CN104494341B - 光感智能任意角等分仪 - Google Patents

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    • B43L13/00—Drawing instruments, or writing or drawing appliances or accessories not otherwise provided for

Abstract

本发明公开了一种光感智能任意角等分仪，包括照相机，信号发射端，顶盖，中心旋转轴，指针，外圆周齿轮轨道，旋转激光发射端，旋转轴驱动器，旋转固定轴，圆柱外壳，移动打点器，反光膜，信号接收端；所述顶盖与圆柱外壳同轴紧密配合，指针与旋转轴固定连接，反光膜内贴在圆柱外壳，移动打点器与指针在同一径向轴上，两者同步同角度即同径向打点。旋转激光发射端与旋转固定轴同轴配合。其中旋转固定轴，与圆柱外壳内壁相切且与其轴平行。本发明结构简单，生产成本低，通过使用光的反射、光敏电阻的感光性及激光源的聚光性等手段进行角度等分，极大地提高了角度等分的精度，且操作简单易学，易于推广。

Description

光感智能任意角等分仪
技术领域
本发明涉及一种通过光与电而不采用量角器即可智能自动等分任意角的工具。
背景技术
在教学科研以及生产实践中，经常需要将一些角度进行准确地等分。最简单的就是将角度进行二等分、四等分等偶数等分，而很难对某一角度进行任意非零自然数等分。在实际操作中，人们通常利用量角器通过数值计算对角进行等分，这种方法操作时误差较大。而对于一些高精度要求的角度等分时，所需仪器价格昂贵，操作复杂，不适宜广泛推广使用。
发明内容
本发明目的在于提供一种操作简单，能高精度、高智能化的将平面内任意角等分的作图工具，用来解决以往工具操作简单但误差大，误差小但操作复杂的现状。
为了实现上述目的，本发明采取了如下解决方案：
光感智能任意角等分仪，包括：
旋转激光发射端，用于发射出激光束；
反光膜，用于反射旋转激光发射端发射出的激光束；
圆柱外壳，用于固定反光膜；
指针，用于接收旋转激光发射端发射出的激光束信号；
移动打点器，用于打点；
中心旋转轴，用于连接移动打点器和指针并带动移动打点器和指针分别紧贴圆柱外壳的外侧和内侧圆周运动；
顶盖，用于将中心旋转轴固定在圆柱外壳轴心位置；
光敏电阻，设在指针上用来感应射到指针上的激光束；
顶盖固定在圆柱外壳上并与圆柱外壳同轴紧密配合，中心旋转轴固定在圆柱外壳的轴心位置，中心旋转轴顶部连接顶盖；指针和移动打点器分别与中心旋转轴连接，移动打点器设在圆柱外壳的外侧并紧贴圆柱外壳外壁圆周运动，指针设在圆柱外壳的内侧并紧贴圆柱外壳内侧圆周运动，指针与移动打点器固接，二者同步运动；圆柱外壳上开有轴向轴孔，旋转固定轴与轴孔配合连接，旋转激光发射器套装在旋转固定轴上，旋转激光发射器与旋转固定轴同轴配合；反光膜内贴在圆柱外壳内部；旋转激光发射端与光敏电阻安装在同一水平面上。
进一步的，还包括：
照相机，用于拍摄光路图像；
信号发射端，用于发射电信号；
信号接收端，用于接收信号发射端发射的电信号；
照相机设在顶盖上方，信号发射端设在中心旋转轴顶部，信号发射端与光敏电阻电连接，信号接收端连接移动打点器并通过接收到的电信号控制移动打点器进行打点。
进一步的，移动打点器和指针通过同一根旋转臂连接中心旋转轴，旋转臂设在圆柱外壳的下方，移动打点器设在圆柱外壳的外侧，指针设在圆柱外壳的内侧。
进一步的，所述圆柱外壳外壁上设有外圆周齿轮轨道，所述移动打点器上设有与所述外圆周齿轮轨道相啮合的小齿轮。
进一步的，所述中心旋转轴底部连接旋转轴驱动器。
进一步的，所述顶盖为透明顶盖。
本发明光感智能任意角等分仪具体打点方法为：将中心旋转轴的中心点对准被等分角的定点，指针与中心旋转轴的连线对齐被等分角的一条边线，旋转激光发射端与中心旋转轴的中心连线对齐被等分角的另一条边，此时启用旋转激光发射端，旋转激光发射端发射出激光束，转动旋转激光发射端，直到激光束经过反射膜数次反射后落到指针上，使得光敏电阻感应到信号；此时通过光敏电阻将信号传输给信号发射端，信号发射端发射电信号，信号接收端收到电信号并控制移动打点机打下第一个点；此时停止转动旋转激光发射端，转动中心旋转轴，每当光敏电阻感应到信号时自动通过信号发射端发射电信号，信号接收端收到电信号并控制移动打点机打点，直到打下的点与第一个点重合为止。此时打下点的数量确定被等分角被等分的数量。
