碾紙輪式正旋曲線繪圖儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及繪圖工具領(lǐng)域，具體為一種碾紙輪式正旋曲線繪圖儀，包括：畫筆部件、滑槽、大轉(zhuǎn)盤固定外套、大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)、碾紙滾輪固定軸承座、碾紙滾輪軸、碾紙滾輪、小傳動(dòng)輪、傳動(dòng)帶Ⅰ、大傳動(dòng)輪、小傘齒輪、大傘齒輪、傳動(dòng)帶Ⅱ、大轉(zhuǎn)盤圓孔，具體結(jié)構(gòu)如下：碾紙滾輪軸安裝于碾紙滾輪固定軸承座，滾輪固定軸承座上設(shè)置與繪圖紙或坐標(biāo)紙對應(yīng)的碾紙滾輪；碾紙滾輪軸的輸入端與小傳動(dòng)輪連接，小傳動(dòng)輪與大傳動(dòng)輪通過傳動(dòng)帶Ⅰ連接；同時(shí)，大傳動(dòng)輪通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝小傘齒輪，小傘齒輪與大傘齒輪嚙合，大傘齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝皮帶輪，大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)與所述皮帶輪通過傳動(dòng)帶Ⅱ連接。本實(shí)用新型可以連續(xù)畫出不同時(shí)刻的波形，可動(dòng)可靜，便于觀察。
【專利說明】碾紙輪式正旋曲線繪圖儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及繪圖工具領(lǐng)域，具體為一種碾紙輪式正旋曲線繪圖儀。

【背景技術(shù)】
[0002]《機(jī)械設(shè)計(jì)》雜志(西北工大)1983年第4期所揭示的多功能平面曲線繪制機(jī)構(gòu)，由確動(dòng)裝置(定位的中心鉸)、中心輪、傳動(dòng)裝置(過輪)、筆輪(行星輪)、轉(zhuǎn)臂(輪架)及驅(qū)動(dòng)裝置(裝在筆輪軸上，用來驅(qū)動(dòng)繪圖筆的裝置)所組成，它能繪制圓、橢圓、擺線等多種封閉曲線。然而，不能繪制非封閉曲線，如:工程上、教學(xué)上經(jīng)常要用到的正弦曲線等。
[0003]目前，老師給學(xué)生上課，講正弦曲線時(shí)，需要手工畫正弦曲線，學(xué)生手工繪制的正弦曲線好壞參差不齊。而且，手工繪制費(fèi)工費(fèi)時(shí)，浪費(fèi)課堂上的時(shí)間。因此，有必要研制出繪制正弦曲線的儀器。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種碾紙輪式正旋曲線繪圖儀，可以連續(xù)畫出不同時(shí)刻的波形，可動(dòng)可靜，便于觀察。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0006]一種碾紙輪式正旋曲線繪圖儀，該碾紙輪式正旋曲線繪圖儀包括:畫筆部件、滑槽、大轉(zhuǎn)盤固定外套、大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)、碾紙滾輪固定軸承座、碾紙滾輪軸、碾紙滾輪、小傳動(dòng)輪、傳動(dòng)帶1、大傳動(dòng)輪、小傘齒輪、大傘齒輪、傳動(dòng)帶I1、大轉(zhuǎn)盤圓孔，具體結(jié)構(gòu)如下:
[0007]碾紙滾輪軸安裝于碾紙滾輪固定軸承座，滾輪固定軸承座上設(shè)置與繪圖紙或坐標(biāo)紙對應(yīng)的碾紙滾輪；碾紙滾輪軸的輸入端與小傳動(dòng)輪連接，小傳動(dòng)輪與大傳動(dòng)輪通過傳動(dòng)帶I連接；
[0008]同時(shí),大傳動(dòng)輪通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝小傘齒輪,小傘齒輪與大傘齒輪嚙合,大傘齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝皮帶輪，大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)與所述皮帶輪通過傳動(dòng)帶II連接；
