专利名称：自动显数圆规的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够直接显示绘画直径的圆规，属绘图用具制造领域。
背景技术：
授权公告号CN2524954Y、名称“一种新型圆轨”，该圆轨主要由轨角、转轴组成。特点是在转轴上还活动装有一个刀片，该刀片位于二轨角之间，刀片可用来削铅笔或其它物品；在转轴的上部设有一块橡皮，用于对错误的部分进行修改。其不足之处；不能直观显示所画圆的直径大小。
发明内容
设计目的避免背景技术中的不足之处，设计一种能够直接显示所画圆直径大小的自动显数圆规。设计方案本发明根据圆周率和同心圆的几何原理和齿轮的传动作用构造而成。在传统圆规的基础上，突出了自动显数的功能，使用时无需在公分尺上寻找所需的尺寸，以提高其工作效率和工作质量。在结构设计上，自动显数圆规的夹板正面有扇齿穴、小齿穴和数盘是本发明的特点之一，目的在于使扇形齿轮与小齿轮有机的结合，随圆规腿的张合而带动数字盘有序的转动。扇齿穴和小齿穴中各有一齿轮定位孔是本发明的特点之二，它能固定二齿轮接合和正常工作。扇形齿轮边长等小齿轮周长的设计是本发明的特点之三，目的使数字中的等分数与圆规腿下两点之间始终保持倍数和同心圆，并且达到整体的协调结合和彼此的相应转动。4、数字盘和等分数是设计的特点之四，它能起到被缩小了倍数的等分尺作用，结合同心圆的原理，能准确的算出圆规腿下两点半径尺寸。数字盘中凸圆点是本发明的特点之五，它能起到期固定数字盘下的二齿轮和数字盘的周边的数字在长期的工作中不被磨损。夹板背后的二定位螺孔和定位螺钉是本发明的特点之六，目的在于固定圆规腿正常操作和接合齿轮的有机接合。夹板外套的显数窗和指示针是本设计的特点之七，目的在于能清楚的看到数字盘中等分数并得到准确的指示数据。放大镜的设置是本发明的特点之八，它具有放大数字的功能，目的在于能清晰数显示读数。圆规腿的总长度和数字盘中比数相等是本发明的特点之九，其止的在于使彼此之间始终保持倍数和同心圆，使指数显示更准确。左圆规腿的接合齿轮直角中的方形和圆形定位孔是本发明的特点之十，圆形孔可固定圆规腿正常转动，方形孔能带动扇形齿轮随圆规腿的张合而相应转动。圆规腿的紧固圆孔是本发明的特点之十一，目的在于各插腿的调换和使用。定心插腿的不贯通和有固定点是本发明的特点之十二，它能促使定心针和圆规腿长度相加与数字盘中的等分数保持一致，保证使用的准确度。定心针的一端平头和一端尖细是本发明的特点之十三，目的在于使其与圆规腿的总长度相加后与数字盘中的等分数成正比，无论处于哪一个角度，使彼此之间始终保持倍数和同心圆。其技术方案①自动显数圆规，它包括圆规，圆规中设有显示圆规直径大小的齿轮圆形等分尺。②自动显数圆规的显数方法，如权利要求1～6所述，两圆规腿带动扇形齿轮，扇形齿带动小齿轮转动，数字盘随小齿轮同步转动且随圆规腿的张合而有序的转动，无论张合到哪一个角度，圆规腿下的两点与数字盘中的等分数成正比，数字盘中的等分数是以一边圆规腿的长度来平均等分，两腿由合张到平行，是该圆的最大直径，也就是小齿轮转一周，该周与一圆规腿的比数相等。其工作原理根据圆周率和同心圆的几何原理。将圆规的圆规腿及连接部分(如插腿等)的总长度固定在一定的尺寸，并与数字盘中的比数相等。两个大小不等的同心圆，无论相差多少倍数，直射线的角度永远是一致的，假设数字盘是小圆，圆规腿下的铅心和定心针两点所画出的是大圆，无论大小，它们始终保持倍数和同心圆，所以直射线是一致的。由于齿轮的作用，数字盘会随着圆规腿的张合而有序的转动，无论张合到哪一个角度，圆规腿下的两点与数字盘中的等分数成正比，故在指示针下所显示出来的指示数始终与其保持一致。