专利名称：圆锥曲线制图仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种准确绘制各种圆锥曲线的绘图仪器。
目前画圆的圆规很多，画各种圆锥曲线的仪器极少，偶而有之，也仅能笨拙地绘制固定大小的某一种圆锥曲线而矣。
本实用新型的目的是提供一种圆锥曲线制图仪，它既可绘制不同直径的圆，又可画出任意大小的椭圆、双曲线、抛物线。并且还有使用方便、制图准确、结构简单、组合自由等特点。
本实用新型的目的是这样实现的，让其大体外型与圆规相仿，也是由两只可以张合的针脚组成。不同的是，也是本实用新型最大的特征是，引入准绳----一条结实而耐磨损，柔软而无弹性的细线绳(截面也可以方形)来辅助制图。为实现一体多能(指同体具有绘制圆、椭圆、双曲线、抛物线四种曲线的能力)的目的，设计了与准绳相配合的控制器、延伸脚、外展脚、制动器、线槽等部件。其中控制器是以弹簧片为动力的同轴上有两个大小完全一样的串联在一起的线圈组成，可控制准绳拉出与收回，且保证向两针脚输出或收回的准绳长度相等的设备。延伸脚是由活动轴固定在两针脚间的画抛物线的辅助设备，它的下端里部有一个带弹簧的滑动杆，弹簧在滑动杆上伸缩带动绘图用的笔尖(其上有一小挂钩，可挂着准绳一同动力)运动。其作用是为绘制抛物线提供一个水平方向的分运动，从而与准绳和针脚所产生的垂直于水平方向的分运动合成，共同达到绘制抛物线的目的。外展脚是以手柄下端为轴，并可绕轴旋转，所带的墨线脚由弹簧丝外弹的绘制椭圆，双曲线的辅助设备，在其墨线脚的下部有一个挂钩和一线夹，分别起到挂着准绳滑动和阻止准绳滑动的作用。制动器就是靠手柄的螺丝扣的旋紧与旋松来控制控制器内线圈轴的旋转与否，来达到保持准绳长度是否一定的作用。线槽是在两针脚内(或表面)的一条将准绳由控制器中的线圈中传到针脚下端的通道。当然这种由不同部件组成的圆锥曲线制图仪，完全可以分开进行适当组合成为绘制某一种曲线的专用仪器。
图1为本实用新型整体外观图图2为本实用新型整体剖面图图3为本实用新型延伸脚示意图图4为本实用新型控制器示意图其中1手柄、2外展脚、3控制器外壳、4弹片固定头、5、(左、右)两针脚、6、活动轴、7延伸脚、8挂钩B、9笔尖、10准绳、11、制动器、12固定盘、13弹簧丝、14弹簧片、15线圈、16线圈轴、17线槽、18滑动杆、19弹簧、20线夹、21挂钩、22挂钩A、23墨线脚、控制器(图4，由4、12、14、15、16、组成)本实用新型的具体结构，组合方式，绘制方法由以下实施例给出参照图一至图四1圆，把整个仪器的外展脚(2)，延伸脚(7)摘下，便成了一个变形的圆规，将两针脚(5)的一只换上墨线脚，便可作出圆来了。
2椭圆，只按上外展脚(2)。将两针脚(5)上的准绳接到一起，拉开两针脚(5)，使准绳拉长至欲画椭圆长轴的长度，旋紧手柄(1)，使制动器(11)工作，保持准绳的固定长度，然后将两针脚(5)分别插到欲画椭圆的两个焦点上，把准绳挂到外展脚下部的挂钩(21)上(准绳可自由活动)旋转外展脚(2)，便可画出椭圆来。
3双曲线，也只按上外展脚(2)。将两针脚(5)上的准绳(10)接到一起，拉动两针脚(5)，插到欲绘双曲线的两焦点上。然后在拉紧的准绳上找一点，使这一点所分两段准绳的长度差为双曲线的实轴长，之后把这一点挂在外展脚下的挂钩(21)上，压上线夹(20)，使准绳不能在挂钩(21)上滑动，上下移动外展脚(2)，由于控制器向两针脚所输出或收回的准绳长度相等，轨迹上的便都保持了原来的差值，所以所得轨迹是双曲线的一分支。互换两针脚所在的焦点，便可画出另一分支。
