专利名称：多用量画仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种量角、量距并同时将所量结果画在图纸上的绘图工具。
绘图的基本工序有两道，即量和画。每个图都是由一些线条组成，确定这些线条的位置和长度就是量，把这些线条反映在图纸上就是画。对于测量绘图，线条的位置是由方位角确定的，方位角是用量角器(半圆仪、全圆仪)量取的，线条的距离是用直尺(或三角尺)按比例量取的。所以绘制一根线条要先用量角器量出方位角，再用直尺(或三角尺)量出距离，然后用绘图笔贴着尺边将线条画在图纸上。然后再从这根线条的终端开始按照同样的操作绘制下一根线条，并如此重复操作，直到绘完图形的全部线条。这一绘图过程有这样的问题，每绘一根线条都要使用两种工具，量和画不能结合，绘图速度受到限制，而变换工具的过程将增加误差产生的机会，影响绘图精度。
解决这一问题的办法是将量和画两种功能集中在一个绘图工具上，使量和画结合并同步进行。现有的工具中，有的量角器也能当直尺用，有的三角尺也能当量角器用，但都是在量完角度后必须将工具调换位置才能进行量距和画线的操作。所以要实现量画结合特别是进行同步操作很难做到。中国专利申请CN88218419.9提出用滚筒装置可以有效地绘出平行线和含有平行线的图形，但没有提出如何确定线条的方位角，因此难以实施确定线条位置的操作，要实现量画结合并进行同步操作也会发生很大困难。
本实用新型的目的是要提供一种改进的量画结合的工具，它能有效地使量和画两种功能集中在一个工具上，实现既不变换工具也不调换工具位置而使量和画两道工序紧密结合同步进行，并带来多种用途。
本实用新型的目的是这样实现的将半圆仪与直尺连成一体，在圆心处安上旋转轴装置，在旋转轴装置中有一根轴针可以垂直穿过圆心插在图纸上，整个工具可以绕轴针转动，当其转动时，可从半圆仪上量取方位角或角度。将半圆仪的0°半径刻成画线槽，紧靠画线槽的直尺一边做成方位尺，当角度被量出的同时，就可立即从画线槽中贴着方位尺画线量距，从而将一根线条或导线绘出。直尺上钻有成对的平行孔，用来画平行线，半圆仪上钻有画圆孔，刻有椭圆槽，用来画圆和画椭圆。
半圆仪的0°－180°直径为半圆仪与直尺的连体处。将0°半径刻透成画线槽，将紧靠画线槽的直尺一边做成方位尺，将圆心钻成小孔。在圆心处安上旋转轴装置，旋转轴装置由轴坐、轴管和轴针三个部件组成。轴坐固定在圆心处，与半圆仪、直尺同为有机玻璃制成，轴坐的上部镶有金属螺纹圈，用以与金属制作的轴管连接，螺纹圈以下有一个三角形开口对着画线槽。轴针通过轴管可以垂直穿过园心小孔插在图纸上，这时整个工具就可以绕轴针转动，具有旋转功能。该量画仪另外附有一根指针(一根大平头的细针)，将指针扎在半圆仪的0°边缘处，当半圆仪顺时针转动时转动的角度就可以从指针处读出。角度一读出，就可即刻从画线槽中贴着方位尺画线量距，从而完成量角量距和画线的操作。
直尺上有平行孔，平行孔左右对称成对。从距直尺边0.4cm开始，0.4－1.0cm之间每隔0.1cm有一对平行孔，从1.0－2.5cm之间每隔0.5cm有一对平行孔。每一对平行孔的连线都与直尺边平行，连线的最短距离在4cm以上。画平行线的操作可以通过平行孔来实现。先在直尺边画一直线，再在一对平行孔中点点标记，然后通过这两点画一直线即为平行线。
半圆仪上钻有画圆孔，当半圆仪绕轴针转动时，通过画圆孔可实施画圆的操作，圆的半径为画圆孔到圆心的距离。
