專利名稱：變曲率圓弧儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種繪制和度量圓弧曲線(面)的器具，特別是一種不需利用圓心就能繪制和度量任意半徑圓弧曲線弧長(zhǎng)、曲率半徑圓心角的變曲率圓弧儀。適用于工程制圖、放樣、美工、造型、圓弧變曲率機(jī)構(gòu)等領(lǐng)域。
現(xiàn)有的各種畫弧線的圓規(guī)都離不開圓心，當(dāng)遇到圓弧的曲率半徑較大(或任意大)時(shí)，就顯得困難或無法完成了?，F(xiàn)代技術(shù)中可用計(jì)算機(jī)來完成繪制各種弧線的任務(wù)，但它只適用于繪制弧線，而且系統(tǒng)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，并且在許多場(chǎng)合下使用也顯得不方便。美國的設(shè)計(jì)者發(fā)明者的精巧機(jī)構(gòu)一書，中譯本名稱為精巧機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例，由中國鐵道出版社于87年8月出版，此書第20章第20.6節(jié)刊出了一種應(yīng)用“兩條邊通過兩個(gè)固定點(diǎn)的定角，其頂點(diǎn)的軌跡是一條圓弧”的幾何定理，發(fā)明了一種不用圓心的畫弧儀，它主要有兩個(gè)直尺、中心偏離尺邊的且中心裝有鋁筆(或鋼針)通孔的夾緊鉸鏈、以及兩個(gè)半徑等于鉸鏈偏置量的固定點(diǎn)定位件構(gòu)成這種畫弧儀的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但使用不方便、不直觀，同時(shí)也僅能畫弧而無法度量弧長(zhǎng)和曲率半徑的大小。
本發(fā)明的目的是想提供一種能夠方便、直觀地畫出已知半徑的圓弧曲線，并且能夠度量已知圓弧曲線的未知半徑、弧長(zhǎng)和弧圓心角大小的實(shí)用圓弧儀。
由一般幾何原理可知1、一條圓弧所對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)的垂直平分線通過該圓弧的圓心。設(shè)該圓弧為
AB為弦長(zhǎng)。其半徑為R，圓心為O，AB對(duì)應(yīng)的圓心角為2α，則弦長(zhǎng)、半徑、圓心角的幾何關(guān)系為R＝AB/2Sinα。2、當(dāng)無限分割圓弧時(shí)，被分割的弧長(zhǎng)近似等于此弧長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的弦。3、當(dāng)分割弧的各弦長(zhǎng)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)(彎曲)一α角度時(shí)，得到一條新的圓弧，其各弦長(zhǎng)的垂直平分線仍通過同一點(diǎn)，此點(diǎn)即為新圓弧的圓心。4、對(duì)一根弦長(zhǎng)來說，它轉(zhuǎn)過角度α?xí)r，則此弦對(duì)應(yīng)的圓弧圓心角為2α。由此得到，n條連續(xù)折弦對(duì)應(yīng)的連續(xù)光滑圓弧的圓心角為2nα。由此可知，若有一條由若干相同單元鏈體鉸接成的長(zhǎng)鏈，并配備有測(cè)量單元鏈體擺動(dòng)的計(jì)量表和控制各單元鏈體作相同擺動(dòng)的調(diào)節(jié)裝置，則就能制造出一把能繪制和度量圓弧曲線的器具。根據(jù)上述原理。本發(fā)明的目的可這樣實(shí)現(xiàn)變曲率圓弧儀由能根據(jù)要求所作圓弧的弧形任意彎曲的圓弧鏈尺、度量對(duì)應(yīng)于圓弧鏈尺所示圓弧圓心角的圓弧角度計(jì)量表和控制圓弧鏈尺彎曲變形的變曲率控制裝置三部份構(gòu)成。