非三角周期函数演示及图像绘制装置

摘要

本发明公开了一种非三角周期函数演示及图像绘制装置，由支架、轨线导向板、桥式支架、旋转导杆、绘图机构、矩形滑道、柱面轨道、画板以及连接系统组成。柱面轨道和桥式支架固定在轨线导向板上构成周期导向装置，旋转导杆依据周期导向装置形成周期转动系统，绘图机构、矩形滑道及画板构成绘图装置，周期转动系统和绘图装置分左右置于支架上，两个装置通过连接系统构成运动统一体。本发明操作简单，只要推动导杆上的手柄就能完成周期函数的演示并能绘制出图像；功能齐全，经内部局部微调能够演示和绘制多种连续和不连续非三角周期函数的图像；成本低廉，把工业用的余料或生活中的废旧物品经简单加工就能组装成产品。

说明书

技术领域

本发明涉及一种教学仪器和工程制图仪，是把周期运动转化为多个正交合成 运动的装置，具体地说是一种能直观演示周期函数并绘制出图像的非三角周期函 数演示及图像绘制装置。

背景技术

随着我国高等教育事业的发展和技术进步，教师教学、学生学习、工程设计 与施工等都需要快捷方便多功能的绘图仪器。周期函数是最常见应用最多的函 数，是中等数学的重点内容，是大学数学研究的核心内容(如傅立叶级数)，其 中非三角函数形式的周期函数，表达复杂而应用广泛。通过直观演示周期过程并 描绘出相应的图像，既能减轻教师的教学压力也能帮助学生理解和领会，是提高 大学数学教学质量的重要手段。工程技术人员在进行产品设计、图纸绘制，施工 人员进行施工前的画线，经常用到周期函数曲线，他们急需一种操作简单使用方 便的演示和绘图仪器。目前主要采用手工列表描点、计算机软件赋值打印等方法 画图，取点繁琐计算结果主要为近似值，定点间的连线多用折线或离散点代替， 看不到真实曲线形成的全貌，绘画效率低且联动性和通用性差。

为了解决上述问题，近阶段也出现了少数涉及周期函数的装置，如，专利申 请号为2014100997388的文献中给出了“正弦曲线绘图仪”，采用连接杆连为一 体的调速机构和正弦机构，只能绘制正弦曲线；专利号为201320208106的文献 中给出了“三角函数曲线绘图仪”实现方式是：采用齿轮圆盘和齿条，通过三层 板中的相对运动绘制正弦、余弦曲线；专利申请号为2014201226960的文献中 给出了“一种正切余切函数曲线辅助作图仪”，把动滑轮和单位圆结合起来，通 过驱动线和滑轮来完成正切余切函数曲线的绘制。

综上所述文献存在如下不足：不能通过自变量的旋转运动表现非三角周期函 数的直角映射关系，绘制的图像只是三角函数曲线，不能绘制出如矩形波、三角 形波等周期函数的图像，更不能绘制其它形式的非三角周期函数图像，尤其是不 利于学生个人用于学习，也不易在固定平面或工作现场绘制曲线，功能不足适用 性低

发明内容

为了克服手工画图做不到或现有仪器中缺少的功能，本发明的目的是提供一 种非三角周期函数演示及图像绘制装置，该装置能在教室、绘图室、施工现场、 学生自习场所使用，且绘图效率高、图像清晰准确、操作简单、功能齐全、携带 方便。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种非三角周期函数演示及图像绘制装置，其特征在于：该装置包括支架、 轨线导向板、桥式支架、旋转导杆、绘图机构、矩形滑道、柱面轨道、连接系统、 画板，所述支架包括下地脚，在两个下地脚上分别设有左立杆和右立杆，左立杆 和右立杆与下横杆、上横杆垂直固连，形成井字形结构，在左立杆、右立杆、下 横杆和上横杆的四个交点处设有后地脚，每个后地脚上装有后地脚吸盘；轨线导 向板固定在支架的左立杆、下横杆、上横杆上，在轨线导向板的前面中部固定有 柱面轨道，在轨线导向板的外边缘设有桥式支架，旋转导杆安装在桥式支架和轨 线导向板上，矩形滑道固定在支架的右立杆、下横杆、上横杆上，在矩形滑道内 装有绘图机构，在绘图机构的后面装有画板；旋转导杆、柱面轨道、绘图机构之 间通过由拉线和滑轮组成的连接系统连接。

