专利名称：椭圆规的制作方法
技术领域：
本实用新型椭圆规是一种根据椭圆参数方程设计的，能简便地在椭圆长短半轴变动的一定范围内绘制出椭园曲线的绘图仪器。
目前绘图仪器还没有专用的椭圆规，绘制椭圆采用点描方法绘制，先确定长短半轴中心两点(焦点)，再确定轮廓线点，分段用圆规或曲线板连接，绘出的椭圆是近似椭圆。教师在教育时椭圆先用两钉子确定二个椭圆焦点将绳子套在二个焦点钉子上，用绘图笔或粉笔套在绳子上，沿绳子张紧旋转绘制出椭圆不够标准，只能作教育示意椭圆。
本实用新型的目的是提供一种椭圆规，设计新颖独特，能在椭圆长短轴变动的一定范围内一笔完成椭圆绘制，绘制方法简便容易掌握，绘制出的椭圆标准，从而解决绘制椭圆的难题。
椭圆规是采取以下方案实现的椭圆规主要结构由手柄、椭圆规脚、固定端、套筒、转动端套筒、固定端传动齿轮、转动端传动齿轮、传动轴、套筒短颈转轴、支柱、定位钢针、支承中心轴、支承横杆、绘图笔构成。椭圆规手柄下部连接有椭圆规双脚，椭圆规双脚上分别设置有固定端套筒，转动端套筒，通过连接销与椭圆规脚连接，传动轴穿装在套筒上，固定端套筒端设置有一对固定端传动齿轮，转动端套筒端设有一对转动端传动齿轮，传动齿轮可采用圆锥齿轮。固定端套筒下部装有支柱，支柱套装在套筒短颈转轴上，支柱底端设有定位钢针为固定支点A，可插入图纸，支柱顶部设有固定端主动齿轮，固定端从动齿轮固定在靠近固定端套筒的传动轴上，固定端主传动齿轮与固定端从传动齿轮啮合。转动端传动齿轮的主动齿轮套装在靠近转动端套筒的传动轴上，可以在传动轴上滑动，采用定位螺钉定位。转动端套筒下端有支承中心轴，支承套装在支承中心轴下部，转动端齿轮的转动端从动齿轮设置在支承上端，与转动端主动齿轮相啮合。支承上有横杆孔装有横杆，横杆一端设有绘图笔，套装有弹簧在弹簧压力下使绘图笔夹c紧贴于纸面上。支承底部设有一钢珠或万向轮，与纸面接触为转动支点B。固定支承A与转动支点B之间距离为(a+b)/2，转动支承B与绘图笔尖C之间距离为(a-b)/2，其中a为椭圆长半轴距离，b为椭圆短半轴距离。转动端齿轮主动齿轮与从动齿轮配成速比为2∶1，固定端主动齿轮、从动齿轮与转动端从动齿轮齿数相同，转动端主动齿轮齿数是固定端从动齿轮齿数的2倍。传动齿轮的模数相同。
椭圆规是根据椭圆参数方程x=acost、y=bsint参数方程(式中t为位相角，a、b为椭圆长、短半轴，(x、y为位相角为t时位于椭圆上某一点P的坐标)设计的，以围绕中心半径(a+b)/2的旋转圆周上的一点为中心，以(a-b)/2为半径二倍于旋转圆转速反方向放置的同步旋转点轨迹为一长短半径为a、b的椭圆的形成原理，能简便地在椭圆长短轴变动的一定范围内一笔绘制出椭圆曲线，绘制出的椭园是严格按椭圆参数方程绘制标准椭圆，设计新颖、独特，从而解决了绘制椭圆的难题。椭圆规可广泛适用于学校教师作教具，大、中、小学生作绘图仪器，工程技术人员、美工装饰设计人员作绘图、工程设计绘图仪器，该仪器设计灵巧，体积小，使用方便，可随身携带。
以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是椭圆规结构示意图。
参照附图椭圆规主要结构由手柄1、椭圆规脚2、固定端套筒4、转动端套筒5、固定端传动齿轮6、7，转动端传动齿轮12、14，传动轴8，套筒短颈转轴9，支柱10，定位钢针11，支承中心轴15，支承16，横杆22，绘图笔18构成。椭圆规手柄1下部连接有椭圆规双脚2，双脚上分别设置有固定端套筒4，转动端套筒5，采用连接销3与椭圆规脚2相铰连，传动轴8穿装在套筒4、5上，传动轴8能在套筒4、5轴孔内转动，转动端套筒5可在传动轴8上滑动调节到一定位置后以定位螺钉13在传动轴上定位，固定端套筒一侧设置有一对固定端传动齿轮，采用圆锥齿轮，固定端套筒4下部装有支柱10，支柱套装在套筒短颈转轴9上，支柱底端设有定位钢针11，可由三根钢钉构成，在工作时插入图纸23，即插入绘图板面，为固定支点A，用于固定绘制椭圆的中心位置，支柱10顶部固定有固定端主动齿轮7，固定端从动齿轮6固定在靠近固定端套筒4一端的传动轴8上，固定端主动齿轮7与固定端从动齿轮6齿数、模数相同。转动端传动齿轮采用圆锥齿轮，转动端主动齿轮12套装在转动端套筒5右侧的传动轴8上，转动端主动齿轮12能在传动轴8上滑动，由定位螺钉24定位在传动轴8上。转动端套筒5下端有支承中心轴15，支承16套装在支承中心轴15下部，转动端从动齿轮14设置在支承16上端与支承固定连接，与转动端主动齿轮12相啮合，传动端主动齿轮12的齿数是转动端从动齿轮14的2倍，传动端从动齿轮14与传动端主动齿轮12配成速比为2∶1，传动端从动齿轮14与固定端主、从动齿轮7、6齿数相同，模数相同。即转动端主动齿轮是固定端从动齿轮齿数的2倍。支承16上横杆孔20装有横杆22，横杆在孔内滑动配合可以在孔内滑动调整好位置后以螺钉21固定，横杆一端设有绘图笔18，绘图笔上套有弹簧19，在弹簧轻轻施加压力使笔尖c点紧贴于纸面23上。支承16底部设有一钢珠17或万向轮，与纸面接触点为转动支点B。固定支点A与转动支点B之间距离为(a+b)/2，转动支点B与绘图笔尖C之间的距离为(a-b)/2，其中a为椭圆长半轴距离，b为椭圆短半轴距离。
椭圆规使用时将支柱10利用定位钢针11固定在纸面上，移动转动端套筒5，使固定支点A轴线与转动支点B轴线距离达到(a+b)/2然后以定位螺钉13定位在传动轴上，再次则通过在横杆孔20中移动的横杆调整转动支点B轴线与绘图笔尖C轴线之间距离保持在(a-b)/2随即用螺钉21使之定位，然后轻轻旋转手柄1，由于A轴固定，只能是B轴绕A轴旋转，此时由于固定端齿轮6与7啮合，带动传动轴8转动，传动轴8带动转动端主动齿轮12转动，齿轮12传动转动端从动齿轮14，由于从动齿轮14、支承16套装在支承中心轴上，使从动齿轮14，支承16围绕B轴为中心旋转，从而带动绘图笔尖C转动，在二种运动合成下完成长半轴a，短半轴b的椭圆曲线的绘制。
权利要求1.一种椭圆规，其特征是其结构由手柄、椭圆规脚、固定端套筒、转动端套筒、固定端传动齿轮、转动端传动齿轮、传动轴、套筒短颈转轴、支柱、定位钢针、支承中心轴、支承、横杆、绘图笔构成；椭圆规手柄下部连接有椭圆规双脚，椭圆规双脚上分别设置有固定端套筒，转动端套筒，传动轴穿装在套筒上，固定端套筒端设置有一对固定端传动齿轮，转动端套筒端设有一对转动端传动齿轮，固定端套筒下部装有支柱，支柱底端设有定位钢针，为固定支点A，支柱顶部设有传动齿轮的固定端主动齿轮，固定端从动齿轮固定在靠近固定端套筒的传动轴上，转动端传动齿轮的主动齿轮套装在靠近转动端套筒的传动轴上，转动端套筒下端有支承中心轴，支承套装在支承中心轴下部，转动端齿轮的转动端从动齿轮设置在支承上端，支承上装有横杆，横杆一端设有绘图笔，支承底部设有钢珠或万向轮，为转动支点B。
2.根据权利要求1所述的椭圆规，其特征是椭圆规固定支点A与转动支点B之间距离为(a+b)/2，转动支点B与绘图笔尖C之间距离为(a-b)/2，其中a为椭圆长半轴距离，b为椭圆短半轴距离。
3.根据权利要求1所述的椭圆规，其特征是传动齿轮可采用园锥形齿轮。
4.根据权利要求1所述的椭圆规，其特征是传动端主动齿轮的齿数是转动端从动齿轮的2倍，传动端从动齿轮与传动端主动齿轮配成速比为2∶1，传动端从动齿轮与固定端主、从动齿轮齿数相同，模数相同。
专利摘要本实用新型椭圆规是一种根据椭圆参数方程设计的,能简便地在椭圆长短半轴变动的一定范围内绘制出椭圆曲线的绘图仪器。其结构由手柄、椭圆规脚、固定端套筒、转动端套筒、固定端传动齿轮、转动端传动齿轮、传动轴、套筒短颈转轴、支柱、定位钢针、支承中心轴、支承、横杆、绘图笔构成,椭圆规双脚上分别设置有固定端套筒、转动端套筒,传动轴穿装在套筒上,固定端套筒端设置有固定端传动齿轮,转动端套筒端设有转动端传动齿轮,固定端套筒下部装有支柱,底端装有钢针。
文档编号B43L11/05GK2318049SQ9724320
公开日1999年5月12日 申请日期1997年12月16日 优先权日1997年12月16日
发明者王卓卓 申请人:王卓卓, 娄启简, 周侠