本发明的有益效果在于：本发明结构简单紧凑，生产成本低，能够通过光的反射、光敏电阻的感光性及激光源的聚光性等特征，极大提高角度等分的精确度；本发明操作简单，极易推广。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的部分结构示意图；
图3是为本发明的指针结构示意图；
图4是为本发明的几何示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1、2、3所示，光感智能任意角等分仪，包括：旋转激光发射端7，用于发射出激光束；反光膜12，用于反射旋转激光发射端7发射出的激光束；圆柱外壳10，用于固定反光膜12；指针5，用于接收旋转激光发射端7发射出的激光束信号；移动打点器11，用于打点；中心旋转轴4，用于连接移动打点器11和指针5并带动移动打点器11和指针5分别紧贴圆柱外壳10的外侧和内侧圆周运动；顶盖3，用于将中心旋转轴4固定在圆柱外壳10轴心位置；光敏电阻，设在指针5上用来感应射到指针5上的激光束；顶盖3固定在圆柱外壳10上并与圆柱外壳10同轴紧密配合，中心旋转轴4固定在圆柱外壳10的轴心位置，中心旋转轴4顶部连接顶盖3；指针5和移动打点器11分别与中心旋转轴4连接，移动打点器11设在圆柱外壳10的外侧并紧贴圆柱外壳10外壁圆周运动，指针5设在圆柱外壳10的内侧并紧贴圆柱外壳10内侧圆周运动，指针5与移动打点器11固接，二者同步运动；圆柱外壳10上开有轴向轴孔，旋转固定轴9与轴孔配合连接，旋转激光发射器套装在旋转固定轴9上，旋转激光发射器与旋转固定轴9同轴配合；反光膜12内贴在圆柱外壳10内部；旋转激光发射端7与光敏电阻安装在同一水平面上。
该装置还包括：照相机1，用于拍摄光路图像；信号发射端2，用于发射电信号；信号接收端13，用于接收信号发射端2发射的电信号；照相机1设在顶盖3上方，信号发射端2设在中心旋转轴4顶部，信号发射端2与光敏电阻电连接，信号接收端13连接移动打点器11并通过接收到的电信号控制移动打点器11进行打点。移动打点器11和指针5通过同一根旋转臂连接中心旋转轴4，旋转臂设在圆柱外壳10的下方，移动打点器11设在圆柱外壳10的外侧，指针5设在圆柱外壳10的内侧。所述圆柱外壳10外壁上设有外圆周齿轮轨道6，所述移动打点器11上设有与所述外圆周齿轮轨道6相啮合的小齿轮。所述中心旋转轴4底部连接旋转轴驱动器8。
所述顶盖3为透明顶盖3。
使用时先将中心旋转轴4轴心与被等分的平面角顶点重合，再使平面角初始边线与被等分角一边重合，随后开启旋转轴驱动器8使中心旋转轴4匀慢速转动，使指针5上的平面角终边线与被等分角另一边重合，旋转轴驱动器8停止。此时转动旋转激光发射端7，使发射的激光束经反光膜12数次反射后落到指针5上，最终使得光敏电阻14感应到信号时停止旋转，通过照相机1观察并确定几等分被测角。此时信号发射端2发射电信号，信号接收端13接收到信号，移动打点器11打下第一个点。旋转固定轴9停止旋转，旋转激光发射端7持续发射激光束，随后中心旋转轴4重新旋转，控制旋转轴驱动器8，使指针5开始向待等分的角内方向运动，每光敏电阻14感应到光点时，信号发射端2发出电信号，移动打点器11在信号接收端13接收到电信号后打点，直到与第一个打点位置重合为止。激光在反光膜12上反射，上方照相机1拍摄出光路反射路线，以此判断几等分被测角。
结合图4证明原理的科学性：
证明：连接OC,OB。在圆O中，OA＝OB＝OC＝OD
△AOB，△BOC，△COD为等腰三角形
根据凹面镜反射原理，可知
∠OBA＝∠OBC,∠OCB＝∠OCD
即：∠OAB＝∠OBA＝∠OBC＝∠OCB＝∠OCD＝∠ODC
∠AOB＝∠BOC＝∠COD，即OB,OC三等份∠AOD
当反射点为任意多时，同理可证OB,OC,OD,OE……任意等分∠AOD。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (6)

