专利名称：任意曲线计长仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种计量仪器，确切地说是一种可度量平面上或空间内任意一条曲线长度的计长仪。
平面上或空间内的任意曲线，除特殊情况外，其函数表达式异常复杂，一般很难直接度量或计算其长短。在第15届日内瓦国际发明与新技术展览会上，我国南京水文资源研究所周仪工程师发明的“弧长仪”能像直尺量度线段一样直接量出任何圆弧的长度，率先突破了“曲线不可直接度量”的立论。该弧长仪的结构主要是在平面直角坐标系的一个象限内均等地刻上一系列螺旋线，它只能量度平面上的圆弧的长度，而对平面上的尤其是空间内的任意曲线则不适用。
本实用新型的目的是提供一种对平面上或空间内任意一条曲线都能度量其长短的、且使用方便的计长仪。
本实用新型依据的原理既简单又直观。在实际中，任意一条曲线总有起讫点，用一只滚轮自起点开始，沿着曲线的轨迹滚动，直到其终点。因为滚轮的周长是一定值，滚动的周数可以计数，通过简单的运算就可求得该曲线的长度。
本实用新型是这样实现的。一只能绕轴旋转的圆形滚轮装在叉型支架上，滚轮的周长为一定值，将此定值等分地标刻在滚轮的一面或两面的边缘处，并标出零点，该零点与周长定值的终值点重合。对于曲线长小于滚轮周长定值的情况，这就是最简单的计长仪。将零刻度线对准待测曲线的起点，手握支架沿曲线的轨迹滚动滚轮，曲线终点所指示的滚轮上的数值即是该曲线的长，对于曲线长大于滚轮周长定值的情况，还必须有计数滚轮滚动周数的装置。该计数装置包括一只计数轮，一根指针和一个计数圆。计数轮固定在叉形支架的一个支叉上，其圆周上径向均匀分布n个齿，其上标出0、1、2……(n－1)的整数或1、2、3……的自然数作标码，计数轮不得自由旋转，只能拨转；指针固定在滚轮零刻度线所在的半径上，或径向放置，或轴向放置，并同计数轮共轭，当指针处于最低位置时，也就是指针和计数轮的距离最短时，随滚轮回转的指针便可拨转计数轮，每回转一周拨动一齿；计数圆标刻在滚轮上与滚轮同心，该圆同计数轮的齿顶圆在滚轮上的投影相切，或者是在该切点附近相交，当指针拨动某个齿离开切点或交点后，依次相邻的另一齿便向切点或交点靠拢。测量时，将滚轮的零刻度线对准曲线的起点，并记下指针指示的计数轮上的标码n1，然后沿曲线的轨迹滚动，到达曲线终点时，记录滚轮上的数值，此即该曲线长度的尾数，再记下计数轮上离切点或交点最近的标码ne，计数出滚轮滚动的周数，滚轮周长同周数之积加上尾数，和即是此曲线的长。
固定在零刻度线所在半径上的指针可以同滚轮平面平行(即径向)或垂直(即轴向)，或者是基本上平行或垂直；计数轮可装置在支叉的内侧，或者外侧，或者就装置在该支叉上，其相对滚轮平面的取向也可平行或垂直，或者是基本上平行或垂直，当平行时，其齿顶圆在滚轮上的投影便是圆，当垂直时，其投影是一条线段。指针同计数轮的共轭可以是基本在同一平面上或者是基本垂直。为减少仪器所占的空间使之小巧，以在同一平面上为好。
为使滚轮同曲线轨迹吻合，保证计量精确，应将滚轮加工呈薄片状，或者是边缘薄、圆心处较厚的单凸面或双凸面等形状。
为防止滚轮在光滑的纸面上滑动以致偏离曲线轨迹引起误差，可在滚轮的周边上径向拉出一些细小的毛刺，这些毛刺能刺入纸内使滚轮周边直接接触曲线；如待测的曲线分布在光滑而坚硬的平面或曲面上，可在滚轮的圆周箍一橡皮或乳胶套圈，以增加摩擦力，该套圈应尽可能细，以便同曲线吻合，此种情况下，滚轮的周长定值应是紧固在原周边上的套圈的周长，此定值也应均等地标刻在滚轮上，但两面的零刻度线必须对应。
为防止套圈损坏细小的毛刺，或者另加工一只滚轮，外箍套圈，或者在同一只滚轮的圆周上，一边是薄片状，其上带径向分布的细小毛刺，另一边加工出一台阶，需要时在台阶上箍上套圈，此时套圈的外圆应略大于另一边细小毛刺的外圆，以保护毛刺两面标刻两个不同周长定值的刻度线，但零刻度线必须对应。
