专利名称:一种量角器的制作方法
本发明是关于一种量角器的。
目前学生和技术人员使用的普通半园量角器，是一块半园形透明塑料板，在它的半园弧上，刻有0～180度的角刻度线。从0度开始，每隔10度有一根长刻度线，延伸到半园弧的园心即量角器的中心点。其它刻度线均较短，它们如果都较长，就会使中心点附近的刻度线过度密集，这对量角器的使用和制造都不利。这种量角器的缺点是，当图纸上角的两个边均较短时，必须作延长线，才能测量。
本发明提供一种量角器，它能直接测量图纸上的边较短的角，而制造成本与普通量角器相近。
本发明的基本实现方式为，在一块透明塑料板上的一个半园形区域的半园弧边界外侧，按逆时针方向刻出0～180度的角刻度线。在这个半园形区域内刻出如图1所示的图形，该图形主要由两个曲线段组C1和C2组成。
以半园形区域的园心即量角器的中心点为极点，以与0度角刻度线对准的射线为极轴，并设极角φ的单位为度，极径p的单位为毫米，则在这个极座标系上，C1的方程为p＝k，k＝10，11，12，…，30.
0≤φ≤180C2的方程为当10I≤φ≤10I+5时p＝15+10J-(φ-10I)，当10I+5≤φ≤10(I+1)时p＝15+10J+〔φ-(10I+5)，其中I＝0，1，2，…，17。
J＝0，1.
C1的曲线段为一组半径值为等差级数的同心半园弧如1。C2的曲线段为一组分段的、方向交替变化的等速螺线段如2和3。每条等速螺线段和6条半园弧相交，其中每两个相邻交点对应的极角的差为1度，每条等速螺线段两端对应的极角的差为5度。C1和C2的交点为角度刻度点，它们相当于角刻度线向中心点延长的部分。因为每两个相邻的、对应极角的差为1度的角刻度点到中心点的距离不相等，所以角刻度点能够不密集地出现在中心点附近，即相当于所有角刻度线都不密集地延长到了中心点附近。因此这种量角器可在不作延长线的情况下，直接测量图纸上的边较短的角。
连接0度和180度角刻度线的线段4与C1相交，相邻交点的距离为1毫米，这些交点可用于测量两点间的距离。同理，连接中心点和90度角刻度线的线段5与C1的交点，与线段4配合，可用于测量点到直线的距离。
对图1中的图形作适当变形是允许的，因为这样不仅有可能保留原来的测量角度的性能，还有可能增加新的功能。一种变形如图2所示。其中的曲线段6和7等是由图1中的曲线段1和2等变形得到的。此时原C1和C2被另两种曲线段组C′1和C′2替换。在同一座标系上，C′1的方程为当0≤φ≤45时p＝L (SINφ)/(φ) 。
当45≤φ≤135时p＝L当135≤φ≤180时p＝L (SIN(180-φ))/(180-φ)其中L＝10，11，12，…，30C′2虽不易用简单的方程表达，但绘制不难，如其中的一段8是这样绘制的找出C′1上的6个点，它们的对应极角分别为0、1、2、3、4和5度，用直线段或适当的曲线段连接每两个相邻的点即成。
具有图2所示图形的量角器不仅能测量边较短的角，还能测量园弧长度。当极角度数在区间〔0，45〕和〔135，180〕上取值时，C′1的每个曲线段为弧长刻度线，它们与连接0度和180度角刻度线的线段4相交，相邻交点的间距仍为1毫米。线段4与C′1的交点不仅能用于测量距离，还用于表示园弧长度。如将某被测园弧9的中点对准C1的极点，两端对准两条左右对称的弧长刻度线如10和11，则由刻度线10和11与线段4相交的两点间的距离为42毫米可知，园弧9的长度为42毫米。显然，这里可一次性直接测量园心角不大于180度、长度不超过60毫米的园弧。关于弧长刻度线的性质，请参阅第85102750号中国发明专利。
当极角度数在区间〔45，135〕上取值时，图2与图1的对应部分的形状和作用完全相同。还应刻出与45度和135度极角对应的线段12和13，作为所述三个极角取值区间的分界线。
根据本发明的原理，还可对图1做出多种修改，并以能满足实际需要为准。例如(1)将C1和C2的极角度数的取值间改为〔0，90〕或〔0，45〕。
(2)将C1的相邻半园弧半径值的差改为0.5毫米或2毫米。
(3)将每条C2的曲线段上的C1与C2的相邻交点对应极角的差改为0.5度或2度。
