一种任意直线段的三等分尺规的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种任意直线段的三等分尺规，包括持架和安装在持架上的两套分尺组件，持架主要由主杆、支杆、刻度盘组成，分尺组件对称安装在持架上。本实用新型提供一种以相似三角形法为理论根据，通过结构零件间的相互约束控制画笔运动，能在一定误差范围下对规定长度范围内直线段作其两个三等分点和一个中点的实体直线段三等分尺规，且实用性强，值得推广。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种尺规，尤其涉及一种可精确作出任意直线段两个三等分点和 一个中点的尺规。 一种任意直线段的三等分尺规
【背景技术】
[0002] 三等分直线段有中线法、平行线法、二轴法、放缩法、辅助圆法以及折纸法等方法， 以上所有方法都是利用尺规作图法通过建立辅助线间接得出的三等分点，不可以一步直接 作出直线段的三等分点。
[0003] 直线三等分是一个我们日常生活中经常会涉及到的问题，在学校里，老师和同学 经常需要通过作直线段三等分点来解决几何难题；在日常生产中，我们经常需用利用直线 三等分的知识来测量、定位和检验。
[0004] 至今，我国现有专利技术中还没有一种具有作直线段三等分点功能的机械工具。 实用新型内容
[0005] 本实用新型为了解决现有技术的上述不足，提出了一种任意直线段的三等分尺 规。
[0006] 为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种任意直线段的三等 分尺规，其特征在于：包括持架和安装在持架上的两套分尺组件，所述持架包括：一刻度 盘、沿长度方向开有轨槽的主杆、和分别位于主杆两侧的两根支杆，其中，所述支杆由长度 相同的角度定位杆、中连杆以及端点定位杆组成，所述角度定位杆和中连杆的连接处以及 中连杆和端点定位杆的连接处都采用铆轴A连接，而且铆轴A上还安装保证支杆直线延伸 的限直托架；两根端点定位杆的端头处分别固定有第一定位钉和第二定位钉；所述主杆的 后端部、两根角度定位杆的后端部和刻度盘的下端面中心位置通过铆轴B连接，使主杆和 两根支杆以铆轴B为支点绕刻度盘的轴向相互转动，所述主杆的前端还设有第三定位钉； 所述分尺组件包括：一对中部分别连接在两个铆轴A上的滑槽板、一铰接于两滑槽板端头 处之间的平行控制杆、一对分别安装在两滑槽板内的伸缩滑杆、和一铰接于两伸缩滑杆前 端端头处之间的手控笔杆；所述手控笔杆的两端分别设有第一画笔和第二画笔，两根画笔 都贯穿于伸缩滑杆前端，且靠近于主杆的第二画笔还穿入所述轨槽内，所述的手控笔杆的 长度和平行控制杆的长度与角度定位杆的长度相同。
[0007] 其中，该尺规整体呈左右对称结构，且可知两根角度定位杆、两根中连杆、两根端 点定位杆、两根手控笔杆、两根平行控制杆为长度相等的十根杆，尺规含有的四个限直托架 完全相同、四个滑槽板完全相同、四个伸缩滑杆完全相同、四个轴向定位环完全相同，尺中 每边的端点定位杆、中连杆以及角度定位杆等价于三段长度相同的线段，利用端部的通孔 通过滑槽板底部的铆轴两两相连；各滑槽板可绕自身铆轴的中心旋转；各伸缩滑杆固定在 滑槽内，只能相对滑槽板做长度方向的相对动作；两根平行控制杆分别连接两边的两滑槽 板，控制每边两伸缩滑杆始终处于平行状态；手控笔杆两端装有第一画笔和第二画笔，两 边加起来就一共有四根画笔，其中的两根第二画笔限制于轨槽内起导向作用同时用于作中 点，两根第二画笔悬空用于作三等分点，两手控笔杆两端各连接两伸缩滑杆，控制伸缩滑杆 的动作；轨槽长度大于每边三杆的总长，起中线定位作用；两根角度定位杆上表面绘有中 心线，用于与刻度盘刻度线对齐；刻度盘为360°刻度盘，它零刻度线与与其中一根角度定 位杆的中心线重合，而且另一角度定位杆起测量角度；四个限直托架限制每边的端点定位 杆、中连杆以及角度定位杆两两平行，同时支撑整个尺规；两根端点定位杆端部分别安装有 第一定位钉和第二定位钉，轨槽端部装有定位钉第三定位钉。该尺最终通过手动控制两边 的手控笔杆，从而控制画笔按要求动作即可作出直线段的两个三等分点和一个中点。
[0008] 与现有技术相比，本发明的有益效果：直线段三等分尺成功实现了作直线段两个 三等分点和一个中点的功能，解决了现有方法不能直接作出直线段三等分点的问题，为直 线三等分提供了一种新方法，该尺规设计原理简单、结构紧凑、工作精度高、使用效果突出， 等比例缩小后可广泛应用于日常生活的方方面面，可以给人们的日常生活生产带来巨大的 便利。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1为本实用新型的作线段三等分点的正面结构示意图的结构示意图；
[0010] 图2为本实用新型的背面的结构示意图；
[0011] 图3为本实用新型的作线段中点的正面结构示意图的结构示意图；
[0012] 图4为本实用新型的线段等价替代的几何示意图。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图和实施例对实用新型进行详细的说明。