[0009]大轉(zhuǎn)盤固定外套中設(shè)置大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)，大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)于大轉(zhuǎn)盤固定外套內(nèi)偵U，與大轉(zhuǎn)盤固定外套傳動(dòng)連接，大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)的偏心位置開設(shè)大轉(zhuǎn)盤圓孔；
[0010]滑槽的中心線穿過大轉(zhuǎn)盤圓孔的中心，畫筆部件與大轉(zhuǎn)盤圓孔緊密接觸，在大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滑槽和大轉(zhuǎn)盤圓孔共同作用，使畫筆部件在轉(zhuǎn)盤圓孔的轉(zhuǎn)動(dòng)下，在滑槽內(nèi)作上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。
[0011]所述的碾紙輪式正旋曲線繪圖儀，大傳動(dòng)輪上設(shè)置手動(dòng)桿I，通過手動(dòng)桿I帶動(dòng)大傳動(dòng)輪。
[0012]所述的碾紙輪式正旋曲線繪圖儀，在大傘齒輪的皮帶輪上安裝手動(dòng)桿II，通過手動(dòng)桿II帶動(dòng)大傘齒輪。
[0013]所述的碾紙輪式正旋曲線繪圖儀，畫筆部件通過復(fù)位彈簧設(shè)置于大轉(zhuǎn)盤圓孔內(nèi)側(cè)頂部。
[0014]所述的碾紙輪式正旋曲線繪圖儀，畫筆部件安裝于可沿轉(zhuǎn)盤圓孔轉(zhuǎn)動(dòng)的固定套中，大轉(zhuǎn)盤圓孔內(nèi)側(cè)設(shè)置與畫筆部件配合的導(dǎo)向軌道。
[0015]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是:
[0016]1、本實(shí)用新型用于演示多普勒效應(yīng)的原理，調(diào)整轉(zhuǎn)速，使其在同樣的距離內(nèi)，可以輸出更多的波形，進(jìn)而說明多普勒效應(yīng)的成因。
[0017]2、本實(shí)用新型用于演示電磁波的形成原因，交流電現(xiàn)象，可以連續(xù)畫出不同時(shí)刻的波形，可動(dòng)可靜，便于觀察。
[0018]3、本實(shí)用新型可以用來繪制正弦曲線、余弦曲線等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中，I畫筆部件；2滑槽；3畫筆筆尖沿轉(zhuǎn)盤圓孔運(yùn)動(dòng)軌跡；4大轉(zhuǎn)盤固定外套；5大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)；6碾紙滾輪固定軸承座；7碾紙滾輪軸；8碾紙滾輪；9繪圖儀底板；10繪圖紙或坐標(biāo)紙；11小傳動(dòng)輪；12傳動(dòng)帶I ; 13大傳動(dòng)輪；14小傘齒輪；15大傘齒輪；16傳動(dòng)帶II ; 17大轉(zhuǎn)盤圓孔；18手動(dòng)桿I ; 19手動(dòng)桿II。

【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1所示，本實(shí)用新型碾紙輪式正旋曲線繪圖儀，主要包括:畫筆部件1、滑槽
2、畫筆筆尖沿轉(zhuǎn)盤圓孔運(yùn)動(dòng)軌跡3、大轉(zhuǎn)盤固定外套4、大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)5、碾紙滾輪固定軸承座6、碾紙滾輪軸7、碾紙滾輪8、繪圖儀底板9、繪圖紙或坐標(biāo)紙10、小傳動(dòng)輪11、傳動(dòng)帶I 12、大傳動(dòng)輪13、小傘齒輪14、大傘齒輪15、傳動(dòng)帶II 16、大轉(zhuǎn)盤圓孔17、手動(dòng)桿I 18、手動(dòng)桿II 19等，具體結(jié)構(gòu)如下:
[0022]碾紙滾輪軸7安裝于碾紙滾輪固定軸承座6，碾紙滾輪固定軸承座6上設(shè)置與繪圖紙或坐標(biāo)紙10對應(yīng)的碾紙滾輪8。碾紙滾輪軸7的輸入端與小傳動(dòng)輪11連接，小傳動(dòng)輪11與大傳動(dòng)輪13 (主動(dòng)輪)通過傳動(dòng)帶I 12連接,驅(qū)動(dòng)大傳動(dòng)輪13,進(jìn)一步通過傳動(dòng)帶I 12帶動(dòng)小傳動(dòng)輪11、碾紙滾輪軸7、碾紙滾輪8，通過碾紙滾輪8可以碾動(dòng)其下面的繪圖紙或坐標(biāo)紙10，在繪圖儀底板9上沿水平方向移動(dòng)。
