CN104669883A - 一种变形尺 - Google Patents

Abstract

本发明是一种变形尺。包括第一U型杆、第一连接杆、第二连接杆、第二U型杆、第三连接杆、第四连接杆、伸缩杆，第一U型杆的两个开口端分别与第一连接杆及第四连接杆铰接，第二U型杆的两个开口端分别与第二连接杆及第三连接杆铰接，伸缩杆的一端装设在第二连接杆上，伸缩杆的另一端装设在第二U型杆上，伸缩杆由两条杆组成，两条杆上都做出有滑槽，伸缩杆所设的滑槽能沿第二连接杆及第二U型杆上装设的滑块移动，滑块通过连接件、衬套、轴承连接，连接件的一端套装有衬套，衬套的外侧套装有轴承，滑块套装在轴承的外侧，连接件的另一端固定在第二连接杆及第二U型杆上。本发明可快速在多种绘图工具中进行转换并精确绘图，提高绘图效率。

Description

一种变形尺

技术领域

本发明是一种用于课堂教学时使用的作图工具，特别是一种用于机械类课堂教学时使用的变形尺。

背景技术

在机械类或者其它工程技术类的教学课堂上，或多或少都需要作图。现在教师在上这类课程时，需要携带若干不同的作图工具，而每个制图工具的功能单一，只能绘制比较简单的几何图形，对于像椭圆等图形的绘制就比较困难，降低了教师在课堂上的作图效率，且携带不便。目前市面上有如下几款教学尺规：1)多功能尺子，该多功能尺子包括有座尺，量角器，组合直尺，可以很容易画出平行线、弧线和角度，并迅速量出角度。2)教学用尺，这种教学用尺的三角尺两条边上分别设有弧形尺，两个弧形尺的弧边可对接成一个半圆，弧形尺上设有角度刻度。包括三角尺。3)多变四边形教学用具，该多变四边形教学用具由尺子，连接点，凹槽组成。将尺子上刻出凹槽，每两把尺子在连接点处采用螺丝固定，螺丝安装在尺子上的凹槽内，这样调节螺丝在凹槽内的位置，就可以得到不同形状的四边形。

上述教学尺规的功能大多只能实现直尺和量角器的功能。所画出的圆弧的半径基本确定，不能达到画出任意半径圆弧的目的，也无法实现画出其他曲线的功能，不能够达到真正多功能。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种变形尺。本发明将多种功能融合到这一把尺子上，并且在变换各种功能时，不需要进行零件的拆装，减少教师在操作时的难度。且本发明在不使用的时候可以进行折叠，易于携带。本发明不仅可以运用在机械类或者其它工程技术类的课堂上，还可以推广到中小学的课堂上，方便教师的作图和学生的理解。

本发明的技术方案是：本发明的变形尺，包括有第一U型杆、第一连接杆、第二连接杆、第二U型杆、第三连接杆、第四连接杆、伸缩杆，其中第一U型杆的其中一个开口端与第一连接杆铰接，第一U型杆的另一个开口端与第四连接杆铰接，第二U型杆的其中一个开口端与第二连接杆铰接，第 二U型杆的另一个开口端与第三连接杆铰接，伸缩杆的一端装设在第二连接杆上，伸缩杆的另一端装设在第二U型杆上，上述伸缩杆由两条杆组成，两条杆上都做出有滑槽，第二连接杆及第二U型杆上都装设有滑块，伸缩杆的两条杆上所设的滑槽能沿滑块移动，滑块通过连接件、衬套、轴承连接，其中连接件的一端套装有衬套，衬套的外侧套装有轴承，滑块套装在轴承的外侧，且滑块置于伸缩杆所设的滑槽，连接件的另一端固定在第二连接杆及第二U型杆上。

本发明由于采用由多连杆机构组成的结构，通过连杆机构、滑块机构，实现直尺、圆规、量角器、三角板、椭圆规等其它特殊曲线规之间的快速转换，将多种绘图功能集成于一体，该尺可以快速在多种绘图工具中进行转换并精确绘图，大大提高教师在上课时的绘图效率.另外，本发明的滑块通过连接件、衬套、轴承连接，滑块的运动更加自如流畅。本发明不仅适用于各种机械类的课程绘图，而且可以推广到其它大、中、小学校的绘图课程。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的变形尺。

