圆锥曲线规的制作方法

文档序号:2531815阅读:236来源:国知局
专利名称:圆锥曲线规的制作方法
该发明是一种圆锥曲线绘图规。
现有能绘圆锥曲线的绘图规,一般都是由支撑脚配合,倾斜轴脚,无规柄操作的绘笔在保持与轴脚夹角不变的情况下,绕轴脚转动的同时作矢向滑动,如圆锥曲线规(中国专利文献,85200874)。虽然,门型多能圆柱圆锥截面曲线规(中国专利文献,86200441)要求主脚轴线垂直平面,但在绘图时,仍是倾斜主脚,转动绘笔绘图,且绘图过程繁多。因此它们都不同程度地暴露了结构复杂,以及由于没有充分发挥规柄的作用,导致使用不方便等缺点。
本发明的目的是提供一种结构简单,使用方便,绘图准确宜进行几何作图的圆锥曲线规。
本发明的特征是在轴脚12上装有柄尾8和轴套10,使规柄11能带动绘笔7在可改变与轴脚12夹角的情况下,绕轴脚12转动,同时产生矢向滑动的圆锥曲线规。
下面就附图
对本发明的圆锥曲线规作进一步的说明。
与规柄11连接的绘笔7,又通过可在柄尾8上滑动,旋紧后能在其定位的螺钉9与柄尾8连接,同时还与轴套10连接,並且以此连接处为支点,当绘笔7的某个部位,如上端,沿轴套10上的弧形槽(也可是弧形边)或其他导轨滑动时,绘笔7能在支点摆动,改变绘笔7与轴脚12的夹角,同时沿支点和螺钉9作矢向滑动,使绘笔7与画面接触。
柄尾8能沿与套筒4铰接的柄托6滑动,螺帽5可使柄托6在套筒4上定位,当柄托6与套筒4正交时,柄尾8能在轴脚12上转动,但无滑动;当柄托6与套筒4斜交时,柄尾8在轴脚12上转动且同时产生滑动。
套筒4与轴套10铰接,当旋紧螺钉3时,套筒4可在轴脚12上定位,而轴套10可在轴脚12上转动,但无滑动;当旋松螺钉3时,套筒4,轴套10均能在轴脚12上转动和滑动。
能在轴脚12上滑动的定位板1着画面时,轴脚12不能转动,旋紧螺钉2可确保轴脚12与画面斜交或正交时的夹角不变。
这样,当规柄11在轴脚12上转动时,也带动绘笔7 、柄尾8、轴套10转动;当规柄11在轴脚12上滑动时,对绘笔7产生压力,並通过螺钉9将压力传递给柄尾8,由于柄托6与套筒4斜交,使柄尾8在轴脚12上滑动,同时产生转动,随之规柄11也产生转动。又规柄11对绘笔7的压力,使绘笔7上端沿轴套10上的导轨滑动。从而绘笔7在绕轴脚12转动的过程中产生摆动,同时作矢向滑动。
附图为本发明的圆锥曲线规示意图。图中1定位板、2螺钉、3螺钉、4套筒、5螺帽、6柄托、7绘笔、8柄尾、9螺钉、10轴套、11规柄、12轴脚、0记号。
绘图步骤1、在平面上绘出相互垂直的两条直线u,v,交点是F,B为直线v上部的点(以下简称点B且FB=b2a(p),]]>A为直线u左侧上的点(以下简称点A)且FA=|a-c|(p2);]]>2、将脚轴12对准点F,定位板1落在直线u上,当绘笔7对准点B时,旋紧螺钉9;
3.将绘笔7对准点A,旋紧螺帽5;4.按住轴脚12,旋转规柄11,便可一次性地,准确地绘出椭圆、双曲线(抛物线)的图形。
同样,可对称地绘出双曲线的另一支。
若已知某圆锥曲线的点B和任意点M,按上述步骤(只将步3改为将绘笔7对准点M,旋紧螺帽5)则可绘出经过点B和点M的所需圆锥曲线。
当FB=p,FA=p2,]]>绘笔7对准点A时,在圆锥曲线规的某部位,如套筒4(或轴脚12)上紧挨着柄尾8的边缘,刻上一线条或其他标志记号0,绘图时,如果柄尾8边缘在记号0的上(下)方,那么所绘图形为双曲线(椭圆);如果边缘紧挨记号0,那么所绘曲线为抛物线。由此,可用它来判定所绘图形属圆锥曲线中的哪类曲线。
按上述步骤所绘圆锥曲线,如果点F在直角坐标系中的位置分别为(-c,0),(c,0),(p/2,0)那么绘出的椭圆,双曲线,抛物线依次满足标准方程x2a2+y2b2=1,]]>x2a2-y2b2=1,]]>y2=2px如果点A固定在(0,0),由此确定点F和点,那么所绘圆锥曲线满足直角坐标系统一方程y2=2px+(e2-1)x2如果交点F为极坐标系中的极点,那么所绘圆锥曲线满足极坐标方程
如果点B,点A为某曲面上的已知两点,那么可将圆锥曲线绘在曲面上。
绘椭圆时还可使用以下方法方法1.在直线v上部取点B,使FB=b2a,]]>在直线u的右侧取点M,使FM=a+c,按上述步骤绘图时,将第3步改为使绘笔7对准点M,其他相同,便可绘出符合已知条件的椭圆。
方法2.