[0023]同時(shí)，大傳動(dòng)輪13通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝小傘齒輪14，小傘齒輪14與大傘齒輪15嚙合，大傘齒輪15的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝皮帶輪，大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)5與所述皮帶輪通過傳動(dòng)帶II 16連接；所述大傳動(dòng)輪13上設(shè)置手動(dòng)桿I 18，可以通過手動(dòng)桿I 18帶動(dòng)大傳動(dòng)輪13，進(jìn)一步帶動(dòng)小傘齒輪14、大傘齒輪15、大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)5于大轉(zhuǎn)盤固定外套4內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)。手動(dòng)桿
I18帶動(dòng)大傳動(dòng)輪13,進(jìn)一步通過傳動(dòng)帶I 12帶動(dòng)小傳動(dòng)輪11、碾紙滾輪軸7、碾紙滾輪8，通過碾紙滾輪8可以碾動(dòng)其下面的繪圖紙或坐標(biāo)紙10沿水平方向移動(dòng)。另外，為了方便起見，在大傘齒輪15的皮帶輪上安裝手動(dòng)桿II 19，通過手動(dòng)桿II 19帶動(dòng)大傘齒輪15。
[0024]大轉(zhuǎn)盤固定外套4中設(shè)置大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)5，大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)5于大轉(zhuǎn)盤固定外套4內(nèi)側(cè)，與大轉(zhuǎn)盤固定外套4傳動(dòng)連接，大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)5的偏心位置開設(shè)大轉(zhuǎn)盤圓孔17 ；滑槽2的中心線穿過大轉(zhuǎn)盤圓孔17的中心，畫筆部件I通過復(fù)位彈簧設(shè)置于大轉(zhuǎn)盤圓孔17內(nèi)側(cè)頂部，畫筆部件I與大轉(zhuǎn)盤圓孔17緊密接觸，在大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)5轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滑槽2和大轉(zhuǎn)盤圓孔17共同作用，使畫筆部件I在轉(zhuǎn)盤圓孔17的轉(zhuǎn)動(dòng)下，在滑槽2內(nèi)作上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。并且，大轉(zhuǎn)盤固定外套4固定不動(dòng)，通過碾紙滾輪8可以碾動(dòng)其下面的繪圖紙或坐標(biāo)紙10沿水平方向移動(dòng)，于大轉(zhuǎn)盤圓孔17內(nèi)側(cè)形成畫筆筆尖沿轉(zhuǎn)盤圓孔運(yùn)動(dòng)軌跡3，即可在繪圖紙或坐標(biāo)紙10上繪制正弦曲線。其中，畫筆部件I安裝于可沿轉(zhuǎn)盤圓孔15轉(zhuǎn)動(dòng)的固定套中，大轉(zhuǎn)盤圓孔17內(nèi)側(cè)設(shè)置與畫筆部件I配合的導(dǎo)向軌道。
[0025](一 )物理實(shí)驗(yàn)
[0026]1、觀察橫波波形圖，猜想橫波的成因。
[0027]轉(zhuǎn)動(dòng)大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)5，畫筆部件I做上下運(yùn)動(dòng)，繪圖紙或坐標(biāo)紙10做水平勻速運(yùn)動(dòng)(相對于筆是勻速運(yùn)動(dòng))，可以判斷出質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向是相互垂直的。
[0028]2、總結(jié)如何根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向判斷波傳播的方向，或者是根據(jù)波的傳播方向判斷某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。