附图说明

图1为本发明直尺状态的俯视图；

图2为本发明直尺状态的主视图；

图3为本发明椭圆规状态的俯视图；

图4为本发明第四连接杆上装设有连接键的局部放大图；

图5为本发明滑块与伸缩杆连接处的局部放大图。

具体实施方式

实施例：

本发明的结构示意图如图1、2、3、4所示，本发明的变形尺，包括有第一U型杆1、第一连接杆2、第二连接杆4、第二U型杆6、第三连接杆7、第四连接杆9、伸缩杆10，其中第一U型杆1的其中一个开口端与第一连接杆2铰接，第一U型杆1的另一个开口端与第四连接杆9铰接，第二U型杆6的其中一个开口端与第二连接杆4铰接，第二U型杆6的另一个开口端与第三连接杆7铰接，伸缩杆10的一端装设在第二连接杆4上，伸缩杆10的另一端装设在第二U型杆6上，上述伸缩杆10由两条杆组成，两条杆上 都做出有滑槽，第二连接杆4及第二U型杆6上都装设有滑块12，伸缩杆10的两条杆上所设的滑槽能沿滑块12移动，滑块12通过连接件16、衬套17、轴承18连接，其中连接件16的一端套装有衬套17，衬套17的外侧套装有轴承18，滑块12套装在轴承18的外侧，且滑块12置于伸缩杆10所设的滑槽内，连接件16的另一端固定在第二连接杆4及第二U型杆6上。伸缩杆10的两条杆上所设的滑槽分别插在第二连接杆4及第二U型杆6上装设的滑块12上，实现伸缩杆10的两条杆上所设的滑槽能沿滑块12移动。可以实现两杆之间的伸缩和角度的改变。

本实施例中，上述连接件16为螺栓，螺栓的一端为光杆段，另一端为设有螺纹的螺纹段，光杆段上套装有衬套17，衬套17与轴承18通过过盈配合，螺纹段的端部通过螺母或固定块固定在第二连接杆4及第二U型杆6上。

本实施例中，上述伸缩杆10的两条杆通过紧固螺母14连接在第二连接杆4上。本实施例中，上述滑块12是圆形滑块。 

本实施例中，上述伸缩杆10的两端还设有通槽，使固定连接件16的螺母或固定块可以穿过通槽使伸缩杆10放置到由第一U型杆1、第一连接杆2、第四连接杆9组成的U型主体结构中间的空隙19中。伸缩杆10两端设有的通槽为方形或圆形。在变形尺处于直尺状态时可以将伸缩杆10收到U型主体结构的内部。伸缩杆10放到空隙19之后，通过锁紧螺钉15将伸缩杆10固定在U型主体结构里面，让它不突出来。

为方便使用，第一连接杆2、第二连接杆4、第二U型杆6、第三连接杆7、第四连接杆9的至少一个杆上装设有吸铁石3。本实施例中，上述第三连接杆7与第四连接杆9之间装设有吸铁石3，吸铁石3通过胶粘剂粘固在第三连接杆7与第四连接杆9之间。

为实现圆规及椭圆规的功能，上述伸缩杆10的一端固定有粉笔夹11，伸缩杆10的另一端装设有定位针5。本实施例中，上述定位针5通过胶粘剂粘固在伸缩杆10的端部。粉笔夹11通过螺丝固定在伸缩杆10上。

为实现数显功能，上述第四连接杆9上装设有连接键13，连接键13连接有电位器8，第四连接杆9转动带动连接键13转动，连接键13转动带动电位器8转动。上述电位器通过螺丝固定在图1所示位置。本实施例中，上 述电位器8与数显装置连接，电位器8作为数显装置的电位器，电位器8转动时，则数显装置中的该电位器的阻值发生改变，数显装置就会显示出两边之间的夹角。

本发明尺子变幻分为两种状态，分别是直尺状态和椭圆规状态。

在直尺的状态下，可以实现三种功能。第一，利用直尺边上的刻度标识，可以准确画出一定长度的直线。第二，直尺的中间有一个转动机构，在转动轴处有一个角度传感器，通过检测两个边之间的夹角，并将数据在显示屏上显示出来，实现测量角度的功能。第三，在直尺的两端分别有一个可以收缩的定位针和粉笔，将尺子竖直起后，通过改变两边之间的夹角，此时数显装置就可以显示出定位针与粉笔之间的距离(也就是圆的半径)，实现准确画出不同半径圆的功能。在直尺状态下，作品长651mm，宽60mm，高15mm。

在椭圆规的状态下，主体结构变为一个十字架的结构，长371mm，宽356mm。在此状态下，可以实现三种功能。第一，通过两个滑块在变形后的十字架轨道上运动，实现画出椭圆的功能，并且通过调节两滑块之间的伸缩杆，以达到改变椭圆大小的目的，画出任意大小的椭圆；第二，将一个滑块固定在十字架的中心位置，通过改变两伸缩杆之间的夹角，以画出任意大小的心脏线；第三，调节两伸缩杆之间的夹角至90度，通过调节滑块与两伸缩杆连接点之间的距离大小，就可以画出不同大小的环索线。

本发明是一种多功能变形尺规，将圆规、椭圆规、直尺、量角器等多种作图工具融为一体，实现画圆、画椭圆、画心脏线、画环索线、用数显装置显示量取角度和圆半径的功能，具体功能如下：