半圆仪上刻有椭圆槽，椭圆槽为半个椭圆曲线刻透而成，在椭圆的长轴上，钻有椭圆中心小孔和两个焦点孔。将旋转轴装置中的轴针抽出来通过椭圆中心小孔插在图纸上，则该工具又可以在椭圆中心处绕轴针转动，先在椭圆槽中画半个椭圆，转动180°后再在椭圆槽中画另外半个椭圆，则可完成画椭圆的操作。
半圆仪的垂线(90°半径)通过圆心延长后与直尺边垂直相交并交于直尺的二分之一处，这与45°等腰直角三角尺相同，从而可实施画垂线的操作。也可通过对该工具旋转90°来画垂线，包括丁字垂直线和十字垂直线。
直尺与半圆仪连成一体分两种情况一种是直尺的长度等于半圆仪的直径；另一种是直尺的长度大于半圆仪的直径。半圆仪的直径14－20cm，直尺长度14－32cm。半园仪厚度2.5－3.0mm，直尺部分适当加厚为3.0－3.5mm。
画线槽与椭圆槽为上宽下窄的梯形槽，槽底宽小于1mm，槽口宽6－8mm。画圆孔、平行孔、焦点孔均为漏斗状小孔，孔底直径小于1mm，孔口直径3mm。
轴坐的直径8－10mm，高12mm。轴管外径6mm，内径2.2mm，高45mm。轴针上部直径2mm，下部直径0.8mm。轴针全长65mm，其中下部细径部分15mm。圆心小孔、椭圆中心小孔的直径以能使轴针下部穿过为宜(0.82mm)。
本实用新型主要是将直尺与半圆仪连成一体，并在其上安上旋转轴装置，配以画线槽、方位尺、平行孔、画圆孔和椭圆槽而成，所以结构很简单。但由于有旋转轴装置的作用，使其产生旋转功能，加之画线槽与方位尺又紧靠在一起并与圆心相连，使得量角、量距和画线都从同一点开始，既减少了误差的产生，又很容易确定线条的方位或位置，并在量角、量距的同时将其画在图纸上。从而实现一根线条的量画结合同步进行。一根线条的量画结合问题解决了，则由线条组成的其他图形也就很容易画出，包括长方形、正方形、平行四边形、梯形、直角三角形、等腰三角形、任意三角形、任意多边形、正N边形、角平分线和其他一些给出已知条件的几何图形。再加上平行孔、画圆孔和椭圆槽的功能，就能很容易实现多方面的量画结合并同步进行的要求。
本实用新型的具体结构由以下实施例及附图给出。
图1是根据本实用新型提出的多用量画仪的平面图。
图2是该量画仪结构中旋转轴装置的零部件图。
图3－图6是利用该量画仪绘制导线平面图的工作状态图。
图7－
图10是利用该量画仪画正五边形的工作状态图。
下面结合
图1－
图10详细说明依据本实用新型提出的多用量画仪具体结构的细节及其工作情况。
图1是平面图。该量画仪含有直尺①和半圆仪②两种原来的绘图工具。直尺①与半圆仪②连成一体，在圆心⑨处安有旋转轴装置⑧，旋转轴装置⑧有三个零部件，这三个零部件在图2中标明为轴坐、轴管和轴针。轴坐固定在圆心⑨处，轴坐的三角形开口正对着画线槽⑤，轴针通过轴管可以垂直穿过圆心小孔⑨插在图纸上，这时该量画仪可以绕轴针转动，具有旋转功能。
半圆仪②的边缘有两行角度刻画值，外面的一行为0°－180°，里面的一行为180°－360°合在一起是一个全圆，画线槽⑤正好是0°(180°)半径刻透而成，画线槽⑤紧靠着方位尺④。