(1)设相互垂直的两直线u、v相交于O,在直线v上部取一点B,使OB=b,在直线u的左侧取一点A,使OA=a;(2)柄托6与套筒4正交,旋紧螺帽5,将轴脚12对准点O定位板1落在直线u上,使绘笔7对准B点,旋紧螺钉9;(3)左倾绘规,使绘笔7对准A点,旋紧螺钉2;(4)按住轴脚12,旋转规柄11,绘笔不离开平面,便绘出所需椭圆图形。
绘圆的方法是柄托6正交套筒4,旋紧螺帽5,轴脚12对准圆的中心,绘笔7与轴脚12的距离等于半径长,旋紧螺钉9,按住轴脚12,旋转规柄11,便可绘出满足已知条件的圆。
不移动轴脚12,只改变柄托6与轴脚12的夹角,能清楚地演示出当离心率e从小变大时,图形由圆到椭圆、抛物线、双曲线的变化过程,可加深对离心率e的理解。
上述诸例,都是如同小圈圆规,直(斜)立轴脚12,旋转规柄11的操作方式,一次性地、准确地绘出符合已知条件的圆锥曲线。
权利要求
1.一种装有规柄11、轴脚12和绘笔7的圆锥曲线绘图规,其中规柄11可带动绘笔7在轴脚12上保持与轴脚12夹角不变的转动和滑动,或无规柄11操作的绘笔7在保持与轴脚12夹角不变的情况下绕轴脚12转动的同时作矢向滑动。本发明的特征是在轴脚12上装有柄尾8和轴套10,使规柄11能带动绘笔7在绕轴脚12转动的过程中产生摆动,同时作矢向滑动。
2.根据权利要求1中所述的圆锥曲线规,其特征是绘笔7同时与规柄11,柄尾8,轴套10连接。
3.根据权利要求1、2中所述的圆锥曲线规,其特征是柄尾8上装有螺钉9。
4.根据权利要求1至3中所述的圆锥曲线规,其特征是柄尾8可沿柄托6滑动。
5.根据权利要求1、2中所述的圆锥曲线规,其特征是轴套10上有导轨。
6.根据权利要求1、5中所述的圆锥曲线规,其特征是轴套10与套筒4铰接。
7.根据权利要求1中所述的圆锥曲线规,其特征是轴脚12上装有定位板1。
8.根据权利要求1至7中所述的圆锥曲线规,其特征是规上有能判定所绘图形属圆锥曲线中哪类曲线的记号。
全文摘要
本发明是一种装有规柄、轴脚和绘笔的绘图规。能如同小圈圆规直立轴脚,旋转规柄的操作方式,一次性地、准确地绘出满足圆锥曲线直角坐标系中标准方程、统一方程和极坐标系中极坐标方程的各类曲线(包括圆),并能将这些曲线绘在曲面上,以及清楚地演示出当离心率e由小变大时,图形从圆到椭圆、抛物线、双曲线变化过程。具有结构简单,使用方便,绘图准确,宜进行几何作图等性能。
文档编号B43L9/02GK1042330SQ8810756
公开日1990年5月23日 申请日期1988年10月29日 优先权日1988年10月29日
发明者严吉瑞 申请人:严吉瑞
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