本发明中，轨线导向板由矩形硬板、轴承、转轴、固定卡构成，矩形硬板具 有一定厚度的刚性材料板，在其中部设有轴承，轴承内装有转轴，以转轴为中心 画有三角形轨线、内圆轨线、矩形轨线、外圆轨线等常用曲线(轨线设为l，方 程为F(x,y)＝0，l是闭曲线，其周长就是周期，l的周长可以是有理数如边长为 1的正三角形周长为3，也可以是无理数如半径为1的圆周长为2π)，在轨线导 向板的周边设有固定卡。

本发明中，桥式支架由左滑块连杆、右滑块连杆、上滑道、下滑道和二个翘 板等构成，左滑块连杆和右滑块连杆平行固定在轨线导向板的左右边缘，用于定 向及滑道。左右滑块连杆上各有二只带锁滑块；上滑道和下滑道的滑槽中分别有 一只上滑块和下滑块，在上滑块和下滑块上各装有一只带灯销钉，二个带灯销钉 的前端各有一只红指示灯；在上滑道的上部设有一只两端可以上下滑动的翘板， 翘板由翘板杆、左楔块、右楔块、梯形支架、转轴组成，翘板杆是一根有弹性的 弧形杆，在它的两端上部分别设有左楔块和右楔块，在翘板杆的中部有一根垂直 转轴，垂直转轴的两端固定在梯形支架的上部，梯形支架的下部置于轨线导向板 上。在下滑道的下方设有下翘板，下翘板的结构与上翘板相同，是由长杆、短杆、 长短杆链轴等构成，长杆和短杆通过长短杆连轴连接在一起，并能够自由转动， 在长杆和短杆的中部下方分别有梯形带轴支架和三角形带轴支架，在长、短杆的 上方有左锥形楔块、中锥形楔块、右锥形楔块。上下滑道的两端与左右滑块连杆 上的带锁滑块相连，滑道的位置能自由调节，上下滑块之间有细绳通过连杆迂回 相连。

本发明中，旋转导杆由内槽杆、带锁滑块、夹具滑块、销钉轴、滚轮、红指 示灯、开口槽杆等构成，内槽杆是一根有内槽的直长杆，在其内槽中嵌有带锁滑 块和夹具滑块，带锁滑块上有销钉轴穿过，在销钉轴的前端设有红指示灯，销钉 轴的后端有滚轮；在夹具滑块上有夹具销钉穿过，通过夹具销钉垂直固定一开口 槽杆，开口槽杆的两根基杆两端错位，在两根基杆的上方有弧梁固定，两根基杆 之间的滑槽两端不封闭；在旋转导杆的下端开有轴孔，上端设有手摇柄；旋转导 杆通过轴孔套在轨线导向板的转轴上，开口槽杆能与桥式支架上的带灯销钉接 触，在旋转导杆转动时能推动上滑道或下滑道的滑块做直线运动。

本发明中，绘图机构由上横向导杆、纵向导杆、下横向导杆、左带锁滑块、 右带锁滑块、滑块组、销钉轴、弹性画笔等构成,上横向导杆和下横向导杆平行， 并与纵向导杆垂直，二根横向导杆与纵向导杆都通过滑块组形成正交独立运动 系，滑块组是两块互相垂直的滑块经销钉轴穿过而成，销钉轴的前端装有指示灯， 后端设有弹性画笔；在二根横向导杆上分别有左带锁滑块和右带锁滑块，在纵向 导杆上有夹具滑块，夹具滑块上面置指示灯。在上下横向导杆的左端各有一个轴 孔，轴孔分别与桥式支架的上下滑道相连。

