專利名稱:曲線規(guī)及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種曲線繪圖規(guī),本發(fā)明還涉及到該曲線規(guī)的使用方法。
前蘇聯(lián)國家專利4144538/28-12/156606號(hào)特種圓規(guī),公開其結(jié)構(gòu)獨(dú)特之處是,裝有兩只拆裝式套管,每只套管內(nèi)有一副齒輪,然而該特種圓規(guī)不能繪拋物線、雙曲線等圖形,且繪圖穩(wěn)定性不太理想,操作也不太方便。
中圍實(shí)用新型專利94243226.6曲線規(guī),公開的結(jié)構(gòu)是,和動(dòng)輪共軸轉(zhuǎn)盤與滑塊導(dǎo)向連接,滑塊與繪筆連接,出現(xiàn)了動(dòng)輪與繪筆之間的多級(jí)傳動(dòng),雖可作出有關(guān)曲線,但結(jié)構(gòu)還是復(fù)雜,且在繪各種曲線時(shí),操作步驟各不一樣。
本發(fā)明的目的是提供一種曲線規(guī),結(jié)構(gòu)更簡單,操作更方便,能繪出合符條件的圓、橢圓、拋物線、雙曲線及其許多圓內(nèi)外旋輪線等各種曲線,且繪圖精確、穩(wěn)定性好。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供使用該曲線規(guī),繪出合符條件的上述各類曲線的統(tǒng)一操作方法。
為達(dá)到上述目的,本發(fā)明的曲線規(guī),由規(guī)柄、軸腳、繪筆、定輪、動(dòng)輪和中間輪組成,定輪、動(dòng)輪、中間輪可以是嚙合傳動(dòng)的齒輪,或磨擦傳動(dòng)的磨擦輪;定輪、動(dòng)輪也可以是傳動(dòng)帶傳動(dòng)的帶輪,上述有關(guān)零件通過支架進(jìn)行如下組合裝有軸腳和固有規(guī)柄的支架與裝有定輪的座體活動(dòng)連接,可彎折的繪筆與可在支架上移動(dòng)的推桿活動(dòng)連接,動(dòng)輪與繪筆上端為可裝拆的卡式連接,一止動(dòng)機(jī)構(gòu)可將推桿和中間輪座固定在支架上。
上述規(guī)柄、定輪及軸腳的軸線相同,捏緊定輪座體不動(dòng),旋轉(zhuǎn)規(guī)柄,與規(guī)柄同體的支架帶著繪筆繞軸腳公轉(zhuǎn),當(dāng)繪筆上端的動(dòng)輪(或通過中間輪,或傳動(dòng)帶)與定輪連接,此時(shí),繪筆在繞軸腳公轉(zhuǎn)的同時(shí),進(jìn)行自轉(zhuǎn)。
為了便于使用該曲線規(guī),繪出有關(guān)各種圖形,要求將軸腳對(duì)準(zhǔn)所繪圖形的旋轉(zhuǎn)中心,直立軸腳,捏緊曲線規(guī)定輪座體不動(dòng),旋轉(zhuǎn)規(guī)柄,本發(fā)明操作方法包括以下幾個(gè)步驟選擇該曲線規(guī)定輪配匹的動(dòng)輪,使動(dòng)輪半徑與定輪半徑之比等于一確定值(簡稱選輪);移動(dòng)該曲線規(guī)的推桿,確定動(dòng)輪軸線與定輪軸線距離(簡稱定位);彎折該曲線規(guī)的繪筆,確定繪筆端點(diǎn)到動(dòng)輪軸線距離(簡稱調(diào)筆)。
采用這樣的結(jié)構(gòu),克服了動(dòng)輪至繪筆的多級(jí)傳動(dòng),大大減少了組合零件的個(gè)數(shù),使其結(jié)構(gòu)更為簡單;以支架為主體,組合有關(guān)零件,其結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定,確保繪圖的穩(wěn)定,精確;傳動(dòng)結(jié)構(gòu)明了,使有關(guān)曲線形成的抽象原理,形象化、具體化,是關(guān)于曲線形成教學(xué)的有力教具。
實(shí)施這樣的使用方法,不但操作方便,而且開辟了挖掘有關(guān)曲線內(nèi)涵的新途徑,有利于關(guān)于曲線的教學(xué)、研究及應(yīng)用。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
圖1是本發(fā)明曲線規(guī)第一具體實(shí)施方式