其中圓弧鏈尺由若干節(jié)單元鏈體和彈性圓弧尺組合而成，每節(jié)單元鏈體的形狀和大小均相同，相互間用鉸鏈軸連接成一長(zhǎng)鏈，彈性圓弧尺圍合于此長(zhǎng)鏈外側(cè)，并且在單元鏈體上還裝有用以控制相鄰兩單元鏈體間夾角A同步等量變化的擺角變化機(jī)構(gòu)和裝在每一根單元鏈體間的鉸軸上的用以連接并控制彈性圓弧尺變形的約束裝置；圓弧角度計(jì)量表包括表殼、表面、指針及一套由齒輪組成的角度傳遞放大機(jī)構(gòu)；變曲率控制裝置是由數(shù)節(jié)直徑大小互相套合并可伸縮的空心薄壁圓管、快調(diào)伸縮的鎖定螺母及微調(diào)機(jī)構(gòu)組成。以上所說的三部份，其圓弧角度計(jì)量表通過鉸鏈軸鉸接在圓弧鏈尺的頭端鏈體上、并且其指針通過角度傳遞放大機(jī)構(gòu)與裝在頭端鏈體上的角度傳遞齒輪相連系，變曲率控制裝置的一端通過連接座與圓弧角度計(jì)量表的表殼和通過另一連接座與圓弧鏈尺的尾端鏈體相連接，因此這三部份就連結(jié)成一個(gè)整體，成為一把暾謀淝試不∫恰Ｊ褂檬?，只要拧动变曲率控肿V爸 的快調(diào)鎖定螺母推、拉伸縮管組或微調(diào)機(jī)構(gòu)，即能使此變曲率控制裝置的伸縮管組產(chǎn)生伸縮，伸縮管組的伸長(zhǎng)或縮短就能控制圓弧鏈尺拉直或變彎，圓弧鏈尺尺體的變形使得頭端鏈體相對(duì)于圓弧角度計(jì)量表的表殼產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，則裝在頭端鏈體上的角度傳遞齒輪就把圓弧鏈尺所示圓弧的圓心角通過角度傳遞放大機(jī)構(gòu)傳給指針，指針就發(fā)生擺動(dòng)，結(jié)果就能在圓弧角度計(jì)量表表面上的刻度圈上指針位置處讀出弧單位圓心角，圓弧鏈尺所示圓弧圓心角即等于此圓弧長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的單節(jié)鏈體的數(shù)量乘以單位圓心角。
為嚴(yán)格保證組成圓弧鏈尺的各單元鏈體產(chǎn)生同步等量的擺動(dòng)(各相鄰單元鏈體間夾角A相等)，本發(fā)明中的擺角機(jī)構(gòu)由等長(zhǎng)擺桿、擺桿銷軸和同步器組成，每一單元梁體上設(shè)置有兩根等長(zhǎng)擺桿、擺桿銷軸和兩只同步器，同一單元鏈體上的兩根等長(zhǎng)擺桿分別與相鄰單元鏈體上的等長(zhǎng)擺桿用擺桿銷軸相鉸接。所說的同步器可以是裝在與單元鏈體相鉸接的等長(zhǎng)擺桿一端處的段齒，同一單元體鏈體上兩根等長(zhǎng)擺桿一端處的一對(duì)段齒相嚙合；也可以是一端與等擺桿中間某一部位相鉸連、另一端裝在單元鏈體對(duì)稱軸上滑槽中的同步桿。
本發(fā)明中的彈性圓弧尺是由帶有刻度的鋼皮尺和彈性襯條組成的復(fù)合尺體為嚴(yán)格保證圍合于長(zhǎng)鏈外側(cè)的此彈性圓弧尺在由若干節(jié)單元鏈體連成的長(zhǎng)鏈產(chǎn)生相同的變形時(shí)，得到準(zhǔn)確的對(duì)應(yīng)圓弧和弧長(zhǎng)值，鋼皮尺，襯條、長(zhǎng)鏈三者間均能自由伸縮，它們的結(jié)構(gòu)可在鋼皮尺上設(shè)置兩排間隔均勻且呈一定角度的卡齒，彈性襯條上設(shè)置兩條與其相配的長(zhǎng)槽，即剛皮尺上的卡齒嵌入彈性襯條的長(zhǎng)槽中。這樣的結(jié)構(gòu)一方面使鋼皮尺與彈性襯條牢固地結(jié)合，另方面使鋼皮尺能相對(duì)于彈性襯條滑動(dòng)，這樣的復(fù)合尺體，其一端通過鋼皮尺上固連的導(dǎo)向件與圓弧角度計(jì)量表的表殼的長(zhǎng)槽相滑動(dòng)連接、另一端與圓弧鏈尺的尾端鏈體的凸環(huán)相固接，這樣的復(fù)合尺體，與長(zhǎng)鏈的連結(jié)是通過裝在每一根彈元鏈體間的鉸軸上的約束裝置來達(dá)到的。