倍比圆规的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种倍比圆规。本发明的目的是提供一种能快速准确的找到一段直线的中点或以此段直线为直径的圆心、不进行乘2或除2的运算就能快速准确的完成2：1或1：2比例的绘图、能快速准确的调换粗细铅笔芯的倍比圆规。本发明的技术方案是：凸联接圆规腿与凹联接圆规腿呈X形相交并可绕交点处轴线相对转动，轴线距凸联接圆规腿两端和凹联接圆规腿两端的距离比均为1：2，设置有粗细铅笔芯转换装置，凸联接器的半圆球的平面与凹联接器的半圆球的平面粘贴合组成完整圆球。本发明即适合于学校的制图教学及绘图，也适合于企事业单位工作人员绘图使用。
【专利说明】倍比圆规
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种圆规，特别是一种倍比圆规。
【背景技术】
[0002]在绘图或制图课程的教学过程中，圆规是用来进行绘制圆或圆弧的必备工具，常用于尺规作图。然而在绘图过程中，常会遇到已有一段直线如何确定它的中点的问题，已知技术中，做法有两种:1、先量取此线段长度，后进行除2运算，再以已有线段一端为基准进行量取获得中点；此方法要2次量取尺寸，量取的精度要取决于所用量具的精度，而制图工具中常用的三角板、直尺、丁字尺等上的刻度的精度多精确至毫米，每次量取均会产生一I毫米以下的误差，另外，中间还要进行除2的运算，所以这种方法精度不高，而且费精力、费时间。2、需要做辅助线，使用圆规针端与此线段一端重合，以大于此线段一半的长度为半径，在此线段两边各绘一段圆弧，然后再让针端与线段另一端重合，以同样的半径在此线段两边各绘一段圆弧，这四段圆弧形成两个交点，连接这两个交点与中间的线段的交点即为此线段的中点；此方法步骤较多，而步骤越多就越费时，步骤越多其间的积累误差就越大，作图时只需要这段直线的中点，而这四段辅助圆弧在找到中点后还需要擦除，较为麻烦，并且费时，有时还擦除不干净，使整个图纸比较脏乱，此外，绘前两个圆弧时，由于不知道与后边两个圆弧的交点在什么位置，如果画的圆弧短了，在画后面两个圆弧时有可能就不能形成两个交点，还要返回去重画前面两个圆弧，如果前面两个圆弧画的长，以增加与后面两圆弧线相交的成功率，那又为后面的擦除工作增加了工作量，可见此方法费时、费力、精度又不闻。
[0003]另外在绘图过程中，经常需要绘制粗实线的圆或圆弧、细实线或虚线或点画线的圆或圆弧，而绘制实线的圆或圆弧是要求圆规的铅笔芯选用软而粗的，而绘制细实线或虚线或点画线的圆或圆弧是要求圆规的铅笔芯选用硬而细的，如何快速而方便的转换粗或细铅笔芯就成为一个急待解决的问题，专利号为200420015756.5的实用新型专利:双芯圆规，其特征在于圆规主脚上由螺帽固定有双头铅芯脚，在双头铅芯脚的两端头由套帽固定有粗细铅芯，此技术能够通过转动双头铅芯脚实现画粗细两种线条的圆或圆弧，但转换双头铅芯脚时要先拧松螺帽，再转动双头铅芯脚到合适位置，再拧紧螺帽，才能完成粗细铅芯的转换，还是比较费时、费力，而且双头铅芯脚难以转动到合适位置，这种结构即使转动到合适位置，在绘图过程中双头铅芯也比较容易发生转动，影响圆规的绘图精度。