4抛物线，将外展脚(2)摘下，按上延伸脚(7)。张开两针脚(可随意，但为制图方便，可张大些)拉出两针脚的准绳(不要接到一起)将右针脚的准绳头挂到笔尖挂钩B(8)上。调整准绳使笔尖(9)和挂钩B(8)与右针脚平齐(最好是重合)。然后旋转手柄(1)让制动器(11)工作使准绳保持原来的状态，接着把右针脚插到欲绘抛物线的焦点上，左针脚也插到与焦点同一坐标轴上的某一点。然后沿活动轴(6)平移延伸脚(7)，使原来笔尖(9)和挂钩B(8)与抛物线的准线和坐标轴的交点重合，这时笔尖和挂钩B由于准绳的作用使它们处的位置是抛物线的顶点。固定延伸脚(7)，使它只能绕活动轴(6)旋转而不能进行平移，随后将延伸脚上的笔尖及挂钩B(8)所带的准绳向挂钩A(22)处移动，压缩内部滑动杆(18)上的弹簧(19)，直至最大位移处。外旋(方向恰好与抛物线的准线方向一致)延伸脚(7)直到挂钩B(8)与左针脚间的准绳拉紧为止。最后使笔尖(9)接触纸面，松开笔尖，由于滑动杆(18)上弹簧(19)外展和针脚(5)的准绳共同作用，使笔尖(9)所留下的轨迹正是所要绘制的抛物线。它依据的原理是抛物线上的点到准线和焦点的距离相等。
由以上实施方法的叙述可知本实用新型与现有的可绘制圆锥曲线的用具相比，具有功效大同体可绘制四种曲线，随意性强可绘制任意大小的图形，结构简单，制图准确等优点。
权利要求1.圆锥曲线制图仪是一种绘制各种圆锥曲线的绘图仪器，它的大体外形与圆规相仿，也是由两只可以张合的针脚组成，其特征是在主体内增设了一条结实而耐磨损、柔软而无弹性的细线绳(截面也可为方形)一准绳，与之相配合地又在两针脚上部设有控制器、外展脚(由手柄下端固定在控制器的外壳上部)、制动器；在两针脚内设有线槽；在两针脚中部设有由活动轴固定在两针脚间的延伸脚。
2.根据权利要求1所述的圆锥曲线制图仪，其特征是控制器内有组以弹簧片为动力的同轴上串联两个大小一样的线圈。
3.根据权利要求1所述的圆锥曲线制图仪，其特征是延伸脚的下端里部有一个带弹簧的滑动杆；弹簧在滑动杆上伸缩带动一个笔尖〔其上有一挂钩(8挂钩B)〕
4.根据权利要求1所述的圆锥曲线制图仪，其特征是外展脚以手柄下端为轴，并可绕轴旋转；其上有一个由弹簧丝向外弹出的墨线脚。
5.根据权利要求1所述的圆锥曲线制图仪，其特征是制动器内的手柄和线圈轴间有一螺丝扣。
6.根据权利要求1所述的圆锥曲线制图仪，其特征是外展脚、延伸脚分别通过手柄和活动轴与主体相结合。
7.根据权利要求1或3所述圆锥曲线制图仪，其特征是延伸脚下端右下角处有一小挂钩(22挂钩A)。
8.根据权利要求1或4所述圆锥曲线制图仪，其特征是外展脚上所带的墨线脚的下端有一挂钩和一线夹。
专利摘要实用新型圆锥曲线制图仪涉及一种绘制圆锥曲线的绘图仪器。它解决了目前不能用简单仪器准确绘制任意大小的椭圆、双曲线、抛物线等圆锥曲线的技术难题。其特征是引入准绳进行辅助绘图。并相应地设计了控制器(控制准绳伸缩)、延伸脚(为绘制抛物线提供分运动)、外展脚(绘制双曲线、椭圆的设备)、制动器(控制控制器的运动)等设备。本实用新型最主要的用途就是能准确绘制任意大小的圆、椭圆、双曲线、抛物线等圆锥曲线。
文档编号B43L11/00GK2270635SQ9621329
公开日1997年12月17日 申请日期1996年6月12日 优先权日1996年6月12日
发明者张景伟 申请人:张景伟