1.光感智能任意角等分仪，其特征在于：包括：
旋转激光发射端，用于发射出激光束；
反光膜，用于反射旋转激光发射端发射出的激光束；
圆柱外壳，用于固定反光膜；
指针，用于接收旋转激光发射端发射出的激光束信号；
移动打点器，用于打点；
中心旋转轴，用于连接移动打点器和指针并带动移动打点器和指针分别紧贴圆柱外壳的外侧和内侧圆周运动；
顶盖，用于将中心旋转轴固定在圆柱外壳轴心位置；
光敏电阻，设在指针上用来感应射到指针上的激光束；
顶盖固定在圆柱外壳上并与圆柱外壳同轴紧密配合，中心旋转轴固定在圆柱外壳的轴心位置，中心旋转轴顶部连接顶盖；指针和移动打点器分别与中心旋转轴连接，移动打点器设在圆柱外壳的外侧并紧贴圆柱外壳外壁圆周运动，指针设在圆柱外壳的内侧并紧贴圆柱外壳内侧圆周运动，指针与移动打点器固接，二者同步运动；圆柱外壳上开有轴向轴孔，旋转固定轴与轴孔配合连接，旋转激光发射器套装在旋转固定轴上，旋转激光发射器与旋转固定轴同轴配合；反光膜内贴在圆柱外壳内部；旋转激光发射端与光敏电阻安装在同一水平面上。
2.根据权利要求1所述的光感智能任意角等分仪，其特征在于：还包括：
照相机，用于拍摄光路图像；
信号发射端，用于发射电信号；
信号接收端，用于接收信号发射端发射的电信号；
照相机设在顶盖上方，信号发射端设在中心旋转轴顶部，信号发射端与光敏电阻电连接，信号接收端连接移动打点器并通过接收到的电信号控制移动打点器进行打点。
3.根据权利要求1所述的光感智能任意角等分仪，其特征在于：移动打点器和指针通过同一根旋转臂连接中心旋转轴，旋转臂设在圆柱外壳的下方，移动打点器设在圆柱外壳的外侧，指针设在圆柱外壳的内侧。
4.根据权利要求1所述的光感智能任意角等分仪，其特征在于：所述圆柱外壳外壁上设有外圆周齿轮轨道，所述移动打点器上设有与所述外圆周齿轮轨道相啮合的小齿轮。
5.根据权利要求1所述的光感智能任意角等分仪，其特征在于：所述中心旋转轴底部连接旋转轴驱动器。
6.根据权利要求1所述的光感智能任意角等分仪，其特征在于：所述顶盖为透明顶盖。
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