本发明中，矩形滑道由左滑块连杆、右滑块连杆、下滑块连杆、上滑块连杆 及多个滑块构成，这四根连杆呈矩形，左滑块连杆的滑槽中有左上滑块和左下滑 块，右滑块连杆的滑槽中有右上滑块和右下滑块，在上滑块连杆和下滑块连杆的 滑槽中分别有上滑块和下滑块。左滑块连杆上的二个滑块分别与绘图机构中二根 横向导杆的二个左带锁滑块相连，右滑块连杆上的二个滑块分别与绘图机构中二 根横向导杆上的二个右带锁滑块相连，上下二根滑块连杆中滑块分别与绘图机构 中纵向导杆的上下两端相连，矩形滑道与绘图机构构成直角坐标绘图器。

本发明中，柱面轨道由底座、轨道面、前旋转套环、后旋转套环、套环柄、 上弹簧卡、下弹簧卡构成，在底座上垂直固定柱面轨道面，在轨道面上设有前旋 转套环和后旋转套环，在前后旋转套环上各有一个套环柄，在轨道面的中部设有 上弹簧卡和下弹簧卡。柱面导轨通过底座固定在轨线导向板的轨线上，柱面轨道 可以根据需要制作成多种形状。

本发明中，连接系统由十一只滑轮和三根拉线组成，其中，内滑轮组和外滑 轮组是同轴滑轮组，它们固定在轨线导向板上，右下滑轮和右上滑轮固定在支架 的右立杆上，左上滑轮和左下滑轮固定在支架的左立杆上，上左滑轮和上右滑轮 固定在支架的上横杆上，下左滑轮、下中滑轮、下右滑轮固定在支架的下横杆上。 在旋转导杆的销钉轴到绘图机构的纵向导杆之间设有横向右拉绳，横向右拉绳左 端固定在销钉轴上，右端沿轨道面线槽依次经过内滑轮组、下中滑轮、右下滑轮、 右上滑轮后固定在纵向导杆上；在柱面轨道的套环柄到绘图机构的二根横向导杆 之间设有纵向上拉绳和纵向下拉绳，纵向上拉绳上端固定在后旋转套环的套环柄 上，沿旋转套环的线槽依次经过外滑轮组、左上滑轮、上左滑轮、上右滑轮后固 定在上横向导杆上；纵向下拉绳上端固定在前旋转套环的套环柄上，下端沿旋转 套环的线槽依次经过外滑轮组、左下滑轮、下左滑轮、下右滑轮后固定在上横向 导杆上。

本发明中，画板由一块矩形平板和多个卡纸器组成，画板光滑且保持形状不 变，卡纸器便于固定纸张。在矩形平板的周边设有多个固定卡，用于连接在支架 上。

本发明中，轨线导向板上的直角坐标系与各画板上的直角坐标系同向同单 位。

实际操作时，可以选择不同的轨线，或改变连接系统中拉绳的连接方式，或 调节绘图机构中导杆的初始位置，既能演示周期函数，也能绘制出函数曲线，由 此可以解决周期为2π的矩形波$y=\left(\begin{array}{c}\mathrm{1,0}\le x\le \pi \\ -1,-\pi \le x<0\end{array}\right),$三角形波$y=\left(\begin{array}{c}x,0\le x\le \pi \\ -x,-\pi \le x<0\end{array}\right)$等周 期函数的演示及图像绘制。支架、滑杆、导杆等所用材料为刚性。

本发明把导杆上滑块的圆周运动，通过不连续的桥杆或逆向转动，转换成直 角坐标的正交合成运动。具有如下优点：操作简单，组装完成后只要推动手柄就 能完成演示和绘图；适用性强：选择不同的轨线导向板、改变拉绳的连接方法或 内在结构，能完成多种函数进行复合的演示、计算和图像绘制；成本低廉，把工 业用的余料或生活中的某些废旧物品经简单加工就能组装成产品；携带方便，主 要部件拆卸后可以放在一只文具盒中，使用时经简单拼装即可完成。

本发明能在教室、绘图室、施工现场、学生自习场所使用，且绘图效率高、 图像清晰准确、操作简单、功能齐全、携带方便。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中支架的结构示意图；