本發(fā)明中的約束裝置可以是一個(gè)約束保持架和一對(duì)導(dǎo)輪，保持架有兩個(gè)連接孔和一個(gè)連接頭，保持架中間一個(gè)連接孔和一對(duì)導(dǎo)輪一起鉸連在單元鏈體的鉸鏈軸上，下部一個(gè)連接孔與擺角度變化機(jī)構(gòu)的擺桿銷軸相連接，保持架頭部的連接頭則與彈性圓弧尺的彈性襯條相連接。這樣的約束裝置，當(dāng)擺角變化機(jī)構(gòu)中的等長(zhǎng)擺桿控制單元鏈體作擺動(dòng)時(shí)，約束裝置帶動(dòng)彈性圓弧尺產(chǎn)生相應(yīng)的變形，并且使一對(duì)導(dǎo)輪始終與彈性襯條相切，也就是使保持架的連接頭中心與兩個(gè)連接孔的中心保持在一條軸線上，而且組成圓弧鏈尺的各單元鏈體的約束裝置的各軸線都通過同一點(diǎn)，該點(diǎn)即為圓弧鏈尺所示圓弧的圓心。
上述圓弧角度計(jì)量表的角度傳遞放大機(jī)構(gòu)包括裝于指針軸上的指針齒輪和呈扇形的放大齒輪。放大齒輪呈扇形齒面的一端與指針齒輪嚙合，另一端有與放大齒輪為一體的過橋齒段，它與裝在圓弧鏈尺頭端鏈體上的角度傳遞齒輪相嚙合，該放大齒輪安裝在圓弧角度計(jì)量表表殼上。
這樣的變曲率圓弧儀，由與圓弧鏈的擺角機(jī)構(gòu)使組成圓弧鏈的各單元鏈體產(chǎn)生同步且等量的擺動(dòng)，就使得圓弧鏈在變曲率時(shí)每?jī)蓡卧滙w間的夾角A角平分線始終交于一點(diǎn)O(O點(diǎn)的位置隨角A而變)，同時(shí)使得所有鉸鏈軸的中心如C、D、E、…都落在交點(diǎn)O到鉸鏈軸中心為半徑r(如CO、DO、ZO)的圓弧上，且等分該圓弧。隨著角A的變化，r也隨之變化，這就形成了一條可任意變化曲率半徑的圓弧鏈。圓弧鏈上的等分點(diǎn)——鉸鏈軸越多(意唯著單元鏈體越精巧)，則等分點(diǎn)間的弦長(zhǎng)(如CD、DE)與其對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)其差值越小，直至趨于零。如在結(jié)構(gòu)允許的范圍內(nèi)將弦長(zhǎng)做得相當(dāng)小，則弦長(zhǎng)就近似等于弧長(zhǎng)了，并且，它隨著曲率半徑r由小趨于大，直至無限大，則弦長(zhǎng)與弧長(zhǎng)就由近似趨于相等。在本發(fā)明的技術(shù)上，采取在圓弧鏈的外側(cè)(即在鉸鏈軸的外側(cè))圍合了一條等厚的彈性圓弧尺，那就形成了一條滿足工程制圖、放樣等領(lǐng)域要求的可以任意變化曲率半徑的圓弧鏈尺。
下面進(jìn)一步說明并證明圓弧鏈尺在變曲率時(shí)其半徑、弧圓心角及弧長(zhǎng)(弦長(zhǎng))之間的關(guān)系。
由附圖4可見，當(dāng)圓弧鏈尺的單元鏈體從水平位置繞鉸鏈軸中心的任一點(diǎn)(如D點(diǎn))轉(zhuǎn)動(dòng)α角時(shí)，此單元鏈體的另一鉸鏈軸中心點(diǎn)E便離開水平位置向下擺動(dòng)，與此單元鏈體用鉸鏈軸D鉸接的相鄰單元鏈體同時(shí)也轉(zhuǎn)動(dòng)，其鉸鏈軸中心點(diǎn)C也離開水平位置向下擺動(dòng)，并且，其它單元鏈體也同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，所有鉸鏈軸都向下擺動(dòng)，相鄰鉸鏈軸中心間的擺動(dòng)量各為α角。從E點(diǎn)向圓弧上D點(diǎn)的切線作垂直線交于點(diǎn)M，同時(shí)又作弦DE的垂直平分線ON它與約束裝置的連接頭、中間連接孔(鉸鏈軸)和下部連接孔三個(gè)中心的連線相交于O，此O點(diǎn)即為圓弧鏈所示圓弧的圓心OD為DE的半徑r。根據(jù)三角形相似定律知，直角三角形OND相似于直角三角形DME，則∠DON＝∠EDM＝α。設(shè)DE為L(zhǎng)，可得r＝ L/2Sinα……(1)進(jìn)而可得單元圓弧鏈尺的實(shí)際半徑RR＝r+h＝L/2Sinα+h……(2)其中h為彈性圓弧尺的厚度加導(dǎo)輪的半徑，L為單元鏈體的底邊長(zhǎng)度。