数字盘中的等分数是以一边的圆规腿的长度来等分，两腿由合张到平行，是该圆最大的直径，那么数字盘随着齿轮同步转动一周，这一周转达刚好与一边圆规腿的比数相等，无论圆规腿处于哪一个角度，点与点之间的圆弧就会与数字盘中的指示数相吻合，故在指示针下显示出来的就是该圆的半径。(见图1)。基于以上的原理，通俗的说数字盘就是一个被缩小了倍数但又十分准确的圆形等分尺，结合同心圆原理，随圆规两腿的张合而准确的指示出所需的半径。
本发明与背景技术相比，一是结构简单，造型新颖，实用性强；二是在传统圆规的基础上，突出了自动显数的功能，使使用者无需在公分尺上寻找所需的尺寸，从而提高了工作效率与质量；三是该发明不但生产方便、成本投入低，而且精确度高、易操作，实属圆规行业中一次突破性的创新，产生了预想不到的技术效果。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的分解结构示意图。
图3是夹板的结构示意图。
图4是夹板外套的结构示意图。
图5是扇形齿轮的结构示意图。
图6是小齿轮的结构示意图。
图7是数字盘的结构示意图。
图8是圆规腿的结构示意图。
图9是定心插腿的结构示意图。
具体的实施方式实施例1参照附图1～9。自动显数圆规，它包括圆规，圆规中设有显示圆规直径大小的齿轮圆形等分尺。齿轮圆形等分尺由扇形齿轮、小齿轮及带有接合齿轮的两圆规腿构成，小齿轮与扇形齿轮相啮合，两圆规腿中接合齿轮相啮合且带动扇形齿轮或小齿轮转动。小齿轮上有数字盘或或制有数字盘且随小齿轮同步转动。扇形齿轮的边长与小齿轮的圆周长相等。两圆形规腿中的接合齿轮的大小为圆的四分之一。数字盘中的等分数是以一边圆规腿的长度来平均等分，两腿由合张到平行，是该圆的最大直径，也就是小齿轮转一周，该周与一圆规腿的比数相等。扇形齿轮、小齿轮位圆规夹板的扇齿穴、小齿穴内且扇齿穴和小齿穴内各有一齿轮定位孔。夹板外套上设有显数窗和指示针且在显数窗上置有放大镜。数字盘中有凸点。夹板10该夹板的部位名称主要有扇齿穴5、小齿穴9和数盘穴12、紧固螺孔14、定位螺孔27和规头螺孔29(见图3)。扇齿穴5属半圆形并和小齿穴9相应的比例排列并相连通(见图3)。小齿穴9位于夹板10中，二穴中各有一齿轮定位孔6，主要作齿轮定位所用(见图3)。数盘穴12位于二穴上，以夹板的中心为中点，并与上述二穴相连通(见图3)数盘穴下方中有一螺孔14，与背后的螺纹孔相对称，通过紧固螺钉26将夹板紧固(见图3)。夹板的背后有两定位螺纹孔并按比例对称分列(见图3)。以作左右圆规的定位所用。规头螺纹相匹配。具体见(图3)。扇形齿轮7扇形齿轮为一个整圆的四分之一(见图5)。但该整圆的直径应是小齿轮11直径的四倍，取整圆的四分之一作为扇形齿轮。故扇形齿轮的边长与小齿轮的圆周长相等，其四分之一转刚好是小齿轮的一周。扇形齿轮7的面积是扇齿穴5的二分之一。直角中处于一定位柱。定位柱分圆形和方形，各占相应比例(见图5)。圆形为固定扇形齿轮的转动而设计，方形为进入圆规的定位方孔并与之相匹配，促使其随着圆规腿的张合而带动扇形齿轮的转达动。小齿轮11小齿轮为一整圆，与小齿穴9相匹配，圆周长与扇形齿轮的边长相等，下有一定位柱并与小齿穴中的齿轮定位孔8相匹配(见图6)。小齿轮11与数字盘13粘合一体使用，(二者可制全一体)数字盘13数字盘13可与小齿轮11的材料相同，并与小齿轮粘为一体使用，如制造方便可与小齿轮直接制合一体，其大小与数盘穴12相匹配。盘周边的等分比数以一边圆规腿的总长度而平均等分(见图7)。