专利名称：多功能绘图仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多功能绘图仪，具体涉及一种符合一般二元二次方程曲线的绘图工具。
现有技术中用于教学和生产科研中绘制二元二次曲线方程的工具比较单一，使用范围较窄，中国专利局授权公告的91221157.1，93219325.0多用曲线规虽然也能同时绘出几种曲线，但仅只能绘制圆、椭圆、双曲线、抛物线、摆线、蜗线、而对于二元二次方程中螺线、渐开线、蚌线和连杆机构所特有的曲线却不能够完成。
本实用新型的目的是旨在提供一种多功能绘图仪，它可以绘制圆、椭圆系、双曲线系、抛物线系、摆线、渐开线、螺线、蜗线(包括心形线)、蚌线以及连杆机构所特有的各种曲线。
本实用新型的技术方案是用两个大小不同的齿轮以轴相接后形成齿轮组，同时将它们通过可调支架杆安装在U型针尖的支撑脚下，以两个不同的齿轮分别与其啮合，其中一齿条的一端通过销轴与一滑杆组相固接并与其垂直，另一齿条的一端通过销轴与滑块相连，L型可调画笔装在滑块下面。当改变齿轮的大小和拆装部分零件时便可作出不同的曲线。
以下结合附图对本实用新型作进一步详述。
图1为本实用新型结构示意图；图2为本实用新型画二元二次方程曲线结构图；图3为图2之俯视图；图4为本实用新型画椭圆线系结构图5为图4之俯视图；图6为本实用新型画双曲线系结构图；图7为图6之俯视图；图8为本实用新型画蜗线(包括心形线)结构图；图9为本实用新型画蚌线结构图；
图10为图9之俯视图。
根据
图1可知，本实用新型因齿轮组旋转始终保持两齿条线速度运动成比例常数。根据一般二元二次方程定义一动点到一定点的距离和它到一条定直线的距离之比是一常数，则该动点的轨迹为圆锥曲线。在此图中，齿条6一端与滑块16相连，齿条11的一端与滑杆组2、15、17固接并垂直于滑杆。当齿条6绕齿轮7顺时转动时，滑块中心O点沿Y轴从O点移到A点，AC＝OC变成AC＞OC，即齿条6在旋转时增长，带动齿轮7逆时针转动，从而带动齿轮11向右移动，且移动的量与齿条6增长的量之比为一常数，使得在水平方向上从O点移到B点。这时滑块16在水平垂直方向上从O点移动到O′点，AO′/O′C＝常数。这样滑块中心的轨迹便为圆锥曲线。
由图2、图3所示，齿轮7通过轴4与齿轮9固接，两齿轮转角相同，形成齿轮组，将其通过可调支架杆10安装在带U型针尖的支撑脚14上，齿轮6通过转臂5与齿轮7啮合，齿条11通过转臂8与齿轮9啮合且转臂8与可调支架杆10固接使齿条11与可调支架杆10平行，齿条11的一端通过销轴12与滑杆组2，15，17固接且与其垂直，齿条6的一端通过销轴13与滑块16相连，可调L型画笔1装在滑块16下面。
因此，根据
图1之原理1、当齿轮9与齿轮7直径相等时，滑块轨迹为抛物线，可调L型画笔1便可作出抛物线。
2、当齿轮9大于齿轮7时，滑块轨迹为椭圆，可调L型画笔1便可作出椭圆。
3、当齿轮9小于齿轮7时，滑块轨迹为双曲线，可调L型画笔1便可作出双曲线。
4、当L型可调画笔1直接连在可调支架10下，U型支撑脚14换成一字针尖，便可作圆。
6、拆出滑杆组2、16、17和齿条6，L型可调画笔1装在齿条11下，所作曲线为渐开线。
6、如需画更多种椭圆，则根据图4、图5之结构，将齿条6、11位于齿轮组7、9的两侧且分别装在可调支架杆10两侧，其中齿条6下面装上U型针尖的支撑脚14，L型可调画笔1装在齿轮组7、9下，辅助滑杆18一端装在齿轮组与画笔1之间，一端装在支撑脚14之上，这样转动齿条6可画出椭圆。调整齿条6长度便可作出椭圆系。
7、若需画出更多种双曲线，可根据图6、图7所示的结构安装。在带U型针尖的支撑脚14上安装可调支架杆10和辅助支架杆3，同时将与齿轮组7、9啮合的齿条6、11分别通过销轴13、12装在可调支架杆10和辅助支架杆3上，可调L型画笔1装在齿轮组7、9下，辅助滑杆18一端装在齿轮组与画笔1之同，另一端则安装在可调支架杆10与齿条6连接的销轴13上(齿条6、11装在齿轮组的同一侧面)。这样，转动齿条6便可画出双曲线，调整齿条长度便可绘出双曲线系。
8、根据图4、图5之结构，如果齿条6一端仍装在带U型针尖的支撑脚14上，另一端与齿轮7啮合，可调L型画笔1仍装在齿轮7下，其他结构全部拆出，调节L型画笔1，使齿轮7在齿条6上滚动，便可画出直线摆线。
9、在可调支架杆10上安装一齿轮，使该齿轮与齿轮组7、9之一相啮合，齿轮组下装L型可调画笔1。
A、当画笔笔尖在齿轮组的齿轮边缘时，所画曲线为螺线。
B、当画笔超出齿轮组齿轮边缘时，画笔的轨迹为外摆线。
10、根据图8，可调支架杆10与带U型针尖支撑脚14固接，在支架杆10上适当位置通过销轴13固接辅助支架杆3并使其与支架杆10平行，再根据要求在辅助支架杆3上确定销轴12的位置，将销轴13装在辅助滑杆18的滑槽内，辅助滑杆18的另一端的下面固定L型可调画笔1，并使其与滑杆18同向，用齿条6的一端通过销轴12固定在辅助支架杆3上，另一端则固定在辅助滑杆18下，这样根据所绘蜗线要求，调节齿条6和画笔1的长度和位置，让L型可调画笔1绕销轴12转动，便可画出蜗线。
11、根据图9、
图10所示的结构，将滑杆组2、15、17通过销轴12垂直固定在可调支架杆10上适当位置，可调支架杆10仍与带U型针尖支撑脚14固连，辅助滑杆18的一端通过销轴13安装在可调支架杆10下，另一端则与滑块16相连，滑块16在滑杆15上滑动，可调L型画笔1固定在辅助滑杆18下，并与其同向；根据需要调节两销轴12、13之间的距离和可调L型画笔1的位置，使画笔1绕销轴13旋转，即可画出蚌线。
12、因本实用新型主要根据连杆机构的特点制成，故可结合实际需要，自行组合画出连杆机构的曲线。
本实用新型的功能较多，能绘制圆、椭圆、抛物线、双曲线、直线摆线、圆周外摆线、螺线、蜗线(其中包括心形线)、渐开线、蚌线和连杆机构所特有的各种曲线(包括卵圆、腰形圆等)，特别是可以画满足方程需求的椭圆系、双曲线系的标准曲线。因此，本实用新型对于生产、科研、教学有很广泛的应用市场。
权利要求1.一种多功能绘图仪，其特征在于齿轮(7)通过轴(1)与齿轮(9)形成齿轮组，可调支架杆(10)安装在支撑脚(4)，齿条(6)通过转臂(8)与齿轮(9)啮合且一端通过销轴12与滑杆(2)(15)(17)组成的滑杆组固接并与其垂直，齿条(6)的一端通过销轴(13)与滑块(16)相连，可调画笔(1)装在滑块(16)下面。
专利摘要一种多功能绘图仪，它是根据二元二次函数定义，结合齿轮、齿条运动原理和连杆机构特点制成。主要由齿轮组、齿条、支撑脚、支架杆、滑杆组、滑杆、可调画笔，辅助滑杆组成。采用不同的装配方式将上述构件组合可绘制成符合一般二元二次方程的圆、椭圆系、双曲线系、抛物线曲线，还可绘出螺线、蜗线、摆线、渐开线、摆线、蚌线、连杆曲线等，具有绘图功能齐全、方便适用之特点，是学习、科研、教学的理想绘图工具。
文档编号B43L13/00GK2264676SQ9623410
公开日1997年10月15日 申请日期1996年1月22日 优先权日1996年1月22日
发明者旷跃林 申请人:旷跃林