专利名称：一种二次曲线规的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种外环形曲线绘图仪，它是用于绘制已知参数的圆、椭圆、抛物线、双曲线以及其退化曲线的仪器。
在中国《实用新型专利公告》第1卷第4号上公开了一种圆锥曲线规(申请号85200874)。它的目的是通过寻求一种圆锥曲线成图规律绘制符合已知参数的椭圆、双曲线、抛物线的绘图仪器。它的构成是主脚、配脚通过夹片及U型夹连接，内轴套、外套筒套装在主脚上，外套筒凸台上的两侧面夹连着两边具有相平行槽的短脚，绘笔与短脚一边槽内的滑块相连，另一边槽内具有直角滑块。它的不足之处在于短脚占据空间位置较大，内轴套不能沿主脚轴向运动；主脚不能水平放置；绘笔伸缩及沿主脚轴向移动不大，绘笔通过三个铰链支点(螺钉或螺钉螺母构成)绕主脚旋转，其中两支点绘图中具有相对运动、难免产生松动，改变绘笔，主脚之夹角，使用性能欠佳；绘制曲线方法单一，因此绘制的圆锥曲线包含面积和参数(P、D)范围不大，并且随着P、D值，P／D值的增大，画不成完整的椭圆和支向伸展长的抛物线，双曲线。
本实用新型的目的在于可以避免上述现有技术中的不足之处而提供一种绘制二次曲线包含面积、参数(P、D)范围大、绘制方法多并且结构简单的二次曲线规。
本实用新型是以平面切割单叶回转双曲面得到二次曲线为原理设计的，其具体方案是一种二次曲线规，包括带有笔套和规柄的画脚、带有插针和规柄的定脚和带有插针的支脚。套装在画腿上的转臂侧部具有一个端部带内、外螺纹的销轴，套装在定腿上的转臂侧部的凸出部分上有一个与销轴相配合的轴套孔，螺钉、螺母将两转臂连接在一起，两转臂的接触面为平面。定腿上的转臂在接触平面上刻有两条互成角45°的直线，一条和定腿及其所在该转臂上的轴套孔相垂直；画腿轴向设有键槽，套装在其上的转臂的轴套孔内壁上装有与该键槽相配合的平键；定腿上套装有一个与定腿上转臂的缺口相配合并使该转臂相对定腿轴向定位的套件；套装在画腿上的转臂的一侧面上与销轴同轴线处用螺钉套连着指针，该侧面下部正中有一条与轴套孔P0轴线平行的刻线；支腿上的扁平端套连在套装于定腿上的圆筒形套件下部的叉脚口内。
本实用新型还可以采用两支座支撑的具体方案，该支座由带有底板的螺杆和与该螺杆配合的上端带有U型口的叉套组成；叉套的U型口两侧壁对称地开有小槽，套装在定腿上的短套两侧的耳轴装入该小槽内，用侧板和螺钉将该短套套连在叉套的U型口内，短套上具有定位螺钉。支座之一还可以用定腿及套装在其上的圆筒形套件替换；转臂、画腿置于支腿上。
本实用新型定腿上的转臂和与该转臂相配合的套件的位置关系是，该套件位于转臂中部与之相配合的缺口上，套件上具有定位螺钉。
本实用新型定腿上的转臂和与该转臂相配合的套件的位置关系还可以是，套件套装在定腿上，转臂套装在该套件上，套件和转臂的上端用双螺母连接，套件上具有定位螺钉。
附图的图面说明如下
图1、本实用新型的一种结构简图2(a)、本实用新型定腿、画腿和转臂连接的第一种方式图；图2(b)、图2(a)的A向剖视图；图3(a)、本实用新型支座的结构简图；图3(b)、为图3(a)的左视图；图4(a)、本实用新型定腿、画腿和转臂连接的第二种方式图；图4(b)、为图4(a)的B向部分剖视图；图5、本实用新型第一种画法调规示意图；图6、本实用新型第一、二种画法示意图；图7(a)、本实用新型第三种画法示意图；图7(b)、图7(a)中一支座的一种替换支座；图8、本实用新型第四种画法示意图；图9、本实用新型第五种画法示意图；本实用新型下面将结合附图进一步详述本实用新型的第一个实施例如