中有凸圆点，以起到稳固盘下的齿轮和数字盘的周边的数字在长期的工作中不被磨损。夹板外套4夹板外套4为包套在夹板10外部的一个部件，起美化和压住数字盘与齿轮能正常工作的作用。上方有一扇状显数窗(见图4)，显数窗的圆弧中有一线状指示针3，作指数的标准点。显数窗中有放大镜2并与相之匹配。其顶部中有一圆孔(见图4)，作规头螺钉通过所用。规头1规头1为主要部件，具体(见图4)。圆规腿18圆规腿分左右两个，端部各有一接合齿轮16(见图8)。接合齿轮为四分之一的圆。四分之一圆的直角中有一定位孔15左圆规腿的定位孔17分圆形与方形，各占厚度的二分之一并相通(见图8)，圆孔与定位螺钉27相匹配作定位之用。方孔与扇形齿轮的方形定位柱相匹配，主要起带动扇形齿轮随圆规腿的张合相应转动，二者功能各异并互不干扰。右圆规腿的定位圆孔15可贯通并与定位螺钉相匹配，不需方孔，左右圆规腿仅此区别，其余部位相同(见图8)。圆规腿的下端开有松紧圆孔并与插腿的内套相匹配，松紧圆孔的两边开有松紧槽25，松紧槽的一端有小圆洞(见图8)。松紧槽和小圆洞主要起松紧插腿所用。松紧槽的左右两边对称开有螺钉槽孔(见图8)，以作螺钉20通过之用，螺钉与螺盘19旋接，以调节螺钉的松紧。铅芯插腿21为圆状(见图9)，上部为内套部份与圆规腿的松紧圆孔相匹配。内套开有插槽(见图9)，铅芯孔可贯穿两端，中部为松紧螺纹(见图9)。松紧螺纹下为三片被平均等分并开了槽的夹片(见图9)。夹片在紧固螺套22的作用下起紧固铅芯24的作用。定心插腿28定心插腿28的结构造型与铅芯插腿24相同，但定心孔不贯通，开孔至松紧螺纹处左右，并与定心针23的长度相匹配(见图9)。使定心针插入后和圆规腿的总长度与数字盘中的等分数相等，以确保工作的准确度。也就是说定心孔的端点就是定心针的固定点。使用时铅芯以定心针的长度为标准。内定芯插腿31内定芯插腿与内铅芯插腿为画小圆所用，其上部为内套，内套开有插槽并与圆规腿的松紧圆孔相匹配。下部开有针槽并与定心针相匹配。针槽的终端为固定点(见图1)，针槽的一边开有螺孔，为内紧固螺钉通过之用。内铅芯插腿32内铅芯插腿与内定心插腿为画小圆所用，上部为内套，内套开有插槽并与圆规的松紧圆孔相匹配(见图1)。下部的一边开有铅芯孔，铅芯孔的两边开有松紧槽，松紧槽的两边开有螺孔，作螺钉通过紧固铅芯所用(见图1)。鸭嘴插腿30鸭嘴插腿的上部为内外套，内套开有插槽并与圆规的松紧圆孔相匹配，中下部为鸭嘴型的钢片(见图1)。钢片的上下对称开有螺钉槽孔，以作螺钉通过所用。内定心螺钉内定心螺钉的一端开有针孔，并与定心针相匹配，起紧固定心针所用(见图10)。定位螺钉27定位螺钉的端部为圆筒状(见图2)，并与圆规腿的定位圆孔相匹配，中部的螺纹与夹板的定位螺孔相匹配，该螺钉为沉头螺钉。夹板沉头螺钉26夹板沉头螺钉的长度在夹板的厚度内，不得长于夹板而阻挡夹板外套的组合(见图2)。定心针23定心针的一端为平头，一端尖细(见图20)。平头的一端与插腿内的固定点相触，其长度固定，与圆规、插腿相加后的长度与数字盘中的比数相等(见图1)。具体在制造时以圆规的型号规格而定。
装配程序先将两圆规腿安置在夹板中内的相应位置，用定位螺钉对准夹板的定位螺孔旋紧，使定位螺钉的前端部份进入圆规腿的圆形定位孔，致使两圆规腿无法脱离夹板并可自由转动，然后再用夹板紧固螺钉将夹板适度旋紧，促使两圆规腿正常工作为止，再将扇形齿轮的定位柱套进扇齿穴的齿轮定位孔并将方形柱进入圆规的定位方孔，使之能随圆规腿的张合而相应转动，然后再将数字盘中与小齿轮粘合一体，(或者在制造时二者可直接制合一体)。然后将数字盘中的指数与圆规下两点的距离比数调准，接着插入并将小齿轮和扇形齿轮的齿接合，这样调整准确后，再将放大镜粘合在显数窗的内部而凸显出。然后再将夹板外套套住夹板，将远见头的螺纹孔内并紧固，再后插入各插腿便可使用。该原理和构造可适合各式各样和不同规格的圆规制造，并可制造系列产品，具有一定的市场价值和前景。
实施例2自动显数圆规的显数方法，如实施例1所述，两圆规腿带动扇形齿轮，扇形齿带动小齿轮转动，数字盘随小齿轮同步转动且随圆规腿的张合而有序的转动，无论张合到哪一个角度，圆规腿下的两点与数字盘中的等分数成正比，数字盘中的等分数是以一边圆规腿的长度来平均等分，两腿由合张到平行，是该圆的最大直径，也就是小齿轮转一周，该周与一圆规腿的比数相等。
应该理解到的是虽然本发明采用上述实施例的方式进行了详细说明。但这些实施例只是说明性的而非用于对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的变化和改进都落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种自动显数圆规，它包括圆规，其特征是圆规中设有显示圆规直径大小的齿轮圆形等分尺。
2.根据权利要求1所述的自动显数圆规，其特征是齿轮圆形等分尺由扇形齿轮、小齿轮及带有接合齿轮的两圆规腿构成，小齿轮与扇形齿轮相啮合，两圆规腿中接合齿轮相啮合且带动扇形齿轮或小齿轮转动。
3.根据权利要求2所述的自动显数圆规，其特征是小齿轮上有数字盘或或制有数字盘且随小齿轮同步转动。
4.根据权利要求2所述的自动显数圆规，其特征是扇形齿轮的边长与小齿轮的圆周长相等。
5.根据权利要求2所述的自动显数圆规，其特征是两圆形规腿中的接合齿轮的大小为圆的四分之一。
6.根据权利要求2或3所述的自动显数圆规，其特征是数字盘中的等分数是以一边圆规腿的长度来平均等分，两腿由合张到平行，是该圆的最大直径，也就是小齿轮转一周，该周与一圆规腿的比数相等。
7.根据权利要求2所述的自动显数圆规，其特征是扇形齿轮、小齿轮位圆规夹板的扇齿穴、小齿穴内且扇齿穴和小齿穴内各有一齿轮定位孔。
8.根据权利要求7所述的自动显数圆规，其特征是夹板外套上设有显数窗和指示针且在显数窗上置有放大镜。
9.根据权利要求3所述的自动显数圆规，其特征是数字盘中有凸点。
10.一种自动显数圆规的显数方法，其特征是如权利要求1～6所述，两圆规腿带动扇形齿轮，扇形齿带动小齿轮转动，数字盘随小齿轮同步转动且随圆规腿的张合而有序的转动，无论张合到哪一个角度，圆规腿下的两点与数字盘中的等分数成正比，数字盘中的等分数是以一边圆规腿的长度来平均等分，两腿由合张到平行，是该圆的最大直径，也就是小齿轮转一周，该周与一圆规腿的比数相等。
全文摘要
本发明涉及一种能够直接显示绘画直径的圆规，圆规中设有显示圆规直径大小的齿轮圆形等分尺。齿轮圆形等分尺由扇形齿轮、小齿轮及带有接合齿轮的两圆规腿构成，小齿轮与扇形齿轮相啮合，两圆规腿中接合齿轮相啮合且带动扇形齿轮或小齿轮转动。优点一是结构简单，造型新颖，实用性强；二是在传统圆规的基础上，突出了自动显数的功能，使使用者无需在公分尺上寻找所需的尺寸，从而提高了工作效率与质量；三是该发明不但生产方便、成本投入低，而且精确度高、易操作，实属圆规行业中一次突破性的创新，产生了预想不到的技术效果。
文档编号B43L9/00GK1478661SQ031008
公开日2004年3月3日 申请日期2003年1月23日 优先权日2003年1月23日
发明者蔡成法 申请人:蔡成法