动盒(4)坐落于底座(1)的上端面，将四个连接柱(901)分别插入配合槽(903)的内部，通过限位橡胶(902)与配合槽(903)上端面的圆槽限位，将转动盒(4)有效的固定在其内部。
9.根据权利要求7所述的一种高等数学旋转曲面演示装置的演示方法，其特征在于：所述配合槽(903)的顶端设置有圆槽，所述圆槽与限位橡胶(902)的大小一致，所述限位橡胶(902)与配合槽(903)通过卡槽固定。
10.根据权利要求7所述的一种高等数学旋转曲面演示装置的演示方法，其特征在于：所述限位橡胶(902)为环状物体，所述限位橡胶(902)的内壁与固定圈(904)的一侧完全贴合，所述限位橡胶(902)与固定圈(904)通过卡槽固定。
技术总结