图1、图2(a)、(b)所示，画腿(4)、定腿(5)上分别用螺纹连接着规柄、笔套(17)和插针(18)，画腿(4)上设有轴向键槽，套装在画腿(4)上的转臂(2)的轴套孔P0的内壁镶有与键槽相配合的平键，避免画腿(4)自转。转臂(2)上端部带有内、外螺纹的销轴套入转臂(1)的凸出部分上的轴套孔O1内，螺钉(8)、螺母(9)将转臂(1、2)相连。转臂(1、2)的接触面为平面，在转臂(1)的接触平面上刻有两条互成角45°的直线，一条直线与转臂(1)上的轴套孔O′相垂直，与该两条直线配用的是转臂(2)上在接触平面左边的侧面T，侧面T分别对准两刻线，指示画腿(4)、定腿(5)夹角α为45°和90°。螺钉(14)将指针(13)套连于转臂(2)的前侧面上且与销轴具有同一轴线之处，前侧面下部正中刻有与指针(13)相配用的刻线，指示画腿(4)垂直图平面。套件(3)位于转臂(1)的中部缺口内。定腿(5)套入缺口上下和套件(3)相共的轴套孔O′内。支腿(6)一端连接着插针(18)，另一扁平端用螺钉、螺母连接在套于定腿(5)上部的圆筒形套件(10)的叉脚口内。转臂(1、2)、套件(3、10)上的螺钉(15、7、16、12、11)起定位作用。
本实用新型还可以采用双支座(30)形式，支座(30)如图3(a)、(b)所示，带有底板(方圆均可，其侧面90°方位处有四条对中用的刻线J)的螺杆(20)与叉套(21)螺纹配合，叉套(21)上部U型口的侧壁对称地开有小槽，套装在定腿(5)上的短套(22)两侧的耳轴装入该小槽内，侧板(23)、螺钉(24)将短套(22)套连在叉套的U型口内。短套(22)上有定位螺钉(25)，又可以采用转臂(1、27)及画腿(4)置于支腿(6)上，支腿(6)一端用支座(30)另一端是定腿(5)支撑(该定腿脚下插针可换成底板)的形式。
本实用新型第二个实施例如图4(a)、(b)所示，套件(26)套装在定腿(5)上，转臂(27)套装在套件(26)上，在转臂(27)和套件(26)的上端用两螺母(28、29)相连接。本实施例其它部分与实施例1的相应部分相同。
本实用新型第一种绘图法如图5、图6所示，P是二次曲线的焦点参数。P＝ (b2)/(a) ，D是焦点到准线的距离。D＝ (b2)/(c) ，当P／D＝0是圆，＜1是椭圆，＝1是抛物线，＞1是双曲线，绘图按下述步骤进行。
①在图平面π上作直线MN，在MN上取点O、P、D，使OP＝P＝ (b2)/(a) ，OD＝D＝ (b2)/(c) ；②定腿(5)插在点O，使画腿(4)、定腿(5)成角45°，沿直线MN移动支腿(6)，使画腿(4)及画规平面R(定腿(5)、支腿(6)所在平面)垂直图平面π；沿定腿(5)移动画腿(4)同时摆动画规平面R，保持画腿(4)垂直图平面π使笔尖落在点D，旋紧螺钉(16)；③定腿(5)不离点O，沿直线MN移动支腿(6)，仍保持画腿(4)垂直图平面π使笔尖落在点P，旋紧螺钉(7、12)，旋松螺钉(16)，扶正画规平面R垂直图平面π；④旋转画腿(4)，笔尖在图平面π上便画出了所求的二次曲线。
本实用新型第二种绘图法如图6所出①在图平面π的直线MN上取点O、P、C，使OP＝P＝ (b2)/(a) ，点C是二次曲线的焦点，过点C作直线MN的垂直线P1P2(或过点O作直线MN的垂直线P1′P2′)，使P1C＝P2C＝ (b2)/(a) (或P1′O＝P2′O＝P1 + (P/D)2]]>)。
②定腿(5)插在点O左或右，具体如下椭圆(±0.1)P抛物线、双曲线(0.5～－0.25)P；③将转臂提至一定高度，旋紧螺钉(12)；来回转动画腿(4)调节角α和θ，使笔尖通过三点P、P1、P2(或P、P1′、P2′)，旋紧螺钉(7)。
④旋转画腿(4)，画得所求二次曲线。
本实用新型第三种绘图法如图7所示①在图平面OXY的轴Y上取点A、A′、C、C′(抛物线无A′、C′)，过点C、C′分别作直线C1C2、C1′C2′垂直轴Y，取OA＝OA′＝a，C1C＝C2C＝C1′C＝C2′C＝ (b2)/(a) 。
②用两支座(30)调节定腿对图平面的高度，定腿(5)平行或不平行平面OXY均可，但定腿(5)的投影必须和轴Y重合，定腿(5)平行轴Y时，平面OXY只能截得双曲线，不平行时平面OXY截得二次曲线。
③转臂置位于点O上部，旋紧螺钉(12)；来回转动画腿(4)移动支座(30)、调节角α(定腿不平行轴Y，还需调节角θ)，使笔尖通过三点C1、C2、A，旋紧螺钉(7)。