导线测量中规定正北方向为0°，从0°开始按顺时针方向量取的角度为方位角，方位角由0°－360°。由于本实用新型所提出的多用量画仪，其量角器为半圆仪，所以量取方位角时要分两种情况当方位角小于或等于180°时，从0°开始量取，即要使画线槽⑤指向正北；当方位角大于180°时，要从180°开始量取，即要使画线槽⑤指向正南。量取角度时，先用左手拇指和中指捏住轴管，提起量画仪，食指压住轴针帽，使轴针穿过圆心小孔⑨扎在起点上，以对准起点；将画线槽⑤向上(或向下)，使之与起点所在的经线重合以对准正北(或正南)；用该量画仪所附指针在半圆仪②的边缘对准0°扎在图纸上以标明起始位置，这一过程称为起始状态。然后左手食指压住轴针帽，右手按顺时针方向转动该量画仪，转动时指针是不动的，所以转动的角度即方位角在指针处可以量出；又由于画线槽⑤也转动了同样的角度，所以在量出角度的同时，便可即刻从画线槽⑤中画线，边画线边从方位尺④上量出距离，量距结束，导线也已画出。这一过程称为量画状态。这两个过程完成一步操作，即一个测点的量画操作或一根线条的量画操作，这个量画操作是同步进行的。接着进行下一步操作，下一步的起点即为所画导线的终端，下一步操作也包含起始状态和量画状态两个同样的过程。
图3－图6就是用该量画仪以110000的比例尺根据下表所列导线测量数据绘制导线平面图的过程。
图3、图4是第一步即0号测点的操作过程。图3是起始状态，图中画线槽对准正北指针对准0°扎在图纸上。图4是量画状态，半圆仪的45°对准指针，表明该量画仪按照图4中箭头方向即顺时针方向转动了45°，也表明0号测点的方位角45°已被量出。画线槽中的01黑线是量距画线的结果，标记1对准方位尺的1cm，表示为100米，这是0号测点的导线距离。图5是第二步即1号测点的操作过程。图5中的虚线和指针是起始状态，图5中的实线部分是量画状态。从指针处可以看出量画过程中半圆仪按箭头所指的方向转动了90°，表明是按照1号测点的方位角转动的。线段01是第一步操作时绘制的导线，而画线槽中的黑线12是第二步量距画线的结果。从方位尺上看出所量距离为150米。第三步操作没有画出，其过程是一样的。图6是最后一步即3号测点的操作。图6中指针扎在起点下面表明起始位置为180°，说明3号测点的方位角大于180°从指针所对准的角度看出该测点的方位角为277.5°。画线槽中所画的线条03正好与0号测点闭合，从方位尺上看出该线条是223米，这是3号测点的导线距离。图中的折线0123是前面几步操作所绘制的导线，图中的四边形0123就是所要绘制的导线平面图。
正N边形与导线平面图的不同之处是正N边形各边的边长都相等，各个内角是一个相等的常量，它可以用下面的公式计算出来An＝(N－2)×180÷N式中An为正N边形的内角，N为边数。所以正五边形的内角为A5＝(5－2)×180÷5＝108°绘制正N边图形时也是分步进行的，每步操作绘出一条边，但正N边形第一步的起始位置可以任意确定，因为没有方位角限制。一般将第一条边确定为水平位置，所以第一步操作只需在直尺①的尺边画一条线段等于边长即可。从第二步起则按起始状态和量画状态两个过程进行。它的起始状态是使画线槽⑤与上一步所画的那条边重合，再在0°边缘处扎上指针，它的量画状态则与导线平面图相同，顺时针转动的角度等于内角，量取的距离等于边长。
图7－
图10是用该量画仪画正五边形的量画过程，该正五边形的边长为2cm。其中图7是第二步的起始状态，AE是第一步所画的线段，所以画线槽与AE重合。图7中A为起点(也可以E为起点)。图8是第二步的量画状态，指针指在108°处表明按图中箭头方向转动了108°，量出的是正五边形的内角，画线槽中的AB是画出的第二条边，从方位尺上看出AB＝2cm。图9是第三步，B为起点。图中的虚线和指针是这一步的起始状态，画线槽与BA重合，图中的实线部分是量画状态。从指针处看出又按图中的箭头方向转动了一个内角即108°，画线槽中的BC是画得的第三条边，其长也是2cm。第四步没有画出，其过程是一样的，结果可得CD边。最后一步可以继续用同样的过程绘制，也可以直接将D和E连接。
