基本信息

第一作者姓名：李平浩

性别：男

民族：汉族

第一作者学校：北京市育英学校西翠路校区

第一作者人所在年级：六年级

第二作者姓名：

性别：

民族：

第二作者人所在学校：

第二作者人所在年级：

辅导教师姓名：刘迎泉

作品摘要

*结构组成：

我的球径测量仪分为三部分：A值测量器、B值测量器和对称器，组合而成。A值测量器是指用来读取A值的；B值测量器是指用来读取B值的（A、B均用于计算结果）；而对称器保证测量物前后对称，减小误差。

*主要特征：

结构简单，价格低廉：整个仪器使用木工，仅由7根木棍组成，所以制作成本并不高，合拢时，长仅15厘米，很便于携带。另外，重要的3根测量木棍上标有刻度，最高精密到1毫米。

*主要用途：

该仪器是数学仪器，应用于几何学。该球径测量仪对于任意球缺适用，它可以测出任意球缺所在球的半径。

*创新点：

一，结构创新，这种“奇怪”的结构组合是我以前从来没有见到过的。

二，方法创新，用“勾股定理”为原理，测量球的半径，经过查新，这种方法是独创的。

三、作用创新，用来测量球半径的仪器是极为罕见的。

作品说明

*问题提出：

*提出的问题和解决的问题：

提问：怎么测量球缺所在球的半径？

实际解决了：设计并制作出来一个能测量球缺所在球半径的仪器。

研究问题的原因和意义：

如今几何学的发展日趋完善，我们认识到生活中处处是几何图形。可我们不应安于现状，如何测量它们呢？尤其是怎么测量球缺的半径呢？一旦这个问题解决，我们就可以复原这个球缺所在的球了。这可能会在以后探案中有用！

*解决方案：

解决问题的办法：

一、网络搜索

经过海量搜索及排除，我找到了勾股定理，可以帮助解决问题。

二、设计、制作

我围绕勾股定理的应用，巧妙地运用球的相切，构造直角三角形，将勾股定理融入其中。完成了二维必要的装置设计和组装：A值测量器和B值测量器，总结出了公式： 半径=（a+b）*（a-b）÷2b。但是经过实测后我发现：测量出的数值特别不准。原来是原装置的固定功能太弱，还需要人为调整角度。经过很长时间的缜密思考，我决定在侧面添加对称装置，没想到完美解决了问题！至此，球径测量仪的功能已经很完善了，终极问题也得到了解决。因此我认为，球径测量仪的实验成功了，但还有不足之处，我会在今后继续改进它、完善它、创新它的！

发明研究的重点：

要针对任意球缺，使用勾股定理解决问题，并制作测量半径的仪器。

发明研究的难点：

用于数学几何的球径测量仪寥寥无几，创新的想法和设计是最难的，其次是在制作中困难重重，有很多想法是现实中做不到的。有了设计图以后，加工零件也很麻烦。

发明研究的难点：

用于数学几何的球径测量仪寥寥无几，创新的想法和设计是最难的，其次是在制作中困难重重，有很多想法是现实中做不到的。有了设计图以后，加工零件也很麻烦。

本发明使用方法、附图说明性文字：

将球缺放在4根木棍之间，使得球缺的曲面与4根木棍均有接触（角度是无所谓的），然后把B值测量木棍上移，也使其接触到球缺曲面。A值读接触点的值；B值读红标志位置值，最后，使用公式(a + b)(a - b) ÷ (2b)求出半径。（温馨提示：本仪器的值以毫米计算，所以读值和答案的单位应该是毫米）

记公式口诀：

一加一减两相乘，继续除以二倍小（b）。

测量球径并不难，这个公式要记牢！

*使用或试用效果：

我测量并分析大量的测量数据，发现：

    1、该数学几何仪器确实能测量任意球缺，甚至更不规则的球上立体图形。

    2、误差在2毫米以内。

    3、测量半径范围12毫米~140毫米。

 

*优点：

与我的发明最相近的专利是“定位针球径测量仪”。在木垫上，4根垂直与木垫的针定位球缺上弧面的点，使用针下多个弹簧的形变测量半径。相比之下，他的针只能上下移动，前后左右是固定的，而我的木棍显得更灵活，可测半径的值域更大。而且他用弹簧形变，测量的误差容易大，我的仪器误差则稍微小一些。另外，针在测量操作中易弯曲，我的木棍就没有这种现象。

*还需进一步研究的问题：

一、结构脆弱。

用木棍组装终究不是长久之计，今后材料要换成扁铁条，并刻刻度。其中的几个固定装置也需要专门加工。

二、测量要用公式。

公式的设定让仪器的使用麻烦，虽然公式计算简单，但我还是要改进的（尽量改进到不用公式的地步）。

三、误差还是大。

需要把固定装置做得更精密，更合适。

作品图片

查新说明

*查新网址与关键词：

查新网址：http://so.baiten.cn/佰腾专利检索网址。

关键词1：球缺and测量，共134条专利。

关键词2：几何and测量and球径，共13条专利。

关键词3：几何and测量  and球缺，共6条专利。

关键词4：球径测量仪and球面and触球，共1条专利。

*与本发明最相近的发明专利、研究文献的名称与摘要：

公开号：CN102538632A

申请（专利权）人：太仓南极风能源设备有限公司企业创新力及运营发展报告

申请日：20101213主分类号：G01B5/08

公开（公告）日：20120704

摘要： 一种定位针球径测量仪，用于准确测量球体的尺寸。该定位针球径测量仪由定位针一，定位针二，定位针三，定位针四，弹簧机构，定位座组成，其中，定位座为一扁圆柱体，两端面精磨，其平面度极好，定位座从上面向下开有两个通道，通道内装有弹簧机构，弹簧机构上端分别装有定位针二、定位针四，其针尖极细，针上标有刻度，另外在上端面上直接垂直引出固定长度的定位针一、定位针三，上述各定位针在自然状态下，其针尖所在高度各不相同，工作时，直接将被测球体放在四定位针上方，通过弹簧的自动调节，四个定位针完全抵触球面，则根据定位针二、定位针四的刻度值以及定位针一、定位针三的固有长度可以确定球体上的异面四点，从而计算出球体的球径，并且由于该测量仪将原来对球径的直接测量分散为四个尺寸的测量，由统计原理可知，提高了精确度。该定位针球径测量仪不但能够准确测量球体球径，而且结构简单，精确度高，操作方便。

*自我查新结论：

新颖