图3是本发明中轨线导向板的结构示意图；

图4-1是本发明中桥式支架的结构示意图；

图4-2是桥式支架中上翘板的结构示意图；

图4-3是桥式支架中下翘板的结构示意图；

图5是本发明中旋转导杆的结构示意图；

图6是本发明绘图机构的结构示意图；

图7是本发明中矩形滑道的结构示意图；

图8是本发明中柱面轨道的结构示意图；

图9是本发明中连接系统的结构示意图；

图10是本发明中画板的结构示意图。

图中：1-支架、11-左立杆、12-右立杆、13-下横杆、14-上横杆、15-下地 脚、16-后地脚吸盘；2-轨线导向板、21-矩形硬板、22-轴承、23-转轴、24-三 角形轨线、25-内圆轨线、26-矩形轨线、27-外圆轨线、28-固定卡；3-桥式支架、 31-左滑块连杆、32-右滑块连杆、33-上滑道、34-下滑道、35-上滑块、36-下滑 块、37-上带灯销钉、38-下带灯销钉、39-上翘板、310-下翘板、311-翘板支架、 312-翘板杆、313-左楔块、314-右楔块、315-转轴、316-长杆、317-短杆、318- 长短杆连轴、319-梯形带轴支架、320-三角形带轴支架、321-左锥形楔块、322- 中锥形楔块、323-右锥形楔块；4-旋转导杆、41-内槽杆、42-带锁滑块、43-夹 具滑块、44-销钉轴、45-滚轮、46-红指示灯、47-开口槽杆、48-弧梁、49-销钉 夹具、410-轴孔、411-手摇柄；5-绘图机构、51-上横向导杆、52-纵向导杆、53- 下横向导杆、54-左带锁滑块、55-右带锁滑块、56-滑块组、57-带灯销钉轴、58- 弹性画笔、59-轴孔、510-夹具滑块、511滑块指示灯；6-矩形滑道、61-左滑 块连杆、62-右滑块连杆、63-下滑块连杆、64-上滑块连杆、65-左上滑块、66- 左下滑块、67-右上滑块、68-右下滑块、69-下滑块、610-上滑块；7-柱面轨道、 71-底座、72-轨道面、73-前旋转套环、74-后旋转套环、75-套环柄、76-上弹簧 卡、77-下弹簧卡；71-底座、72-轨道面、73-前旋转套环、74-后旋转套环、75- 套环柄、76-上弹簧卡、77-下弹簧卡；8-连接系统、81-内滑轮组；82-外滑轮组； 83-右下滑轮；84-右上滑轮；85-左上滑轮；86-左下滑轮、87-上左滑轮、88- 上右滑轮、89-下左滑轮、810-下中滑轮、811-下右滑轮、812-横向右拉绳、813- 纵向上拉绳、814-纵向下拉绳；9-画板、91-矩形平板、92-卡纸器、93-固定卡。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述：

如图1所示，非三角周期函数演示及图像绘制装置，轨线导向板2固定在 支架1的左立杆11、下横杆13、上横杆14上，桥式支架3固定在轨线导向板2 前面的外边缘，柱面轨道7置于轨线导向板2前面中部，旋转导杆4安装在桥式 支架3和轨线导向板2之间，矩形滑道6固定在支架1的右立杆12、下横杆13、 上横杆14上，在矩形滑道6内装有绘图机构5，在绘图机构5的后面装有画板9； 连接系统8通过滑轮和软绳把旋转导杆3、柱面轨道7、绘图机构5联结成一个 运动系统。

如图2所示，支架1包括下地脚15，在二个下地脚15上分别设有左立杆11 和右立杆12，立杆11和12与下横杆13、上横杆14垂直固连，形成“#”形结 构，在四根杆的交点处设有后地脚，每个后地脚上装有后地脚吸盘16。

如图3所示，轨线导向板2由矩形硬板21、轴承22、转轴23、固定卡29 构成，矩形硬板21中部设有轴承22，轴承22内装有转轴23，以转轴23为中心 画有三角形轨线24、内圆轨线25、矩形轨线26、外圆轨线27等常用曲线，在 轨线导向板2的周边设有固定卡28。