[0004]在制图过程中，还经常会出现这些问题:1、已经存在的一段直线为将要绘制圆的直径，如何在不量取长度的情况下快速准确的找到圆心。2、已知一段直线，在不量取长度的情况下如何快速准确的找到中点。3、使用2:1或1:2比例进行绘图时，不进行乘2或除2的运算就能快速准确的完成2:1或1:2比例的绘图。4如何能快速准确的调换粗细铅笔芯。这些都是绘图人员和制图教育工作者要解决的问题。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是:针对上述存在的问题提供一种能快速准确的找到一段直线的中点或以此段直线为直径的圆心、不进行乘2或除2的运算就能快速准确的完成
2:1或1:2比例的绘图、能快速准确的调换粗细铅笔芯的倍比圆规。
[0006]本发明所采用的技术方案是:倍比圆规包括凸联接圆规腿，及与凸联接圆规腿呈X形相交并可绕交点处轴线相对转动的凹联接圆规腿组成，所述凸联接圆规腿被半圆球形的凸联接器分出凸联接长腿和凸联接短腿，凸联接器的半圆球的中心轴线距凸联接圆规腿两端的距离比为1:2，所述凹联接圆规腿被半圆球形的凹联接器分出凹联接长腿和凸联接短腿，凹联接器的半圆球的中心轴线距凹联接圆规腿两端的距离比为1:2。
[0007]所述凸联接器的半圆球平面一侧设置圆筒形的转动轴，转动轴的端部设置单旋转斜面凸起，转动轴和单旋转斜面凸起上设置与转动轴轴线重合的斜向切槽。
[0008]根据权利要求2所示的倍比圆规，其特征在于:所述切槽与凸联接长腿或凸联接短腿的夹角为30-60度。
[0009]所述凸联接器的半圆球的平面与凸联接长腿和凸联接短腿的前面和后面平行并位于前面和后面的中间位置，凸联接长腿的左面与凸联接短腿的右面位于穿过凸联接器的半圆球的中心轴线的同一平面。
[0010]所述凹联接器的半圆球的平面与凹联接长腿和凹联接短腿的前面和后面平行并位于前面和后面的中间位置，凹联接长腿的左面与凹联接短腿的右面位于穿过凹联接器的半圆球的中心轴线的同一平面。 [0011]所述凹联接器的半圆球平面一侧设置与转动轴相同直径和长度的圆孔，圆孔的端部设置与单旋转斜面凸起尺寸和形状相同的单旋转斜面槽，转动轴和单旋转斜面凸起穿入圆孔和单旋转斜面槽中形成铰连接，凸联接器的半圆球的平面与凹联接器的半圆球平面贴合形成一圆球。
[0012]所述凸联接长腿和凸联接短腿的末端设置粗细铅笔芯转换装置，凸联接短腿和凹联接长腿的末端设置圆规针，圆规针顶端与凸联接短腿和凹联接长腿的内侧面和前后面之间的中间面重合。
[0013]所述粗细铅笔芯转换装置包括双笔芯套筒、弹簧、盖形螺母，所述两端分别套接粗铅笔芯和细铅笔芯的双笔芯套筒的中间垂直方向设置转动轴，转动轴末端设置螺纹。
[0014]所述凸联接长腿和凸联接短腿末端设置可嵌入双笔芯套筒的凹槽，转动轴穿入凸联接长腿或凸联接短腿，使双笔芯套筒嵌入凹槽，转动轴再穿过弹簧，盖形螺母的所有螺纹与转动轴末端螺纹完全旋合至旋不动为止。