由(1)式可求得單元鏈體底邊長(zhǎng)度DE(弦長(zhǎng))所對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)DE的圓心角，此圓心角2α。如上文所述，單元鏈體的擺角可由圓弧角度計(jì)量表上讀得，即在圓弧角度計(jì)量表上能讀得單元鏈體底邊所對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)的圓心半角α，也即單元圓鏈尺所示圓弧的圓心半角α其弧圓心角為2α。若此圓弧鏈尺由n節(jié)單元鏈體組成，則n節(jié)單元鏈體組成的圓弧鏈尺所示圓弧的圓心角為2nα。
從圓弧角度計(jì)量表上讀得α角后，由(2)式則可得到此圓弧的曲率半徑R值。這里，弧長(zhǎng)的計(jì)量只需在彈性圓弧尺的有刻度的鋼皮尺上讀得即可。
用這樣的變曲率圓弧儀來畫已知曲率半徑R的弧線時(shí)，先由R＝L/2Sinα+h求得α值α＝arcsinl/2(R-h)，然后調(diào)定變曲率控制裝置的快調(diào)鎖定螺母和微調(diào)機(jī)構(gòu)，使圓弧鏈尺變形帶動(dòng)圓弧角計(jì)量表的指針指在α值上，則此時(shí)圓弧鏈尺彈性圓弧尺一側(cè)的弧線即為已知R值的圓弧。
若需用此圓弧儀來度量已知圓弧的曲率半徑時(shí)，只需操縱變曲率控制裝置使圓弧鏈尺的尺面與已知圓弧重合，這時(shí)從計(jì)量表上即可讀得α值并由(2)式求的R值。
當(dāng)需要度量圓弧面時(shí)，只需操縱變曲率控制裝置使用弧鏈尺尺面貼合于被測(cè)圓弧面，(若被測(cè)圓弧面為凸面時(shí)，圓弧鏈尺呈與圖示相反方面彎曲，)即能從計(jì)量表上讀得α值，并求得該圓弧面的曲率半徑和根據(jù)從圓弧鏈尺尺體上讀出的相接觸的單元鏈體的節(jié)數(shù)n而得到該圓弧面的圓心角為2nα，由鋼皮尺的刻度上得知此圓弧面的長(zhǎng)度。
從以上所說本變曲率圓弧儀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理中，不難看出本發(fā)明的工作系統(tǒng)簡(jiǎn)單，使用極為方便，并且直觀、準(zhǔn)確。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖2所示實(shí)施例中變曲率控制裝置的微調(diào)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)詳圖。
圖4為本發(fā)明的原理圖。
圖5為本發(fā)明中采用同步桿的同步器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本發(fā)明中彈性圓弧尺的鋼皮尺與彈性襯條的結(jié)合方式的示意圖。
下面結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明。
參閱圖1，由若干節(jié)單元鏈體8和彈性圓弧尺6組成的圓弧鏈尺7通過處于其頭端鏈體3上的鉸鏈軸4與圓弧角度計(jì)量表2的表殼相連，并且表殼還通過鉸鏈軸5與頭端鏈體3上的一組擺角變化機(jī)構(gòu)相連，圓弧鏈尺7還通過處于其尾端鏈體12上的連接座11與變曲率控制裝置10相連接，變曲率控制裝置10的另一端連接在處于圓弧角度計(jì)量表2表殼上的連接座9上。圖中1為計(jì)量表的指計(jì)。
作為一個(gè)實(shí)施例，圖2給出了本發(fā)明的一種詳細(xì)結(jié)構(gòu)。為清楚地介紹本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，分三部份來說明。