直尺功能：将装置变幻到直尺状态时，实现直尺的功能。在尺子的上面有刻度显示，可以画出不同长度直线。

量角器功能：因第一U型杆1的其中一个开口端与第一连接杆2铰接，第一U型杆1的另一个开口端与第四连接杆9铰接，第二U型杆6的其中一个开口端与第二连接杆4铰接，第二U型杆6的另一个开口端与第三连接杆7铰接，由其中一个铰接转动副可以实现改变两边夹角的功能。将直尺的两边贴在所测夹角的边上，直尺两边的转动将带动连接键13的转动，连接键13带动电位器8的转动，数显装置中电位器阻值的改变，数显装置就会 显示出两边之间的夹角。

圆规功能：将尺子竖起，通过调节尺子两边的夹角，带动电位器8改变阻值大小，并利用余弦定理自动计算出粉笔夹11与定位针5之间的距离，数显设备将显示其距离。

椭圆规功能：将装置变幻到椭圆规状态，滑块12在伸缩杆10两条杆上所设的滑槽内滑动。控制粉笔夹11转动一圈，便可以画出一个椭圆。将紧固螺母14松开后，可以调整伸缩杆10的长度，就可以实现画出不同大小椭圆的目的。椭圆规绘制的椭圆其短轴为笔到X轴上滑块的距离，长轴即笔到Y轴上滑块的距离。

画心脏线功能：将其中的一个滑块12固定在椭圆规中心位置后，再将紧固螺母14松开，通过改变伸缩杆10两条杆之间的夹角的大小，移动粉笔夹，便可画出不同大小的心脏线。

画环索线功能：将伸缩杆10两杆之间的夹角调整至90度后固定，移动粉笔夹11，便可以画出环索线。

Claims (10)

1.一种变形尺，其特征在于包括有第一U型杆（1）、第一连接杆（2）、第二连接杆（4）、第二U型杆（6）、第三连接杆（7）、第四连接杆（9）、伸缩杆（10），其中第一U型杆（1）的其中一个开口端与第一连接杆（2）铰接，第一U型杆（1）的另一个开口端与第四连接杆（9）铰接，第二U型杆（6）的其中一个开口端与第二连接杆（4）铰接，第二U型杆（6）的另一个开口端与第三连接杆（7）铰接，伸缩杆（10）的一端装设在第二连接杆（4）上，伸缩杆（10）的另一端装设在第二U型杆（6）上，上述伸缩杆（10）由两条杆组成，两条杆上都做出有滑槽，第二连接杆（4）及第二U型杆（6）上都装设有滑块（12），伸缩杆（10）的两条杆上所设的滑槽能沿滑块（12）移动，滑块（12）通过连接件（16）、衬套（17）、轴承（18）连接，其中连接件（16）的一端套装有衬套（17），衬套（17）的外侧套装有轴承（18），滑块（12）套装在轴承（18）的外侧，且滑块（12）置于伸缩杆（10）所设的滑槽，连接件（16）的另一端固定在第二连接杆（4）及第二U型杆（6）上。

2.根据权利要求1所述的变形尺，其特征在于上述连接件（16）为螺栓，螺栓的一端为光杆段，另一端为设有螺纹的螺纹段，光杆段上套装有衬套（17），衬套（17）与轴承（18）通过过盈配合，螺纹段的端部通过螺母固定在第二连接杆（4）及第二U型杆（6）上。

3.根据权利要求1所述的变形尺，其特征在于上述伸缩杆（10）的两条杆通过紧固螺母（14）连接在第二连接杆（4）上。

4.根据权利要求1所述的变形尺，其特征在于上述滑块（12）是圆形滑块。

5.根据权利要求1所述的变形尺，其特征在于上述伸缩杆（10）的两端还设有通槽，使固定连接件（16）的螺母能穿过通槽使伸缩杆（10）放置到由第一U型杆（1）、第一连接杆（2）、第四连接杆（9）组成的U型主体结构中间的空隙（19）中。

6.根据权利要求1所述的变形尺，其特征在于上述第一U型杆（1）、第一连接杆（2）、第二连接杆（4）、第二U型杆（6）、第三连接杆（7）、第四连接杆（9）至少一个杆上装设有吸铁石（3）。

7.根据权利要求1至6任一项所述的变形尺，其特征在于上述伸缩杆（10）的一端固定有粉笔夹（11），伸缩杆（10）的另一端装设有定位针（5）。

8.根据权利要求7所述的变形尺，其特征在于上述粉笔夹（11）通过螺丝固定在伸缩杆10上。

9.根据权利要求6所述的变形尺，其特征在于上述第四连接杆（9）上装设有连接键（13），连接键（13）连接有电位器（8），第四连接杆（9）转动带动连接键（13）转动，连接键（13）转动带动电位器（8）转动。

10.根据权利要求9所述的变形尺，其特征在于上述电位器（8）与数显装置连接。