[0014] 如图1、2、3所示，本实用新型提出的一种任意直线段的三等分尺规，其特征在于： 包括持架和安装在持架上的两套分尺组件，
[0015] 所述持架包括刻度盘1、沿长度方向开有轨槽2的主杆3、和分别位于主杆两侧的 两根支杆4,其中，支杆由长度相同的角度定位杆5、中连杆6以及端点定位杆7组成，角度 定位杆5和中连杆6的连接处以及中连杆6和端点定位杆7的连接处都采用铆轴A8连接， 而且铆轴A8上还安装保证支杆直线延伸的限直托架9 ;两根端点定位杆7的端头处分别固 定有第一定位钉10和第二定位钉11 ;所述主杆3的后端部、两根角度定位杆5的后端部和 刻度盘1的下端面中心位置通过铆轴B12连接，使主杆和两根支杆以铆轴B12为支点绕刻 度盘的轴向相互转动，所述主杆3的前端还设有第三定位钉13 ;
[0016] 分尺组件包括对中部分别连接在两个铆轴A8上的滑槽板14、一铰接于两滑槽板 14端头处之间的平行控制杆15、一对分别安装在两滑槽板14内的伸缩滑杆16、和一铰接 于两伸缩滑杆16前端端头处之间的手控笔杆17 ;手控笔杆17的两端分别设有第一画笔18 和第二画笔19,两根画笔都贯穿于伸缩滑杆16前端，且靠近于主杆的第二画笔19还穿入所 述轨槽2内，手控笔杆的长度和平行控制杆的长度与角度定位杆5的长度相同。轨槽2的 长度不小于所述支杆的长度。平行控制杆15和滑槽板14采用轴向限位环20连接。
[0017] 参见图4,线段AC、CG、GI、SR、EV、IP、IH、HD、DB、TU、VF为本实用新型所有结构的 节点，图中用线段的形式进行表示，其中，AC和DB代表两根端点定位杆，CG和HD代表两根 中连杆，GI和IH代表两根角度定位杆，SR和TU代表平行控制杆15, EV和VF代表手控笔 杆17, IP代表主杆，线段MV、JE、NV、KF表示四根伸缩滑杆，每两段线段的交点代表一处连 接，e代表给定的直线，AB为直线e上的线段，E、F为线段AB的两个三等分点，0为线段AB 的中点。
[0018] 对照上面的线段并结合图1至3,本实用新型直线段三等分尺规工作原理：已知 平面内给定直线e上的线段AB，先将两边的端点定位杆上的第一定位钉10和第二定位钉 11分别定位到A、B两点上，接着在刻度盘上读出两根角度定位杆之间的角度α，并计算出 角平分线与角度定位杆之间的角度β，利用刻度盘及第三定位钉13,将主杆定位到角度β 处，轨槽处于α角的角平分线上，并保持三个定位钉位置不变，手动控制手控笔杆使第二 画笔在轨槽内移动，同时控制第一画笔作出一曲线与线段ΑΒ交于一点Ε即为线段ΑΒ的第 一个三等分点，继续控制手控笔杆使第二画笔在中线导轨槽内作出一直线与ΑΒ交于0点即 得到线段ΑΒ的中点，将手控笔杆一下拉到离刻度盘最远处，操作另一边的手控笔杆即可得 到线段ΑΒ的另一三等分点F。
[0019] 上述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人 员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实 用新型的保护范围。因此，本实用新型专利和保护范围应以所附权利要求书为准。
【权利要求】
1. 一种任意直线段的三等分尺规，其特征在于：包括持架和安装在持架上的两套分尺 组件， 所述持架包括：一刻度盘（1)、沿长度方向开有轨槽（2)的主杆（3)、和分别位于主杆两 侧的两根支杆（4)，其中，所述支杆由长度相同的角度定位杆（5)、中连杆（6)以及端点定位 杆（7)组成，所述角度定位杆（5)和中连杆（6)的连接处以及中连杆（6)和端点定位杆（7) 的连接处都采用铆轴A (8)连接，而且铆轴A (8)上还安装保证支杆直线延伸的限直托架 (9);两根端点定位杆（7)的端头处分别固定有第一定位钉（10)和第二定位钉（11);所述主 杆（3)的后端部、两根角度定位杆（5)的后端部和刻度盘（1)的下端面中心位置通过铆轴 B(12)连接，使主杆和两根支杆以铆轴B (12)为支点绕刻度盘的轴向相互转动，所述主杆 (3)的前端还设有第三定位钉（13); 所述分尺组件包括：一对中部分别连接在两个铆轴A (8)上的滑槽板（14)、一铰接于两 滑槽板（14)端头处之间的平行控制杆（15)、一对分别安装在两滑槽板（14)内的伸缩滑杆 (16)、和一铰接于两伸缩滑杆（16)前端端头处之间的手控笔杆（17);所述手控笔杆（17)的 两端分别设有第一画笔（18)和第二画笔（19)，两根画笔都贯穿安装于伸缩滑杆（16)前端， 且靠近于主杆的第二画笔（19)还穿入所述轨槽（2)内，所述的手控笔杆的长度和平行控制 杆的长度与角度定位杆（5)的长度相同。
2. 如权利要求1所述的任意直线段的三等分尺规，其特征在于：所述轨槽（2)的长度不 小于所述支杆的长度。
3. 如权利要求1所述的任意直线段的三等分尺规，其特征在于：所述的平行控制杆 (15 )和滑槽板（14 )采用轴向限位环（20 )连接。
【文档编号】B43L13/00GK203888476SQ201420341679
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】李燕, 周强, 祝志芳, 曾宇露, 王欢, 徐斌, 邹凌云 申请人:南昌工程学院