[0015]本发明的有益效果是:1、本发明的凸联接圆规腿与凹联接圆规腿呈X形相交并可绕交点处轴线相对转动，轴线距凸联接圆规腿两端和凹联接圆规腿两端的距离比均为1:2，这样就形成了两个常规技术的圆规，而且这两个圆规位置相背，并且联动，其中一边的圆规转动一个角度，和它相背的另一边的那个圆规也会转动一个相同的角度，但它们所绘圆或圆弧就不一样大，长腿的那个圆规所绘圆或圆弧的半径就是短腿的那个圆规所绘圆或圆弧的半径的2倍，本发明能快速准确的找到一段直线的中点或以此段直线为直径的圆心、不进行乘2或除2的运算就能快速准确的完成2:1或1:2比例的绘图。2、本发明设置有粗细铅笔芯转换装置，如果需要粗铅笔芯转换成细铅笔芯，只需按压盖形螺母，盖形螺母就压缩弹簧，使双笔芯套筒发生运动，脱离凹槽，顺时针转动盖形螺母进而带动双笔芯套筒转动，双笔芯套筒转动到细铅笔芯在外时松开盖形螺母，双笔芯套筒就由于弹簧的作用又返回并保持在凹槽内，整个过程为按压、转动、松手即可完成，快速准确的调换了粗细铅笔芯。
3、本发明的凸联接器和凹联接器均呈半圆球形，本发明工作时，凸联接器的半圆球的平面与凹联接器的半圆球的平面粘贴合组成完整圆球，手捏着此圆球，就有了向下或向上用力的着力面，也可以转动此圆球来转动本发明绘制出圆或圆弧，而且不管本发明两腿间张开的角度大或小，X形相交处始终是一圆球形，形状不会发生改变，手捏着本发明手感不会发生改变，使所绘图前后保持一致，保证本实施例的使用效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的立体示意图。
[0017]图2是本发明的凸联接圆规腿的立体示意图。
[0018]图3是本发明的凸联接圆规腿的正投影视图。
[0019]图4是本发明的凹联接圆规腿的立体示意图。
[0020]图5是本发明的去粗细铅笔芯转换装置的凸联接圆规腿立体示意图。
[0021]图6是本发明的双笔芯套筒的立体示意图。
[0022]图7是本发明的粗细铅笔芯转换装置的爆炸视图。
【具体实施方式】
[0023]如图1所示，本实施例包括凸联接圆规腿1，及与凸联接圆规腿I呈X形相交并可绕交点处轴线相对转动的凹联接圆规腿2组成，这样就形成了两个常规技术的圆规，而且这两个圆规位置相背，并且联动，其中一边的圆规转动一个角度，和它相背的另一边的那个圆规也会转动一个相同的角度；所述凸联接圆规腿I被半圆球形的凸联接器3分出凸联接长腿5和凸联接短腿6，凸联接器3的半圆球的中心轴线距凸联接圆规腿I两端的距离比为1:2，所述凹联接圆规腿2被半圆球形的凹联接器4分出凹联接长腿7和凸联接短腿8，凹联接器4的半圆球的中心轴线距凹联接圆规腿2两端的距离比为1:2，位置相背并且联动的两边的两个圆规张开的角度相同，如果腿长一样，那么它们所绘圆或圆弧是相等的，圆或圆弧的半径是相等的，如果腿长比例为1:2，那么它们所绘圆或圆弧就不一样大，长腿的那个圆规所绘圆或圆弧的半径就是短腿的那个圆规所绘圆或圆弧的半径的2倍。
[0024]如图2至图4所示，凸联接器3的半圆球平面一侧设置圆筒形的转动轴9，转动轴9的端部设置单旋转斜面凸起10，凹联接器4的半圆球平面一侧设置与转动轴9相同直径和长度的圆孔12，圆孔12的端部设置与单旋转斜面凸起10尺寸和形状相同的单旋转斜面槽13，转动轴9和单旋转斜面凸起10穿入圆孔12和单旋转斜面槽13中形成铰连接，实现凸联接圆规腿I与凹联接圆规腿2呈X形相交并可绕转动轴9进行相对转动，而在转动时凸联接圆规腿I与凹联接圆规腿2不能发生轴向位移或分离，也不能发生径向的偏移，所以要求凹联接器4的半圆球平面一侧设置与转动轴9相同直径和长度的圆孔12，圆孔12的端部设置与单旋转斜面凸起10尺寸和形状相同的单旋转斜面槽13，而单旋转斜面凸起10的外径大于圆孔12的直径，如果单旋转斜面凸起10