④旋转画腿(4)，笔尖在图平面OXY上便画得所求二次曲线(若是双曲线，画腿(4)依点C1′、C2′、A′画另一支)。
本实用新型第四种绘图法如图8所示，此法只能画椭圆。
①在图平面OXY的轴X上取OI＝OI′＝a，在轴Y上取OⅡ＝OⅡ′＝b。
②定腿(5)插在点O，张开支腿(6)对准轴X任一点，将画腿(4)拉至一定长度L，旋紧螺钉(16)；③转动、张合画腿(4)，笔尖落在轴Y上的点Ⅱ和点Ⅱ′，旋紧螺钉(7)；④定腿(5)不离点O，沿轴X移动支腿(6)，使笔尖落在点I(或点I′)上；⑤旋转画腿(4)，笔尖在图平面OXY上便画得了所求的椭圆。
本实用新型第五种绘图法如图9所示，以过已知点作已知直线的平行线为例的步骤如下①调节两支座(30)，使定腿(5)平行于图平面OXY，且其投影与轴Y重合。
②画腿(4)与定腿(5)成某夹角α，使笔尖落在已知点上，旋紧螺钉(7、16)，转臂沿定腿(5)滑移，笔尖在图平面OXY上画得过已知点且平行轴Y的直线。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点①画腿(4)(伸缩量)、定腿(5)工作长度较大，转臂(1、27)可沿定腿(5)轴向运动；亦可采用双支座(30)方案，单支座(30)及定腿(5)支撑方案；②画图方法多，可根据二次曲线参数P、D的变化和组合(P、D)选择合适的绘制方法，改善作图性能。
③结构简单，使用方便。
因此，可绘制包含面积、参数变化范围均较大的二次曲线及其退化曲线；支座(30)的采用，移动方便，可用于钳工画线，亦可画得二次曲线面积物体的相贯线。
权利要求1.一种二次曲线规，包括定腿(5)、画腿(4)和支腿(6)以及分别与它们螺纹连接的规柄、笔套(17)和插针(18)，画腿(4)上设有轴向键槽，套装在其上的转臂(2)的轴套孔P0内壁上镶有与该键槽相配合的平键(19)，其特征在于①套装在画腿(4)上的转臂(2)侧部的销轴端部具有内、外螺纹，套装在定腿(5)上的转臂(1、27)侧部的凸出部分上有一个与该销轴相配合的轴套孔01，螺钉(8)、螺母(9)将转臂(1、27)和转臂(2)连接在一起，转臂(2)与转臂(1、27)的接触面为平面，转臂(1)的接触平面上刻有两条互成角45°的直线，其中一条垂直该转壁上的轴套孔O′，定腿(5)上装有一个与转臂(1、27)相配合的套件(3、26)，转臂(2)另一侧面上与销轴同轴线处用螺钉(14)套连着指针(13)，该侧面下部正中有一条与轴套孔P0轴线平行的刻线，支腿(6)的扁平端连接在套装在定腿(5)上的圆筒形套件(10)的叉脚口内，转臂(1、27、2)、套件(3、26、10)上具有定位螺钉(16、15、7、12、11)；②支腿(6)可以采用支座(30)替换，该支座(30)包括具有底板的螺杆(20)、与螺杆(20)相配合的上端具有U型口的叉套(21)，U型口两侧开有小槽，套装在定腿(5)上的短套(22)两侧的耳轴置入小槽内，侧板(23)和螺钉(24)将短套(22)连在叉套(21)的U型口内，短套(22)上有定位螺钉(25)。
2.按照权利要求1所述的二次曲线规，其特征在于所述的套件(3)位于转臂(1)中部与之相配合的缺口上，套件(3)上具有定位螺钉(12)。
3.按照权利要求1所述的二次曲线规，其特征在于所述的套件(26)套装在定腿(5)上，转臂(27)套装在套件(26)上，在套件(26)和转臂(27)的上端用螺母(28、29)连接。
专利摘要本实用新型属于外环形曲线绘图仪，根据平面切割单叶回转双曲面得到二次曲线为原理，设计的一种利用单一画规绘制。符合已知条件的圆、椭圆、抛物线、双曲线以及其退化曲线的二次曲线规。它包括定腿画腿和支腿(或双支座)，其特征是定腿和画腿之间采用转臂连接，可使画腿相对定腿处于空间任何位置。由于结构简单、制造容易，使用方便，可应用于教学、科研、生产等方面。
文档编号B43L11/00GK2036900SQ8821354
公开日1989年5月3日 申请日期1988年8月22日 优先权日1988年8月22日
发明者李业勋 申请人:李业勋