圓弧鏈尺7由若干節(jié)具有剛性的、其形狀和大小均相同的單元鏈體8用鉸鏈軸4鉸接而成。在本設(shè)計(jì)中單元鏈體8由上下兩層呈等腰梯形的鏈片構(gòu)成，等腰梯形鏈片的長(zhǎng)邊兩端是鉸鏈軸4，由它把相鄰的單元鏈體鉸接。若干節(jié)單元鏈體8連成一長(zhǎng)鏈，左邊一節(jié)為頭端鏈體3，右邊最末一節(jié)為尾端鏈體12，在尾端鏈體12上鏈片的邊連著一組凸環(huán)23。這一長(zhǎng)鏈外側(cè)圍合一條彈性圓弧尺6。彈性圓弧尺6由帶有刻度的鋼皮尺21和彈性襯條22組成，由圖6見，兩者通過給合面上的彈性卡齒40和長(zhǎng)槽39相貼合，彈性卡齒40接合在鋼皮尺21上，長(zhǎng)槽39設(shè)置在彈性襯條22上，這樣的彈性圓弧尺6其尾端固連在尾端鏈體12的凸環(huán)23上，頭端則通過與剛皮尺上固連的導(dǎo)向件15鑲嵌在計(jì)量表2表殼的滑槽14中。由圖見，在每一單元鏈體8的上下兩層等腰梯形鏈片的內(nèi)部裝有由兩根等長(zhǎng)擺桿27、擺桿銷軸24和同步器26組成的擺角機(jī)構(gòu)，在相鄰兩單元鏈體8間裝有由一個(gè)約束保持架19、一對(duì)導(dǎo)輪20和一對(duì)作連接頭的鋼球18組成的約束裝置。同一單元鏈體8上的兩根等長(zhǎng)擺27分別與相鄰單元鏈體上的等長(zhǎng)擺桿用擺桿銷軸25相鉸接，并安裝在約束保持架19下部的連接孔中，并且，同一單元鏈體上的兩根等長(zhǎng)擺桿27在其端部擺桿鎖軸24處配置有段齒同步器26，兩段齒同步器互相嚙合。所說的約束裝置的保持架19通過其中間連接孔安置在鉸鏈軸4上，并且在其兩側(cè)各裝有一只導(dǎo)輪20，導(dǎo)輪20的軸孔中被鉸軸4穿過，并且此一對(duì)導(dǎo)輪20的頂端與彈性圓弧尺6的彈性襯條22相切；保持架19頭部的連接頭是由19頭部的孔及孔的兩側(cè)各嵌鋼球18組成，這樣的連接頭嵌裝在彈性襯條22尺長(zhǎng)方向的長(zhǎng)槽中。由上可見，各單元鏈體8用鉸鏈軸4相連接成一長(zhǎng)鏈，裝在鉸鏈軸4上的約束裝置把彈性圓弧尺6的中間部分與長(zhǎng)鏈組合起來，而且約束裝置還通過其下部的連接孔與控制單元鏈體8擺動(dòng)的擺角變化機(jī)構(gòu)相連接，這些構(gòu)件的精巧連結(jié)組成了一把能任意彎曲且每節(jié)單元鏈體產(chǎn)生同步等量彎曲的圓弧鏈尺。
同時(shí)由圖2見，圓弧角度計(jì)量表2相當(dāng)于一個(gè)單元鏈體，它的表殼底面板與相鄰的頭端鏈體3用鉸鏈軸4相鉸接，并且此計(jì)量表2的表殼底面板上還鉸接有一根與單元鏈體上同樣的等長(zhǎng)擺桿，與頭端鏈體3上的一根等長(zhǎng)擺桿相鉸連，并嵌置在約束保持架19的下部連接孔中。此計(jì)量表的指針軸33上裝有指針齒輪34，該指針齒輪與裝在表殼底、面板上的放大齒輪16的扇形齒面相嚙合，該放大齒輪16的轉(zhuǎn)軸端制有過橋齒段32，它與設(shè)置在頭端鏈體3上、與頭端鏈體3一起擺動(dòng)的角度傳遞齒輪17相嚙合。為保證指針1指示角度值α的精度，控制齒輪嚙合精度是頗為關(guān)鍵的，為此，在指針齒輪34上還配置有游絲13，以消除齒輪在嚙合中的間隙。
同時(shí)由圖2見，在圓〗嵌燃屏勘 的表殼上和圓弧鏈尺7的尾端鏈體12上裝有連接座9和11，變曲率控制裝置10架設(shè)鉸接在此兩連接座上。由圖見，本實(shí)施例中的變曲率控制裝置10包括三根能互相套合的薄壁空心圓管31、30、28，設(shè)置在空心圓管31、30管端的調(diào)節(jié)空心圓管快速推、拉伸縮的快調(diào)鎖定頭和設(shè)置在細(xì)管尾端的微調(diào)機(jī)構(gòu)。這里鎖定頭是由31、30管端一體的帶有鎖緊爪的螺紋管頭和與其相配的鎖定螺母29組成，工作時(shí)松開螺母29鎖緊爪松開，各管能自由伸縮、旋緊螺母29，鎖緊爪夾緊圓管，伸縮管組的長(zhǎng)度就被鎖定。由圖3見，微調(diào)機(jī)構(gòu)是帶有轉(zhuǎn)動(dòng)手柄的微調(diào)螺桿36和固定在空心圓管28尾端上的微調(diào)螺母35，螺桿36的螺紋與螺母35的螺紋相配合。微調(diào)螺桿36裝在連接座11中，它只能在其中轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)螺桿36的手柄即能微量改變鎖定長(zhǎng)度的伸縮管組的長(zhǎng)度，也就是微量調(diào)節(jié)圓弧的單位圓心角α和半徑R。