如图4-1到图4-3所示，桥式支架3由左滑块连杆31、右滑块连杆32、上 滑道33、下滑道34、上翘板39、下翘板310等构成，左滑块连杆31和右滑块 连杆32平行固定在轨线导向板2的左右边缘，连杆31、32上各有二只带锁滑块； 上滑道33和下滑道34的滑槽中分别有一只上滑块35和下滑块36，在上下滑块 35、36上装有一只带灯销钉37、38，带灯销钉37、38的前端各有一只红指示灯； 在上滑道33的上部设有一只上翘板39，上翘板39由翘板杆312、左楔块313、 右楔块314、梯形支架311、转轴315组成，翘板杆312是一根弹性弧形杆，在 它的两端上部分别设有左楔块313和右楔块314，在翘板杆312的中部有一根垂 直转轴315，转轴315的两端固定在梯形支架311的上部，梯形支架311下部置 于轨线导向板上。在下滑道34的下方设有下翘板310，下翘板310的结构与上 翘板39相同，是由长杆316短杆317、长短杆连轴318等构成，长杆316和短 杆317通过长短杆连轴318连接在一起，在长杆316和短杆317的中部下方分别 有梯形带轴支架319和三角形带轴支架320，在长、短杆316、317的上方有左 锥形楔块321、中锥形楔块322、右锥形楔块323。上下滑道33和34呈平行状 态，两端与左右滑块连杆31、32上的带锁滑块相连。

如图5所示，旋转导杆4由内槽杆41、带锁滑块42、夹具滑块43、销钉轴 44、滚轮45、红指示灯46、开口槽杆47等构成，内槽杆41是一根有内槽的直 长杆，在其内槽中嵌有带锁滑块42和夹具滑块43，带锁滑块42上有销钉轴44 穿过，在销钉轴44的前端设有红指示灯46，销钉轴44的后端有滚轮45；在夹 具滑块43上有夹具销钉49穿过，通过夹具销钉49垂直固定一开口槽杆47，开 口槽杆47的两根基杆两端错位，在两根基杆的上方用弧梁48固定，两根基杆之 间的滑槽两端不封闭；在旋转导杆4的下端开有轴孔410，上端设有手摇柄411； 旋转导杆4通过轴孔410套在轨线导向板2的转轴23上，开口槽杆47可以与桥 式支架3上的带灯销钉37或38接触。

如图6所示，绘图机构5由上横向导杆51、纵向导杆52、下横向导杆53、 左带锁滑块54、右带锁滑块55、滑块组56、销钉轴57、弹性画笔58等构成,上 横向导杆51和下横向导杆53平行，并与纵向导杆52垂直，横向导杆51和53 与纵向导杆52都通过滑块组56形成正交独立运动系，滑块组56是两块互相垂 直的滑块经销钉轴57穿过而成，销钉轴57的前端装有指示灯，后端设有弹性画 笔58；在横向导杆51和53上分别有左带锁滑块54和右带锁滑块55，在纵向导 杆52上有夹具滑块510，夹具滑块510上面置指示灯511。在上下横向导杆51 和53的左端各有一个轴孔59，轴孔59分别与桥式支架3的上下滑道33、34相 连。

如图7所示，矩形滑道6由左滑块连杆61、右滑块连杆62、下滑块连杆63、 上滑块连杆64及多个滑块构成。四根连杆61-64呈矩形，左滑块连杆61的滑槽 中有左上滑块65和左下滑块66，右滑块连杆62的滑槽中有右上滑块67和右下 滑块68，在上下滑块连杆64、63的滑槽中分别有上滑块610和下滑块69。左滑 块连杆61、上的滑块65、66分别与绘图机构5中横向导杆51、53的左带锁滑 块54相连，右滑块连杆62上的滑块67、68分别与绘图机构5中横向导杆51、 53上的右带锁滑块55相连，上下滑块连杆64、63中滑块610、69分别与绘图 机构5中纵向导杆52的两端相连，矩形滑道6与绘图机构5构成直角坐标绘图 器。