[0029]質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)規(guī)律與波的傳播方向是可以觀察得到的，在某個(gè)時(shí)刻，某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向之間的關(guān)系可以由學(xué)生自己反復(fù)試驗(yàn)得到。
[0030]3、已知某時(shí)刻的波形后，繪制出以后某個(gè)時(shí)刻的波形(比如:二分之一周期后波形、四分之一周期后波形等)。
[0031]大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)5轉(zhuǎn)動(dòng)一周正好輸出一個(gè)周期的完整波形，所以在大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)5上做好刻度(O?2 π )。先畫出一條某個(gè)時(shí)刻的波形圖，大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)5可以向上抬起，將繪圖紙或坐標(biāo)紙10移到原來位置(將筆放在繪圖紙或坐標(biāo)紙10原點(diǎn)位置)，將大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)5對應(yīng)上面的刻度，轉(zhuǎn)過一定的角度，再畫出一條與原來一樣長短的正弦曲線，該條曲線就是第一條曲線之后某個(gè)時(shí)刻的波形圖。比如若畫出四分之一周期后的波形圖:先畫出一條正弦曲線，抬起大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)5，將繪圖紙或坐標(biāo)紙10移到第一條曲線開始的位置，調(diào)整大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)5轉(zhuǎn)過90度角度，再繪制一條同樣長短的曲線，這條曲線就是之后四分之一周期后的波形圖。同理可以畫出，之后任意時(shí)刻的波形圖。
[0032]4、繪制一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做簡諧振動(dòng)的圖像。
[0033]繪制一條曲線，將X軸改成時(shí)間軸，那么圖像就是某個(gè)質(zhì)點(diǎn)做簡諧振動(dòng)的圖像。
[0034]5、測量振幅、波長、波速、周期、相位等。
[0035]繪制一條正弦曲線，同時(shí)用秒表記錄時(shí)間，繪制之后，用直尺測出它的振幅，波長、傳播的距離等物理量，然后計(jì)算其波速，周期。相位在開始時(shí)，可以由大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)5上的刻度讀出。
[0036]6、演不多普勒效應(yīng)的原理。
[0037]調(diào)整轉(zhuǎn)速，使其在同樣的距離內(nèi)，可以輸出更多的波形，進(jìn)而說明多普勒效應(yīng)的成因。
[0038]7、可以演示電磁波的形成原因。
[0039]優(yōu)點(diǎn):可以連續(xù)畫出不同時(shí)刻的波形，可動(dòng)可靜，便于觀察。
[0040]8、演示交變電流、電壓現(xiàn)象。
[0041](二)數(shù)學(xué)應(yīng)用
[0042]1、演示并感受正弦函數(shù)的周期性。
[0043]2、除五點(diǎn)法外，提供一種新的繪制正弦曲線的方法。
[0044]數(shù)學(xué)中會(huì)使用五點(diǎn)法、或者根據(jù)單位圓中某個(gè)半徑轉(zhuǎn)過的角度來看正弦曲線，半徑轉(zhuǎn)過一周，即可確定一條正弦曲線。而這個(gè)機(jī)構(gòu)，在大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)5轉(zhuǎn)動(dòng)一周，也可以確定一個(gè)周期的正弦曲線，符合數(shù)學(xué)教師的教學(xué)需要。
[0045]3、理解為什么以單位圓來繪制標(biāo)準(zhǔn)繪制正弦曲線。
[0046]根據(jù)上面的敘述，可以理解為什么以單位圓來繪制標(biāo)準(zhǔn)正弦曲線。