由以上結(jié)構(gòu)可見，變曲率控制裝置10中組合空心圓管的伸縮即能拉動(dòng)(推動(dòng))或微調(diào)節(jié)圓弧鏈尺7各單元鏈體8作同步等量擺動(dòng)，也即圓弧鏈尺7作彎曲變形，同時(shí)，圓弧角度計(jì)量表2指示出圓弧鏈尺7上單元鏈體8的擺動(dòng)角度α，從而得到圓弧鏈尺7彎曲后對(duì)應(yīng)所示圓弧的圓心角角2nα。
在另外的實(shí)施例中，由圖5所示，變曲率圓弧儀的圓弧鏈尺7擺角變化機(jī)構(gòu)的同步器26是同步桿38，它的一端與等長(zhǎng)擺桿27中間部位相鉸鏈，另一端裝在單元鏈體8對(duì)稱軸上的滑槽37中。該圓弧儀的其它部份與上述實(shí)施例相同。
從附圖及以上所說一切可知，圓弧鏈尺7變曲率時(shí)各單元鏈體的擺角均相等，同時(shí)又可知，角度計(jì)量表實(shí)際上也是一個(gè)單元鏈體，只是其上裝了一套角度計(jì)量裝置，因此，本發(fā)明中計(jì)量表2的設(shè)置還可有其它的實(shí)施方式，即它可設(shè)置在圓弧鏈尺7的任一單元鏈體上；此外，角度計(jì)量顯示方式也可采用用集成電路的直接數(shù)字顯示方式，以代替指針和刻度盤結(jié)構(gòu)。同樣，連接座9、11的設(shè)置也可有其它實(shí)施方式，即根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的不同情況，可把它們?cè)O(shè)置在除頭、尾端鏈體3和12以外的其它單元鏈體體上。
權(quán)利要求
1.一種用于繪制和度量任意圓弧曲線(面)弧長(zhǎng)、曲率半徑、弧圓心角的不用圓心的變曲率圓弧儀，其特征在于它由能根據(jù)要求所作圓弧的弧形作任意彎曲、由若干節(jié)單元鏈體8和彈性圓弧尺6組合而成的圓弧鏈尺7，度量對(duì)應(yīng)于圓弧鏈尺7所示圓弧圓心角的圓弧角度計(jì)量表2和控制圓弧鏈尺7彎曲變形的變曲率控制裝置10三部分構(gòu)成。圓弧角度計(jì)量表2通過鉸鏈軸4和5鉸接在圓弧鏈尺7的頭端鏈體3上，其指針1通過由齒輪組成的角度傳遞放大機(jī)構(gòu)與固定在頭端鏈體3上的角度傳遞齒論相連系。變曲率控制裝置10的一端通過連接座9與圓弧角度計(jì)量表2的表殼和通過連接座11與圓弧鏈尺7的尾端鏈體12相鉸連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變曲率圓弧儀，其特征在于圓弧鏈尺7若干節(jié)具有剛性的，其形狀和大小均相同的單元鏈體8用鉸鏈軸4連成一長(zhǎng)鏈，彈性圓弧尺6圍合于此長(zhǎng)鏈外側(cè)，并且在單元鏈體8上還裝有用以控制相鄰兩單元鏈體8間夾角A同步等量變化的擺角變化機(jī)構(gòu)，和裝在每一節(jié)單元鏈體間的鉸鏈軸4上的用以連接并控制彈性圓弧尺6變形的約束裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變曲率圓弧儀，其特征在于所說的擺角變化機(jī)構(gòu)由等長(zhǎng)擺桿27、擺桿銷軸24和同步器26組成，每一單元鏈體8上有兩根等長(zhǎng)擺桿27和兩只同步器26，同一單元鏈體8上的兩根等長(zhǎng)擺桿27分別與相鄰單元鏈體上的等ぐ詬擻冒詬訟 5相鉸接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變曲率圓弧儀，其特征在于所說的約束裝置由約束保持架19和一對(duì)導(dǎo)輪20所組成，保持架19通過中間連接孔和導(dǎo)輪20一起鉸連在單元鏈體8的鉸鏈軸4上，保持架19下部的連接孔與擺角變化機(jī)構(gòu)的擺桿銷軸25相連接，保持架19頭部有一個(gè)連接彈性圓弧尺6的連接頭18。