結(jié)構(gòu)圖(含第一個(gè)止動(dòng)機(jī)構(gòu));
圖2是本發(fā)明曲線規(guī)第二具體實(shí)施方式
結(jié)構(gòu)圖(含第二個(gè)止動(dòng)機(jī)構(gòu));圖3是本發(fā)明曲線規(guī)的第三個(gè)止動(dòng)機(jī)構(gòu)俯視剖圖;圖4是本發(fā)明曲線規(guī)的第四個(gè)止動(dòng)機(jī)構(gòu)俯視剖圖;圖5是本發(fā)明曲線規(guī)的第五個(gè)止動(dòng)機(jī)構(gòu)俯視剖圖;圖6是繪橢圓曲線實(shí)例;圖7是繪拋物線實(shí)例;圖8是繪雙曲線實(shí)例。
圖1所示曲線規(guī),由規(guī)柄8、軸腳1、繪筆15、定輪7、動(dòng)輪13和中間輪12組成,其中規(guī)柄8與支架6連體,定輪7按直徑大小分層組成,且與座體9導(dǎo)鍵連接,規(guī)柄8與座體9活動(dòng)連接,繪筆15可彎折,繪筆15上端與動(dòng)輪13是能裝拆的卡式連接,套在繪筆15上的螺帽14與推桿5螺紋連接,旋松螺帽14繪筆15可在推桿5上轉(zhuǎn)動(dòng),旋緊螺帽14,繪筆15被固定在推桿5上,可將推桿5和中間輪座4固定在支架6上的止動(dòng)機(jī)構(gòu)是一個(gè)軸腳1頂著彈簧3,套接于其內(nèi)的旋柄2,旋柄2穿過裝有中間輪12的中間輪座4的長形槽11和推桿5的長形槽10,旋入支架6,旋緊旋柄2,可將中間輪座4和推桿5固定在支架6上。
圖2給出本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施方式
。規(guī)柄8與支架6連體,按直徑大小分層組成的定輪7與座體9導(dǎo)鍵連接,定輪7與動(dòng)輪13通過傳動(dòng)帶17連接,扭裝傳動(dòng)帶17,動(dòng)輪13將產(chǎn)生反向轉(zhuǎn)動(dòng),可彎折的繪筆15,其上端與動(dòng)輪13是能裝拆的卡式連接,套在繪筆15上的螺帽14與推桿5螺紋連接,旋松螺帽14,繪筆15可在推桿5上轉(zhuǎn)動(dòng),旋緊螺帽14,繪筆15被固定在推桿5上,可將推桿5固定在支架6上的止動(dòng)機(jī)構(gòu)是一旋在支架6上的螺釘16,旋松螺釘16,推桿5可在支架6上移動(dòng),旋緊螺釘16,可將推桿5固定在支架6上。
圖3所示為第三止動(dòng)機(jī)構(gòu)俯視剖圖,僅在支架6上轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿18與推桿5螺紋連接,旋轉(zhuǎn)螺桿18,受螺紋的驅(qū)迫下推桿5可在支架6上移動(dòng),停轉(zhuǎn)螺桿18,推桿5受螺紋制約,固定在支架6上。
圖4為第四個(gè)止動(dòng)機(jī)構(gòu)俯視剖圖。一個(gè)旋在推桿5上的螺釘19,支架6與該螺釘19相應(yīng)位置處,開有一條長形槽20,螺釘19從此長形槽20旋入推桿5,旋松螺釘19,推桿5在支架6上移動(dòng)時(shí),螺釘19可沿此長形槽20移動(dòng),旋緊螺釘19,可將推桿5固定在支架6上。
圖5表示第五個(gè)止動(dòng)機(jī)構(gòu)的俯視剖圖。支架6上開有一個(gè)與扣條21橫斷面大小相應(yīng)的一個(gè)孔22,扣條21從此孔22穿入,里端可扣著推桿5的長形槽10邊緣,外端與壓板23連接,壓板23一端與彈簧24連接,另一端旋入調(diào)節(jié)螺釘25,按壓壓板23有彈簧24的一端,推桿5可在支架6上移動(dòng),不按壓壓板23,推桿5被扣條21卡住,而固定在支架6上。
現(xiàn)以下面數(shù)個(gè)繪圖實(shí)例,說明本發(fā)明曲線規(guī)的使用方法例1.繪出滿足方程x2/a2+y2/b2=1或x=acost;y=bsint,的橢圓曲線。
繪圖步驟如下(圖6)選輪選擇動(dòng)輪13使其半徑與定輪7半徑之比等于1/2;定位移動(dòng)推桿5,使繪筆15與軸腳1間的距離等于OO1=(a+b)/2,移動(dòng)中間輪座4,使中間輪12與定輪7、動(dòng)輪13嚙合,旋緊旋柄2,將推桿5和中間輪座4固定在支架6上;調(diào)筆彎折繪筆15,使繪筆15偏折距離為O1A=(a-b)/2。