为计算结果时方便，滚轮周长定值最好取整数值。
在测量开始时，为能调整指针指示在计数轮的0或1标码处，滚轮和计数轮至少一个能上下或前后移动，使指针和计数轮暂时分离或错位，当调好起始标码后即刻复位且固定，以保证在以后的测量中不再移动。
本实用新型结构简单，在一个叉形支架上可匹配系列化的不同直径的滚轮，以适应不同情况的使用要求，且操作方便，读数和计算简捷，不仅能测量平面上的任意曲线的长度，而且能测量空间内任意曲线的长度，其结果可精确到0.1毫米。
图1是滚轮为薄片状，周边分布径向的细小毛刺，计数轮在支叉的内侧且可上下移动的结构示意图。
图2是滚轮的一边带径向分布的细小毛刺，另一边是一台阶并箍有橡皮套圈，计数轮在支叉的内侧且可前后移动的局部放大剖面示意图。
1、滚轮；2、具有定值的滚轮周边；3、径向分布的细小毛刺；4、计数轮；5、供计数轮上下移动的调节槽；6、计数轮的齿；7、指针；8、圆周定长的刻度线；9、叉形支架的一个支叉；10、计数圆；11、弹簧；12、台阶；13、橡皮套圈。
实施例一，如图1所示。
用不锈钢加工出直径8.6厘米、厚0.1厘米的滚轮1，其圆周定长为27厘米，周边2上径向分布细小的毛刺3，一根轴贯穿圆心将滚轮1装置在用不锈钢制成的叉形支架上，27厘米的定值等分地标刻在滚轮的边缘处，零刻度线上固定一根径向放置的指针7，滚轮1的一面标刻有计数圆10。计数轮4也用不锈钢制成，直径2.5厘米，厚0.1厘米，圆周均匀分布20个齿，贯穿圆心的一根轴将其装置在支叉9的内侧，支叉9上有供计数轮上下移动的调节槽5，槽内有弹簧，以固定复位后的计数轮4，计数轮4同指针7共轭，其齿顶圆在滚轮1上的投影内切于计数圆10。
实施例二，如图2所示。
本实施例也都用不锈钢制造，滚轮1的周边上加工出台阶12，并箍有橡皮套圈13。在橡皮套圈13的一侧是分布有细小毛刺3的薄边，计数轮4也装在支叉9的内侧，可前后移动，复位后由弹簧11固定。
权利要求1.一种任意曲线计长仪，由支架、滚轮、计数轮、指针构成，其特征在于a、一只能绕轴旋转的圆形滚轮装置在叉形支架上，至少在其一面的边缘处等分地标刻出该圆周长数值的刻度线，且零点和终值点重合，并有一面同时标刻出与滚轮同心的计数圆，在零刻度线所在的半径上固定一根指针；b、一只计数轮装置在叉形支架的一个支叉上，其圆周上径向均匀分布若干个齿，其上标有同齿数相应的阿拉伯数字作标码，计数轮不能自由旋转，只能拨转；c、计数轮的齿顶圆在滚轮上的投影同计数圆相切，或者在切点附近相交，计数轮同指针共轭，即指针回转一周，拨动一齿。
2.根据权利要求1所述的任意曲线计长仪，其特征在于滚轮呈薄片状或边缘薄、中间厚等形状，其周边径向分布一些细小的毛刺。
3.根据权利要求1所述的任意曲线计长仪，其特征在于滚轮的圆周上可箍一套圈，并将套圈圆周长的数值等分地标刻在滚轮一面的边缘处，并标出零点，两面的零点对应。
4.根据权利要求1所述的任意曲线计长仪，其特征在于滚轮的圆周上一边是薄片状，其上径向分布细小的毛刺，另一边有供箍套圈用的台阶，两面标刻两个不同圆周定值的刻度线，但零点对应。
5.根据权利要求1或2、或3、或4所述的任意曲线计长仪，其特征在于滚轮和计数轮至少一个能上下或前后移动，复位后又能固定。
专利摘要一种任意曲线计长仪，由支架、滚轮、计数轮和指针构成。滚轮装在叉形支架上，其上标刻有圆周长数值的等分刻度线和计数圆，零刻度线上固定一根指针；计数轮装在一个支叉上，圆周均匀分布有齿，指针回转一周，拨动计数轮的一齿。测量时将滚轮上的零点对准曲线的起点，然后沿曲线的轨迹滚动，到终点时，自滚轮上读出尾数，自计数轮上数出圈数，稍加运算即可求得曲线的长。
文档编号G01B5/02GK2031911SQ8820697
公开日1989年2月1日 申请日期1988年6月8日 优先权日1988年6月8日
发明者贺新华 申请人:贺新华