要穿过圆孔12进入单旋转斜面槽13，那么单旋转斜面凸起10必须发生弹性变形，而转动轴9和单旋转斜面凸起10设置为圆筒形，转动轴9和单旋转斜面凸起10上设置与转动轴9轴线重合的斜向切槽11，这就为此弹性变形预留了变形的空间，使单旋转斜面凸起10可向内发生弹性变形等于圆孔12的直径穿过圆孔12进入单旋转斜面槽13，单旋转斜面凸起10进入单旋转斜面槽13复原，因为单旋转斜面凸起10与单旋转斜面槽13均为单旋转斜面，单旋转斜面凸起10进入圆孔12时，此旋转斜面可起引导单旋转斜面凸起10向内发生弹性变形的作用，当单旋转斜面凸起10进入单旋转斜面槽13复原后，因为另一面没有旋转斜面，即使凸联接圆规腿I与凹联接圆规腿2间有欲使轴向发生分离的相互作用的轴向力存在，因为凸起10的直径大于圆孔12的直径，单旋转斜面凸起10不可能发生弹性变形，所以凸联接圆规腿I与凹联接圆规腿2轴向间会保持稳定。
[0025]如图3所示，转动轴9和单旋转斜面凸起10上设置与转动轴9轴线重合的斜向切槽11，切槽11与凸联接长腿5或凸联接短腿6的夹角为30-60度，在绘制圆或圆弧时，手持凸联接器3和凹联接器4向下的作用力可作用于转动轴9的圆筒上而不是作用于切槽11间，不会发生径向的偏移，这样可以使圆规保持更高的稳定性，更高的精度。
[0026]如图3至图4所示，凸联接器3的半圆球的平面与凸联接长腿5和凸联接短腿6的前面和后面平行并位于前面和后面的中间位置，凸联接长腿5的左面与凸联接短腿6的右面位于穿过凸联接器3的半圆球的中心轴线的同一平面，凹联接器4的半圆球的平面与凹联接长腿7和凹联接短腿8的前面和后面平行并位于前面和后面的中间位置，凹联接长腿7的左面与凹联接短腿8的右面位于穿过凹联接器4的半圆球的中心轴线的同一平面，圆规针15顶端与凸联接短腿6和凹联接长腿7的内侧面和前后面之间的中间面重合，从而保证凸联接圆规腿I两端的铅笔芯顶点和圆规针15顶点、凹联接圆规腿2两端的铅笔芯顶点和圆规针15顶点、凸联接器3的半圆球与凹联接器4的半圆球组成的完整圆球的球心这5点位于同一平面，在凸联接圆规腿I与凹联接圆规腿2转动时，两端能始终保持1:2的圆或圆弧半径关系。
[0027]凸联接长腿5和凸联接短腿8的末端设置粗细铅笔芯转换装置14，凸联接短腿6和凹联接长腿7的末端设置圆规针15，使圆规针15位于本实施例的同一侧，在使用时如果长腿端圆规右侧为圆规针15，转动过来使用短腿绘制小圆或小圆弧时，仍然为右侧为圆规针15这样更得心应手，效率更高。
[0028]如图5至图7所示粗细铅笔芯转换装置14包括双笔芯套筒16、弹簧17、盖形螺母18，所述两端分别套接粗铅笔芯19和细铅笔芯20的双笔芯套筒16的中间垂直方向设置转动轴21，转动轴21末端设置螺纹，凸联接长腿5和凸联接短腿8末端设置可嵌入双笔芯套筒16的凹槽22，在转换粗细铅笔芯转换装置14时，可使粗细铅笔芯转换装置14快速而准确的卡位，保证了绘图的精度，提高了使用效率；转动轴21穿入凸联接长腿5或凸联接短腿8，使双笔芯套筒16嵌入凹槽22，转动轴21再穿过弹簧17，盖形螺母18的所有螺纹与转动轴21末端螺纹完全旋合，因为盖形螺母18 —面开口一面封闭，如果盖形螺母18的所有螺纹与转动轴21末端螺纹完全旋合至旋不动为止，那么。