將軸腳1對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)O,直立軸腳1,捏緊定輪座體9不動(dòng),旋轉(zhuǎn)規(guī)柄8,使繪筆15在繪圖面上留下痕跡,所繪圖形為滿足上述方程的橢圓曲線。
例2.繪出拋物線圖形,使其滿足方程y2=2px。
繪圖步驟如下(圖7)選輪選擇動(dòng)輪13,使其半徑與定輪7半徑之比等于1/3;定位移動(dòng)推桿5,使繪筆15與軸腳1間的距離等于OO1=(9/4)p,移動(dòng)中間輪座4,使中間輪12與定輪7、動(dòng)輪13嚙合,旋緊旋柄2,將推桿5和中間輪座4固定在支架6上;調(diào)筆彎折繪筆15,使繪筆15偏折距離為O1A=p/4。
將軸腳1對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)O,直立軸腳1,捏緊定輪座體9不動(dòng),旋轉(zhuǎn)規(guī)柄8,使曲線規(guī)繞OO1所在軸線上下各擺動(dòng)72°,并讓繪筆15在繪圖面上留下痕跡,所繪圖形為滿足上述方程的拋物線。
例3.繪出滿足方程x2/a2-y2/b2=1的雙曲線圖形。
首先,求出該雙曲線的離心率,根據(jù) 若求得e=1.2,其次,求出c-a值,令c-a=h。
繪圖步驟如下(圖8)選輪選擇動(dòng)輪13,使其半徑與定輪7半徑之比等于13/45;定位移動(dòng)推桿5,使繪筆15與軸腳1間的距等于OO1=8.25h,移動(dòng)中間輪座4,使中間輪12與定輪7、動(dòng)輪13嚙合,旋緊旋柄2,將推桿5和中間輪座4固定在支架6上。
調(diào)筆彎折繪筆15,使繪筆15偏折距離為O1A=c-a,將軸腳1對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)O,直立軸腳1,捏緊定輪座體9不動(dòng),旋轉(zhuǎn)規(guī)柄8,使曲線規(guī)繞OO1所在軸線上下各擺動(dòng)72°,并讓繪筆15在繪圖面上留下痕跡,所繪曲線是滿足上述方程的雙曲線中的一支。
根據(jù)不同需要,選擇不同的與定輪配匹的動(dòng)輪,仿上述作圖過程,可繪出許多圓內(nèi)旋輪線若不用中間輪,讓動(dòng)輪直接與定輪嚙合,可繪出許多圓外旋輪線。
本發(fā)明不僅適合于曲線規(guī),對(duì)于其它類似的曲線形成裝置,只要其采用了上述結(jié)構(gòu)和上述使用方法,均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種曲線規(guī),由規(guī)柄、軸腳、繪筆、定輪、動(dòng)輪和中間輪組成,定輪、動(dòng)輪、中間輪可以是嚙合傳動(dòng)齒輪或磨擦傳動(dòng)的摩擦輪;定輪、動(dòng)輪也可以是傳動(dòng)帶傳動(dòng)的帶輪,本發(fā)明的特征是裝有軸腳和固有規(guī)柄的支架與裝有定輪的座體活動(dòng)連接,可以彎折的繪筆與可在支架上移動(dòng)的推桿活動(dòng)連接,動(dòng)輪與繪筆上端為能裝拆卡式連接,一止動(dòng)機(jī)構(gòu)可將推桿固定在支架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲線規(guī),其特征在于該定輪是按直徑大小分層組成,且定輪與座體導(dǎo)鍵連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲線規(guī),其特征在于該軸腳頂著彈簧,套接于旋柄內(nèi),旋柄與支架連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲線規(guī),其特征在于套在繪筆上的螺帽與推桿螺紋連接,旋松螺帽,繪筆可在推桿上轉(zhuǎn)動(dòng),旋緊螺帽,繪筆固定在推桿上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