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變曲率圓弧儀，其特征在于所說的彈性圓弧尺6由帶有刻度的剛皮尺21和彈性襯條22組合而成，其一端通過鋼皮尺21上固連的導(dǎo)向件15與圓弧角度計(jì)量表2的殼體的長(zhǎng)槽14相動(dòng)連，另一端與圓弧鏈尺的尾端鏈體12的凸環(huán)23相固接，中間與約束裝置的導(dǎo)輪20和保持架19頭部的動(dòng)連頭18相連。
6.根據(jù)利要求1所述的變曲率圓弧儀，其特征在于所說的角度傳遞放大機(jī)構(gòu)包括裝于指針軸33上的指針齒輪34和呈扇形的放大齒輪16，放大齒輪16的扇形齒面與指針齒輪34相嚙合，放大齒輪16的另一端過橋齒段32與角度傳遞齒輪17相嚙合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所說的變曲率圓弧儀，其特征在于所說的變曲率控制裝置是由數(shù)節(jié)直徑大小互相套合并可伸縮的空心薄壁圓管30、31、28、調(diào)節(jié)伸縮的快調(diào)鎖定螺母29、及微調(diào)機(jī)構(gòu)組成，二個(gè)快調(diào)鎖定螺母29各裝在薄壁圓管30和31的接頭處，微調(diào)機(jī)構(gòu)中的微調(diào)螺桿36與最細(xì)一節(jié)薄壁圓管尾端的微調(diào)螺母35相配。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變曲率圓弧儀，其特征在于所說的同步器26是裝在與單元鏈體8相鉸接的等長(zhǎng)擺桿27一端處的段齒，同一單元鏈體上兩根等長(zhǎng)擺桿27一端處的一對(duì)段齒相嚙合，也可以是一端與等長(zhǎng)擺桿27中間某一部位相鉸連、另一端裝在單元鏈體8對(duì)稱軸上滑槽37中的同步桿38。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變曲率圓弧儀，其特征在于所說的組成彈性圓弧尺6的鋼皮尺21上有兩排間隔均勻且呈一定角度的卡齒40，彈性襯條22上有兩條與其相配的長(zhǎng)槽39。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變曲率圓弧儀，其特征在于圓弧角度計(jì)量表2可設(shè)置在圓弧鏈尺7的任一單元鏈體上，連接座9、11也可設(shè)置在除頭、尾端鏈體3和12以外的其它單元鏈體上。
全文摘要
本發(fā)明是一種不需利用圓心就能繪制和度量出任意圓弧曲線(面)弧長(zhǎng)、曲率半徑、弧圓心角的器具。主要特點(diǎn)是把能任意彎曲變形的圓弧鏈尺、測(cè)量圓弧圓心角的圓弧角度計(jì)量表和控制圓弧鏈尺作彎曲變形的變曲率控制裝置三者組合成一體，因此，只要知道組成圓弧的三要素之一(弧形及長(zhǎng)度、圓心角、曲率半徑)即能繪制或測(cè)量出該圓弧的各要素。故本變曲率圓弧儀廣泛適用于工程制圖、放樣、美工、造型及建筑等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01B5/24GK1036730SQ8810550
公開日1989年11月1日 申請(qǐng)日期1988年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月14日
發(fā)明者王櫪櫪 申請(qǐng)人:王櫪櫪