如图8所示，柱面导轨7由底座71、轨道面72、前旋转套环73、后旋转套 环74、套环柄75、上弹簧卡76、下弹簧卡77构成，在底座71上垂直固定柱面 轨道面72，在轨道面72上设有前旋转套环73和后旋转套环74，前后旋转套环 73、74上各有套环柄75，在轨道面72的中部设有上弹簧卡76和下弹簧卡77。 柱面导轨7通过底座71固定在轨线导向板2的轨线上。

如图9所示，连接系统8由十一只滑轮81-811和三根拉线812-814组成， 内滑轮组81和外滑轮组82是同轴滑轮组，它们固定在轨线导向板2上，右下滑 轮83和右上滑轮84固定在支架1的右立杆12上，左上滑轮85和左下滑轮86 固定在支架1的左立杆11上，上左滑轮87和上右滑轮87固定在支架1的上横 杆14上，下左滑轮89、下中滑轮810、下右滑轮811固定在支架1的下横杆13 上。在旋转导杆4的销钉轴44到绘图机构5的纵向导杆52之间设有横向右拉绳 812，横向右拉绳812左端固定在销钉轴44上，右端沿轨道面线槽依次经过内滑 轮组81、下中滑轮810、右下滑轮83、右上滑轮84后固定在纵向导杆52上； 在柱面轨道7的套环柄75到绘图机构5的横向导杆51、53之间设有纵向上拉绳 813和纵向下拉绳814，纵向上拉绳813上端固定在后旋转套环74的套环柄75 上，沿旋转套环74的线槽依次经过外滑轮组82、左上滑轮85、上左滑轮87、 上右滑轮87后固定在上横向导杆51上；纵向下拉绳814上端固定在前旋转套环 73的套环柄75上，下端沿旋转套环73的线槽依次经过外滑轮组82、左下滑轮 86、下左滑轮89、下右滑轮811后固定在上横向导杆51上。

如图10所示，画板9由一块矩形平板91和卡纸器92组成，卡纸器92有多 个，固定在矩形平板91的前面，在矩形平板91的周边设有固定卡93。

本发明具有演示功能，能演示周期为2π的矩形波，操作步骤是：一、系统 组装，调节下地脚使支架处于稳定状态，轨线导向板固定在支架上，把桥式支架 的两根滑块连杆平行固定在轨线导向板两侧，把上下滑道与带锁滑块相连，调整 上下滑道位置分别处在轨线导向板上的转轴上下各一个单位，呈水平状态时锁 定。选择半径为1的圆柱面轨道，把轨道底座的圆心固定在轨线导向板的转轴上， 把二个旋转套环置于轨道底部锁定。把旋转导杆的轴孔套在轨线导向板的转轴 上，调节带锁滑块位置使滚轮与圆柱面轨道相切后锁定。调节夹具滑块位置距离 转轴1个单位固定，并使开口槽杆与主导杆垂直。把矩形滑道固定在支架上，把 绘图机构安装在矩形滑道内，把绘图机构的二根横向导杆的左端与桥式支架的上 下翘板上的右楔块相连，调整带锁滑块使二根横向导杆分别与上下滑道处于一条 线后锁定位置，在旋转导杆的销钉轴上及绘图机构的纵向导杆中部滑块上皆安装 红色指示灯，在桥式支架的上下滑道的滑块上及弹簧画笔的前端皆安装兰色指示 灯；二、初始状态调整，转动旋转导杆使开口槽杆与上下滑道垂直，让二根基杆 中的外侧杆外端与上滑块销钉接触，里侧杆的外端与下滑块销钉接触，调整绘图 机构中弹性画笔对准画板上纵坐标轴上的初始点，移动纵向导杆上带锁滑块使指 示灯处于画板上坐标系横轴位置锁住；三、系连接线，在圆柱滚轮的轴上接横向 右拉绳，拉绳左端固定在销钉轴上，右端沿轨道面线槽依次经过内滑轮组、下中 滑轮、右下滑轮、右上滑轮后固定在纵向导杆上；四、演示，拉紧连线并解除开 锁卡、控制锁，在保持滚轮轴上的细绳一致处于槽沟中时，逆时针推动旋转导杆 上端的手柄，圆柱滚轮在轨线槽内滚动，销钉轴上的红指示灯作圆周运动，绘图 机构上的红指示灯作直线运动，直通槽杆推动上滑块及兰指示灯一直在平行移 动，蓝灯轨迹为y＝1(0≤x＜π)。在旋转导杆转到π的位置时，开口槽杆的外槽杆 上部脱离上滑块，但其下部分正好推动下滑块及兰色指示灯作平行移动。滚轮在 轨线槽内从π转到2π，蓝灯轨迹为y＝-1(π≤x＜2π)。继续进行逆时针旋转，就看 到矩形波动。