、3、4所述的曲線規(guī),其特征在于該止動(dòng)機(jī)構(gòu)是一個(gè)所說的旋柄,推桿上開有長形槽,該旋柄從此長形槽旋入支架,推桿可在支架上移動(dòng),旋緊該旋柄,可將推桿固定在支架上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、4所述的曲線規(guī),其特征在于該止動(dòng)機(jī)構(gòu)是一個(gè)旋在支架上的螺釘,旋松螺釘,推桿可在支架上移動(dòng),旋緊螺釘,推桿被固定在支架上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、4所述的曲線規(guī),其特征在于;該止動(dòng)機(jī)構(gòu)是一個(gè)僅在支架上轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿,該螺桿與推桿螺紋連接,旋轉(zhuǎn)該螺桿,推桿可在支架上移動(dòng),停轉(zhuǎn)該螺桿,推桿固定在支架上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、4所述的曲線規(guī),其特征在于該止動(dòng)機(jī)構(gòu)是一個(gè)旋在推桿上的螺釘,支架上與此螺釘相應(yīng)位置處,開有一條長形槽,該螺釘從此長形槽旋入推桿,推桿在支架上移動(dòng)時(shí),該螺釘可沿長形槽移動(dòng),旋緊該螺釘,可將推桿固定在支架上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、4、5所述的曲線規(guī),其特征在于該止動(dòng)機(jī)構(gòu)是一個(gè)裝在支架上的彈簧夾,該彈簧夾由壓板、扣條、調(diào)節(jié)螺釘和彈簧組成,支架上開一個(gè)與扣條橫斷面大小相應(yīng)的孔,扣條從此孔穿入,里端可扣著推桿長形槽邊緣,外端與壓板連接,壓板一端與彈簧連接,另一端旋入調(diào)節(jié)螺釘,按壓壓板有彈簧一端,推桿可在支架上移動(dòng),不按壓壓板,推桿被扣條卡住,固定在支架上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的曲線規(guī),其特征在于該定輪、動(dòng)輪為齒輪或磨擦輪時(shí),裝有中間輪,其輪座開有長形槽,所說旋柄從此長形槽旋入支架,旋緊該旋柄,可將中間輪座固定在支架上。
11.一種使用權(quán)利要求1-10所述的曲線規(guī)的方法是,將軸腳對(duì)準(zhǔn)所繪圖旋轉(zhuǎn)中心,直立軸腳,捏緊定輪座體不動(dòng),旋轉(zhuǎn)規(guī)柄,其特征在于,包括下述步驟選擇該曲線規(guī)定輪配匹的動(dòng)輪,使動(dòng)輪半徑與定輪半徑之比等于一確定值(簡稱選輪);移動(dòng)該曲線規(guī)的推桿,確定動(dòng)輪軸線與定輪軸線距離(簡稱定位);彎折該曲線規(guī)的繪筆,確定繪筆端點(diǎn)至動(dòng)輪軸線的距離(簡稱調(diào)筆)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種曲線繪圖規(guī),由規(guī)柄8、軸腳1、繪筆15組成,支架6與裝有定輪7的座體9活動(dòng)連接,繪筆15與可在支架6上移動(dòng)的推桿5活動(dòng)連接,動(dòng)輪13與繪筆15上端為能裝拆的卡式連接,內(nèi)套接軸腳1的旋柄2可將推桿5、中間輪座4緊固在支架6上。本發(fā)明還公開了該曲線規(guī)的使用方法,通過選輪、定位、調(diào)筆步驟,可繪出合符條件的圓、橢圓、拋物線、雙曲線等許多圖形,有利于關(guān)于曲線的教學(xué)、研究及應(yīng)用。
文檔編號(hào)B43L11/00GK1389352SQ01114
公開日2003年1月8日 申請(qǐng)日期2001年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月31日
發(fā)明者嚴(yán)吉瑞 申請(qǐng)人:嚴(yán)吉瑞