转动轴21与盖形螺母18完全旋死，盖形螺母18顺时针转动，转动轴21与盖形螺母18间不会再发生相对转动，转动轴21必须要随着一起转动，进而带动粗细铅笔芯转换装置14 一起转动；本实施例需要绘制粗实线的圆或圆弧时，粗细铅笔芯转换装置14的粗铅笔芯19向外，细铅笔芯20在内，如果绘制细实线或虚线或点画线的圆或圆弧时，要使用细铅笔芯，要使细铅笔芯20向外，粗铅笔芯19在内，就要转换双笔芯套筒16，此时，按压盖形螺母18，盖形螺母18就压缩弹簧17，使双笔芯套筒16发生运动，脱离凹槽22，顺时针转动盖形螺母18进而带动双笔芯套筒16转动，双笔芯套筒16转动到细铅笔芯20在外时松开盖形螺母18，双笔芯套筒16就由于弹簧17的作用又返回并保持在凹槽22内。
[0029]传统技术圆规的圆规腿相交处的转轴上端有一竖直转柄,手捏着转柄并转动转柄来绘制圆或圆弧，而本实施例呈X形相交，就没有了统统技术圆规的转柄，而本实施例的凸联接器3和凹联接器4均呈半圆球形，本实施例工作时，凸联接器3的半圆球的平面与凹联接器4的半圆球的平面粘贴合组成完整圆球，手捏着此圆球，就有了向下或向上用力的着力面，也可以转动此圆球来转动本实施例绘制出圆或圆弧，而且不管本实施例两腿间张开的角度大或小，X形相交处始终是一圆球形，形状不会发生改变，手捏着本实施例手感不会发生改变，使所绘图前后保持一致，保证本实施例的使用效果。
[0030]如果已经存在的一段直线为将要绘制圆的直径，在不量取长度的情况下，使用本实施例来快速准确的找到圆心的实施方式是:使用本实施例，把凹联接长腿7和凸联接长腿5端部的针顶点和铅笔芯顶点放在此段直线的两端，凸联接短腿6和凹联接短腿8端部的针顶点和铅笔芯顶点之间的距离即为此段直线的半径，把凹联接短腿8端部的铅笔芯顶点与此段直线的一端重合，凸联接短腿6端部的针顶点所在此段直线的位置即为圆心，即可以此段直线为直径进行绘制圆或圆弧。
[0031]如果已知一段直线，在不量取长度的情况下，使用本实施例来快速准确的找到中点的实施方式是:使用本实施例，把凹联接长腿7和凸联接长腿5端部的针顶点和铅笔芯顶点放在此段直线的两端，凸联接短腿6和凹联接短腿8端部的针顶点和铅笔芯顶点之间的距离即为此段直线长度的一半，把凸联接短腿6端部的针顶点与此段直线的一端重合，凹联接短腿8端部的铅笔芯顶点与此段直线的交点即为中点，即可以此段直线为直径进行绘制圆或圆弧。
[0032]使用2:1比例进行绘图时，不进行乘2的运算的情况下，使用本实施例快速准确的完成2:1比例绘图的实施方式是:依据图纸标注尺寸，使用凸联接短腿6和凹联接短腿8的顶端来量取长度或半径，手捏凸联接器3的半圆球的平面与凹联接器4的半圆球的平面粘贴合组成的完整圆球，使用凹联接长腿7和凸联接长腿5的顶端在图纸上进行长度标示或绘制圆或圆弧即可。
[0033]使用1:2比例进行绘图时，不进行除2的运算的情况下，使用本实施例快速准确的完成1:2比例绘图的实施方式是:依据图纸标注尺寸，使用凹联接长腿7和凸联接长腿5的顶端来量取长度或半径，手捏凸联接器3的半圆球的平面与凹联接器4的半圆球的平面粘贴合组成的完整圆球，使用凸联接短腿6和凹联接短腿8的顶端在图纸上进行长度标示或绘制圆或圆弧即可。
[0034]本发明即适合于学校的制图教学及绘图，也适合于企事业单位工作人员绘图使用。
【权利要求】
1.一种倍比圆规，其特征在于:该倍比圆规包括凸联接圆规腿(1)，及与凸联接圆规腿(I)呈X形相交并可绕交点处轴线相对转动的凹联接圆规腿(2)组成，所述凸联接圆规腿(I)被半圆球形的凸联接器(3)分出凸联接长腿(5)和凸联接短腿(6)，凸联接器(3)的半圆球的中心轴线距凸联接圆规腿(1)两端的距离比为1:2，所述凹联接圆规腿(2)被半圆球形的凹联接器(4)分出凹联接长腿(7)和凸联接短腿(8)，凹联接器(4)的半圆球的中心轴线距凹联接圆规腿(2)两端的距离比为1:2。
2.根据权利要求1所示的倍比圆规，其特征在于:所述凸联接器(3)的半圆球平面一侧设置圆筒形的转动轴(9)，转动轴(9)的端部设置单旋转斜面凸起(10)，转动轴(9)和单旋转斜面凸起(10 )上设置与转动轴(9 )轴线重合的斜向切槽(11)。
3.根据权利要求2所示的倍比圆规，其特征在于:所述切槽(11)与凸联接长腿(5)或凸联接短腿(6)的夹角为30-60度。
4.根据权利要求1或2所示的倍比圆规，其特征在于:所述凸联接器(3)的半圆球的平面与凸联接长腿(5)和凸联接短腿(6)的前面和后面平行并位于前面和后面的中间位置，凸联接长腿(5)的左面与凸联接短腿(6)的右面位于穿过凸联接器(3)的半圆球的中心轴线的同一平面。
5.根据权利要求1所示的倍比圆规，其特征在于:所述凹联接器(4)的半圆球的平面与凹联接长腿(7)和凹联接短腿(8)的前面和后面平行并位于前面和后面的中间位置，凹联接长腿(7)的左面与凹联接短腿(8)的右面位于穿过凹联接器(4)的半圆球的中心轴线的同一平面。
6.根据权利要求1或5所示的倍比圆规，其特征在于:所述凹联接器(4)的半圆球平面一侧设置与转动轴(9)相同直径和长度的圆孔(12)，圆孔(12)的端部设置与单旋转斜面凸起(10)尺寸和形状相同的单旋转斜面槽(13)，转动轴(9)和单旋转斜面凸起(10)穿入圆孔(12)和单旋转斜面槽(13)中形成铰连接，凸联接器(3)的半圆球的平面与凹联接器(4)的半圆球平面贴合形成一圆球。
7.根据权利要求1所示的倍比圆规，其特征在于:所述凸联接长腿(5)和凸联接短腿(8)的末端设置粗细铅笔芯转换装置(14)，凸联接短腿(6)和凹联接长腿(7)的末端设置圆规针(15)，圆规针(15)顶端与凸联接短腿(6)和凹联接长腿(7)的内侧面和前后面之间的中间面重合。
8.根据权利要求6所示的倍比圆规，其特征在于:所述粗细铅笔芯转换装置(14)包括双笔芯套筒(16)、弹簧(17)、盖形螺母(18)，所述两端分别套接粗铅笔芯(19)和细铅笔芯(20)的双笔芯套筒(16)的中间垂直方向设置转动轴(21)，转动轴(21)末端设置螺纹。
9.根据权利要求6或7所示的倍比圆规，其特征在于:所述凸联接长腿(5)和凸联接短腿(8)末端设置可嵌入双笔芯套筒(16)的凹槽(22)，转动轴(21)穿入凸联接长腿(5)或凸联接短腿(8)，使双笔芯套筒(16)嵌入凹槽(22)，转动轴(21)再穿过弹簧(17)，盖形螺母(18)的所有螺纹与转动轴( 21)末端螺纹完全旋合至旋不动为止。
【文档编号】B43L9/08GK103895420SQ201410159964
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】江有永, 项春, 施高萍 申请人:浙江水利水电学院, 江有永