本发明具有绘图功能，能在图板或纸张上同时绘制矩形波曲线，操作步骤一、 三、四与矩形波演示操作一样，步骤二、初始状态调整，调整绘图机构中的画笔 螺栓长度使笔头与画板紧密接触，其它同演示操作；五、结束，按压画笔杆上的 弹簧使笔头离开画板，打开卡纸器取出图纸。

本发明具有绘图功能，能在固定平面上绘制矩形波曲线，操作步骤一、三、 四、五与矩形波绘制操作一样；二、初始状态调整，在固定平面上画好坐标系， 调节后地脚吸盘把绘图仪固定在固定平面上，其它同演示操作。

本发明具有绘图功能，能演示并绘制周期为2π的三角形波，曲线绘制操作 步骤是：一、系统组装，调节地脚使支架处于稳定状态，轨线导向板固定在支架 上。选择半径为1的圆柱面轨道，把轨道底座的圆心固定在轨线导向板的转轴上。 把旋转导杆的轴孔套在轨线导向板的转轴上，调节带锁滑块位置使销钉轴与圆柱 面轨道相切后锁定。卸掉夹具滑块及开口槽杆。把矩形滑道固定在支架上，把绘 图机构安装在矩形滑道内，把绘图机构的二根横向导杆的左端与矩形滑道中的滑 块相连，把画有坐标系的图板置于绘图机构后面；二、初始状态调整，转动圆柱 面轨道上的二个旋转套环至环柄分置于下弹簧卡左右两侧，转动旋转导杆使销钉 轴在下弹簧卡上方并处于二个环柄之间；调整绘图机构中弹性画笔对准画板上坐 标系的原点；三、系连接线，在圆柱滚轮的轴上接细绳，横向右拉绳左端固定在 销钉轴上，右端沿轨道面线槽依次经过外滑轮组的前滑轮、下中滑轮、右下滑轮、 右上滑轮后固定在纵向导杆上。在后旋转套环的环柄上接纵向上拉绳，纵向上拉 绳的右端沿后旋转套环的线槽(顺时针)依次经过外滑轮组的后滑轮、左上滑轮、 上左滑轮、上右滑轮后固定在上横向导杆上。在前旋转套环的环柄上接纵向下拉 绳，纵向下拉绳的右端沿前旋转套环的线槽(顺时针)依次经过外滑轮组的中滑 轮、左下滑轮、下左滑轮、下右滑轮后固定在上横向导杆上；四、演示与绘图， 拉紧连线并解除开锁卡、控制锁，逆时针推动旋转导杆上端的手柄，随滚轮在圆 柱面上滚动，销钉轴上的红指示灯作圆周运动，销钉轴的后端推动后旋转套环的 环柄使套环逆时针转动，纵向上拉绳拉动上横向导杆向上移动，绘图机构上的红 指示灯及画笔作斜直线运动，轨迹为y＝x(0≤x＜π)。在保持滚轮轴上的细绳一致 处于轨线的槽沟，在旋转导杆转到π的位置时，前旋转套环从-2π顺时针转到π的 位置，前后旋转套环都被上弹簧卡卡住，继续逆时针推动旋转导杆上端的手柄， 销钉轴后端脱离后旋转套环的环柄中部推动前旋转套环的环柄，前旋转套环进行 逆时针转动，纵向下拉绳拉动上横向导杆向下移动，绘图机构上的红指示灯及画 笔作斜直线运动，轨迹为y＝2π-x(π＜x≤2π)。重复上述运动就得到三角形波图 形。其它同矩形波的操作一样。