(4)将每条C2的曲线段两端对应极角的差改为10度。
(5)将C1和C2的曲线段段数增加或减少。
在图1或图2中所示的图形，可以刻在半园形透明塑料板上，象普通半园量角器那样。也可以与现有的三角尺、四角尺、五角尺或绘图模板相结合，以达到一物多用的目的。图3中的示意图即为一个将本发明与普通三角尺结合的例子。在透明塑料三角板14上挖出一个半园弧形的通孔15，在通孔15的外侧，刻上0～180度的角刻度线，在通孔15内侧的半园形区域16内，刻上一个如图1或图2所示的图形。挖出通孔15是为了便于画角，也可以不挖出，而象半园量角器那样，将角刻度线向外延长到板的边缘。当然，至少在这块三角板的一个边上，还应刻出普通三角尺所应具有的距离刻度线。
权利要求
1.一种量角器的特征是它由一块透明塑料板制成，该板上有一个扇形区域。该区域的园心为量角器的中心点。在该区域的弧形边界外侧，刻有等分的角刻度线。在该区域内刻有一个图形，该图形的特征是(1)至少由两个曲线段组C1和C2组成。C1的曲线段分层地围绕着中心点。C2的曲线段都与C1的曲线段相交。(2)以中心点为极点，以该区域的一条直边为极径，假设在这个极座标系上，存在一个射线族C3φ=MAM=0，1，2，…，N。p＞0其中，φ为极角，单位为度。A为两根相邻角刻度线的夹角度数。N为角刻度线的根数。p为极径，单位为毫米。则C3与C1和C2相交。每条C3的射线至少与一个C1和C2的交点重合。(3)任意两个对应着相邻角刻度线的C1和C2的交点到中心点的距离不等。
2.按权力要求1.所述的量角器，其A的值为1，其N的值为180，其扇形区域是半园形区域，其角刻度线为逆时针方向的0、1、2、…、180度的角刻线。在其C3的座标系上，假设存在一个射线族C4φ＝NH＝0，5，10，…，180p＞0则每条C2的曲线段的两个端点与两条相邻的C4的射线重合。
3.按权力要求2所述的量角器的每条C2的曲线段上，存在6个与C1和C3的交点重合的点，不存在单独与C1或C3重合的点。
4.按权力要求1.、2.或3.所述的量角器，其C1可以为一组半径值为等差数列的同心园弧。
5.按权力要求4.所述的量角器的C2为一组分段的、方向交替变化的等速螺线。
6.按权力要求2.、3.、4.或5.所述的量角器，在其C3的座标系上，其C1的方程可以为p＝k，k＝10，11，12，…，30.0≤φ≤180其C2的方程可以为当10I≤φ≤10I+5时p＝15+10J-(φ-10I)当10I+5≤φ≤10(I+1)时p＝15+10J+〔φ-(10I+5)〕其中I＝0，1，2，…，17，J＝0，1。
7.按权力要求2.或3.所述的量角器，在C3的座标系上，其C1的方程可以为当0≤φ≤45时p＝L (SINφ)/(φ) ，当45≤φ≤135时p＝L，当135≤φ≤180时p＝L (SIN(180-φ))/(180-φ)其中L＝10，11，12，…，30。
8.在按权力要求6.或7.所述的量角器器上，刻有两条线段，一条连接0度和180度角刻度线，另一条连接中心点和90度角刻度线。
9.按权力要求2.～8.中任一权力要求所述的量角器的透明塑料板可以是半园形的，如果刻有一条连接0度和180度角刻度线的线段，则该线段与该半园形板的直边平行。
10.按权力要求2.～8.中任一权力要求所述的量角器的透明塑料板可以是多边形的。
专利摘要
一种量角器，能直接测量图纸上的边较短的角。它由透明塑料板制成，该板上有一个半圆形区域，在该区域的半圆弧形边界外侧，刻有0～180度的角刻度线，在该区域内刻有一个图形，该图形可以由一组同心半圆弧和一组分段的、方向交替变化的等速螺线组成，也可以由其它特定的曲线段组成。透明塑料板可以是半圆形的，也可以是多边形的。
文档编号G01B3/02GK87102127SQ87102127
公开日1988年9月21日 申请日期1987年3月12日
发明者周宇怀 申请人:周宇怀导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan