曲线规的制作方法

文档序号:2637830
专利名称:曲线规的制作方法
技术领域
该实用新型是一种曲线绘图规。
现有能绘曲线的绘图规,有如下三种结构一是连杆式,如中国发明专利申请号87103279A,A型圆锥曲线规,它是由规柄、轴脚、滑块和绘笔等元件构成,直立轴脚,旋转规柄绘图,操作方便,但只能绘圆锥曲线;二是齿轮式,如苏联发明4144538号,特种圆规,装有两只拆装式套管,每只套管内都有一副齿轮,只能绘圆和圆内外旋轮线,操作不太方便;三是连杆齿轮式,如中国实用新型专利申请号91221157.1,万能曲线规,可根据所绘曲线的定义,采用不同的连接方式,把部件组合成不同形状的支撑架,通过上下齿条和滑块,将连杆和齿轮连接起来,转动绘笔作图,能绘出圆锥曲线、卵圆、心形圆等,但不能绘出多种多样的圆内外旋轮线等其它曲线,且结构复杂,操作不方便。
本实用新型的目的是提供一种改进的曲线规,其结构简单,能方便准确地绘出合符已知条件的圆、椭圆、抛物线、双曲线、圆内外旋轮线、圆的渐开线,阿基米德螺线,以及上述有关不同曲线的反曲线等,宜在平面上进行几何作图,并能将不同的平面曲线投影地绘在曲面上。
为了实现这一目的,本实用新型是通过滑块,将连杆和齿轮两部件有机地结合起来,其特征是定轮与轴脚导键连接,和动轮共轴的转盘与滑块导向连接,接点为一滚珠或销,置于它们的导轨内,可在动轮与定轮之间加装中间轮或扭装传动带。它的工作原理是受可在轴脚上转动和滑动的规柄作用的动轮,与能在轴脚上滑动的定轮产生的转矩,同步地传递给与滑块连接的转盘,由于滑块能在可绕轴脚转动和滑动的规套上滑动,以及动轮在自转时,绕轴脚公转,因此,与滑块连接的绘笔,产生在轴脚上作纵向和横向摆动的同时,绕轴脚转动,沿轴脚滑动。
该实用新型与现有技术相比具有如下优点操作方便,按着轴脚旋转规柄,能绘出不同的曲线,并可直接旋动规柄,调控绘笔的张角,准确对点;结构简单,实现由滑块将定轮轴(轴脚)为支撑的齿轮件和连杆件组合起来的整体结构,省去可组成不同形状支撑架的附件及中间传动零件;绘图范围广,不仅完成现有不同绘规所能绘出的各种曲线的作图,还能绘出它们不能绘出的圆的渐开线、阿基米德螺线以及上述不同曲线的反曲线等图形,并可将以上各种曲线投影地绘在曲面上。由此,它不仅可以作为中学平面解析几何、平面几何和立体几何等课程教学时,师生的作图工具,以及广泛地应用于大学、中专有关课程的教学、科研,还是有关部门在机械制图,工程设计,图案设计等方面的研究与应用中的必备工具。


1绘笔、2轴脚、3螺钉、4滑块、5活塞、6滑块、7规套、8动轮、9转盘、10盘套、11螺帽、12定轮、13规夹、14螺钉、15规柄。
以下结合附图对本实用新型曲线规作进一步的说明绘笔1与规夹13活销连接。规夹13与规柄15活动连接,螺钉14可止规夹13在规柄15上转动。规柄15与轴脚2活动连接,能绕轴脚2转动和轴向滑动,轴脚2的顶部呈扁平状。可拆装的动轮8能在规柄15的尾部平移后定位。定轮12与轴脚2导键连接,能沿轴脚2轴向滑动,定轮12与动轮8可以是啮合传动的齿轮,也可以是通过摩擦传动的摩擦轮,或是通过传动带传动的带轮,如三角皮带轮,为了便于选用动轮8,以定轮半径R为1,在动轮8上相应地标出数字。与动轮8同轴且装有活动盘套10的转盘9,与能在规套7上滑动的滑块6导向连接,接点是滚珠或销等,置于它们的导轨(如槽)内,彼此连接。插入活塞5,可使接点在滑块6上定位,盘套10可定位在规柄15的尾部上。旋紧螺帽11,可使盘套10与转盘9同步。滑块6通过可折部位与能在绘笔1上滑动的滑块4连接,螺钉3可使滑块4在绘笔1上定位,绘笔1的下部可侧向折动。
本发明的曲线规有关工作状态是规柄15能使曲线规的其余各部件沿轴脚2作轴向滑动,还能带整个绘规绕轴脚2的尖点旋转。捏紧轴脚2的顶部,旋转规柄15,绘笔1绕轴脚2转动和沿轴脚2滑动的同时,有以下现象出现
1)若旋松螺帽11时,绘笔1能渐开或渐收。
(2)若旋紧螺帽11时,可定绘笔1的最大张角或最小张角;(3)若旋紧螺钉14时,绘笔1与规柄15同步绕轴脚2转动;(4)若旋松螺钉14,插入活塞5时,能使绘笔1纵向摆动的同时,产生横向摆动;(5)若折动滑块6上的直杆部分,绘笔1在滑块6向(或离)轴脚2滑动时,作反向运动;(6)若在动轮8与定轮12之间加装一中间轮(或扭装传动带),绘笔1能随动轮8运转方向的改变而改变。
现以下面数例说明本实用新型的使用方法例1、绘阿基米德螺线,满足方程ρ(θ)=aθ。
在极坐标中找出已知点M(ρ,θ)轴脚2的尖点对准点O,转动规柄15,使绘笔1从0度开始,旋转已知角θ将绘笔1对准点M,旋紧螺钉3;直立轴脚2,捏紧轴脚2的顶部,旋动规柄15,便可绘出满足上述条件的阿基米德螺线。
例2、绘椭圆曲线,满足方程x2a2+y2b2=1]]>或{y=bsinθx=acosθ]]>在直角坐标中,标出动轮中心点O1 和根据动点到点O1的距离所确定的点B(O,b)的位置;选用半径为定轮12一半的动轮8,在动轮8与定轮12之间装入中间轮。
轴脚2尖部对准点O,插入活塞5,转动规柄15,使绘笔1张角最大,移动绘笔1对准点O1,旋紧螺钉3;转动规柄15,使绘笔1对准点B,旋紧螺帽11;直立轴脚2,捏紧其顶部,旋转规柄15,便可绘出所要绘的椭圆。
例3、绘圆内(外)旋轮线。
根据需要选装动轮8,仿例2的操作过程,可绘出圆内旋轮线的图形;若拆去中间轮,可绘出所需绘的圆外旋轮线。
例4、绘圆锥曲线,满足方程ρ(θ)=P/1-ecosθ。
根据需要给出满足方程的两点,如点A 和点P ,并在坐标中找出其位置。
扳斜滑块6的折杆,拧紧螺钉14,轴脚2的尖部对准要绘曲线的焦点F,将规柄15旋转90度(即让绘笔1指于过点F与X轴的垂线),使绘笔1对准点P,旋紧螺钉3;回转规柄15,使绘笔1对准点A,旋紧螺帽11;直立轴脚2捏紧其顶部,旋转规柄15,便可绘出所要绘的圆锥曲线,当e<1、e=1、e>1时,所绘曲线分别为椭圆、抛物线、双曲线。
权利要求1.一种曲线规,该规的规柄15与轴脚2活动连接,滑块6与绘笔1活动连接,其特征是定轮12与轴脚2导键连接,和动轮8共轴的转盘9与滑块6导向连接,接点为一滚珠或销,置于它们的导轨内,可在动轮8与定轮12之间加装一中间轮或扭装传动带。
2.根据权利要求1所述的曲线规,其特征是转盘9装有活动盘套10。
3.根据权利要求1所述的曲线规,其特征是定轮12与动轮8,可以是啮合传动的齿轮。
4.根据权利要求1所述的曲线规,其特征是定轮12与动轮8,也可以是摩擦传动的摩擦轮。
5.根据权利要求1所述的曲线规,其特征是定轮12与动轮8,也可以是传动带传动的带轮。
6.根据权利要求1所述的曲线规,其特征是规夹13与规柄15活动连接。
7.根据权利要求1所述的曲线规,其特征是轴脚2顶部呈扁平状。
专利摘要曲线规,它是在装有规柄、轴脚、滑块、绘笔的绘图规上,增加定轮与轴脚导键连接,和动轮共轴的转盘与滑块导向连接,能方便准确地绘出符合已知条件的圆、椭圆、抛物线、双曲线、圆的渐开线、阿基米德螺线,以及各种各样的圆内外旋轮线,并能将上述曲线绘在曲面上。
文档编号B43L11/00GK2245000SQ9424322
公开日1997年1月15日 申请日期1994年10月26日 优先权日1994年10月26日
发明者严吉瑞 申请人:严吉瑞
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