图10是全部操作完成后所得到的正五边形ABCDE。
直尺①上有平行孔③，平行孔③左右对称成对，每一对平行孔的连线都与直尺①的尺边平行先在尺边画一条直线，再选择所需宽度(距尺边距离)的一对平行孔，用绘图笔在该对平行孔中点点标记，然后将直尺滑动，使尺边对准所标记的两点，通过这两点画一条直线，即为所需要画的平行线。若先将直尺①水平放置，使尺边向上，则可画出水平平行线；在水平位置上将该量画仪转动45°则可画出45°斜平行线；转动90°则可画出垂直平行线；转动任意角度就可画出任意斜度的平行线；再选择不同宽度的平行孔就可制成各种表格。
半圆仪②上有画圆孔⑥、椭圆槽⑦、焦点孔F1、F2和椭圆中心小孔F。将绘图笔置于画圆孔⑥中，并推着该量画仪绕旋转轴装置⑧中的轴针转动，边转边画，转动360°即可画成一个圆。平行孔③及焦点孔F1、F2也可用作画圆孔。将旋转轴装置⑧中的轴针抽出来通过椭圆中心小孔F插在图纸上，则该量画仪也可绕轴针转动。先在画线槽⑦中画线可画出半个椭圆；在焦点孔F1、F2中点点标记；并使该量画仪绕轴针转动180°(可从焦点孔F1、F2与所标记的两点重合来确定)；再在椭圆槽⑦中画线，则又可画出另外半个椭圆，这样就可完成画椭圆的操作。
将旋转轴装置⑧中的轴针穿过圆心小孔⑨扎在一个角的顶点上，使画线槽⑤与角的一条边(顺时针方向开始的一边)重合，在0°边缘处扎上指针；再顺时针转动量画仪，使画线槽⑤与该角的另一边重合，这时由指针处可读得该角的度数设为A°，然后逆时针转动量画仪，使A° 2对准指针最后在画线槽⑤中画线，则可得到这个角的平分线。
权利要求1.量角量距并同时将所量结果画在图纸上的绘图工具多用量画仪，该量画仪含有直尺①与半圆仪②，其特征在于直尺①与半圆仪②连成一体，圆心小孔⑨处有旋转轴装置⑧，旋转轴装置⑧中有一根轴针可以穿过圆心小孔⑨插在图纸上，半圆仪②上刻有画线槽⑤，钻有画圆孔⑥，刻有椭圆槽⑦，画线槽⑤紧靠着方位尺④，直尺①上钻有平行孔③。
2.根据权利要求1所述的量画仪，其特征是直尺①的长度等于或大于半圆仪②的直径。
3.根据权利要求1所述的量画仪，其特征是旋转轴装置⑧中有一根轴针可以通过轴管垂直穿过圆心小孔⑨插在图纸上，使整个量画仪具有旋转功能。
4.根据权利要求1所述的量画仪，其特征是画线槽⑤是半圆仪②的0°(180°)半径刻透而成。
5.根据权利要求1所述的量画仪，其特征是平行孔③左右对称成对，每对平行孔的连线都与直尺①的尺边平行。
专利摘要量角量距并同时将所量结果画在图纸上的绘图工具多用量画仪，该量画仪含有直尺①和半圆仪②，其特征是直尺①与半圆仪②连成一体，圆心小孔⑨处有旋转轴装置⑧，旋转轴装置⑧中有一根轴针可以垂直穿过圆心小孔⑨插在图纸上，使整个量画仪具有旋转功能，半圆仪②的0°(180°)半径被刻成画线槽⑤，画线槽⑤紧靠着方位尺④，从而使量和画结合，同步进行，半圆仪②上有画圆孔⑥椭圆槽⑦用来画圆和画椭圆，直尺①上有成对的平行孔③用来画平行线。
文档编号B43L13/00GK2193813SQ94203278
公开日1995年4月5日 申请日期1994年2月5日 优先权日1994年2月5日
发明者罗继云 申请人:罗继云