[0047]4、找到正弦曲線與余弦曲線的差別。
[0048]繪制時(shí)，先將大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)5轉(zhuǎn)過90度，繪制的曲線就是余弦曲線，觀察其波形的差別。
[0049]5、平移任意角度后的圖像，理解曲線平移后對應(yīng)的橫坐標(biāo)的變化。畫一條正弦曲線，然后將大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)5抬起，將繪圖紙或坐標(biāo)紙10移回原來位置，調(diào)整大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)5旋轉(zhuǎn)某個(gè)角度，再繪制一條正弦曲線，可以得到平移后的圖像。
【權(quán)利要求】
1.一種碾紙輪式正旋曲線繪圖儀，其特征在于，該碾紙輪式正旋曲線繪圖儀包括:畫筆部件、滑槽、大轉(zhuǎn)盤固定外套、大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)、碾紙滾輪固定軸承座、碾紙滾輪軸、碾紙滾輪、小傳動(dòng)輪、傳動(dòng)帶1、大傳動(dòng)輪、小傘齒輪、大傘齒輪、傳動(dòng)帶I1、大轉(zhuǎn)盤圓孔，具體結(jié)構(gòu)如下: 碾紙滾輪軸安裝于碾紙滾輪固定軸承座，滾輪固定軸承座上設(shè)置與繪圖紙或坐標(biāo)紙對應(yīng)的碾紙滾輪；碾紙滾輪軸的輸入端與小傳動(dòng)輪連接，小傳動(dòng)輪與大傳動(dòng)輪通過傳動(dòng)帶I連接； 同時(shí)，大傳動(dòng)輪通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝小傘齒輪，小傘齒輪與大傘齒輪嚙合，大傘齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝皮帶輪，大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)與所述皮帶輪通過傳動(dòng)帶II連接； 大轉(zhuǎn)盤固定外套中設(shè)置大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)，大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)于大轉(zhuǎn)盤固定外套內(nèi)側(cè)，與大轉(zhuǎn)盤固定外套傳動(dòng)連接，大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)的偏心位置開設(shè)大轉(zhuǎn)盤圓孔； 滑槽的中心線穿過大轉(zhuǎn)盤圓孔的中心，畫筆部件與大轉(zhuǎn)盤圓孔緊密接觸，在大轉(zhuǎn)盤內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滑槽和大轉(zhuǎn)盤圓孔共同作用，使畫筆部件在轉(zhuǎn)盤圓孔的轉(zhuǎn)動(dòng)下，在滑槽內(nèi)作上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。
2.按照權(quán)利要求1所述的碾紙輪式正旋曲線繪圖儀，其特征在于，大傳動(dòng)輪上設(shè)置手動(dòng)桿I，通過手動(dòng)桿I帶動(dòng)大傳動(dòng)輪。
3.按照權(quán)利要求1所述的碾紙輪式正旋曲線繪圖儀，其特征在于，在大傘齒輪的皮帶輪上安裝手動(dòng)桿II，通過手動(dòng)桿II帶動(dòng)大傘齒輪。
4.按照權(quán)利要求1所述的碾紙輪式正旋曲線繪圖儀，其特征在于，畫筆部件通過復(fù)位彈簧設(shè)置于大轉(zhuǎn)盤圓孔內(nèi)側(cè)頂部。
5.按照權(quán)利要求1所述的碾紙輪式正旋曲線繪圖儀，其特征在于，畫筆部件安裝于可沿轉(zhuǎn)盤圓孔轉(zhuǎn)動(dòng)的固定套中，大轉(zhuǎn)盤圓孔內(nèi)側(cè)設(shè)置與畫筆部件配合的導(dǎo)向軌道。
【文檔編號】B43L11/00GK203920144SQ201420366358
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月3日
【發(fā)明者】楊璐 申請人:楊璐