CN107825898B - 一种尺规作图专用笔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种学习用品，更具体的说是一种尺规作图专用笔，包括包括笔杆、后盖、笔尖、摆杆和副笔杆，所述笔杆的上端设置有后盖，所述副笔杆滑动铰接在笔杆上，所述摆杆的一端铰接在后盖上，摆杆的另一端滑动铰接在副笔杆上，所述笔尖设置在笔杆的下端；所述一种尺规作图专用笔还包括量角环，所述量角环转动连接在笔杆与笔尖之间，所述量角环包括套环和量角标杆，量角标杆铰接连接在套环的外侧；一种尺规作图专用笔，其有益效果为：具备画圆、测量半径及直线长度、测量角度等尺规作图必要功能，并且可以收起呈圆柱结构，作为签字笔使用，功能在多样，结构新颖，能够满足学生绘图、测量等使用需求。

Description

一种尺规作图专用笔

技术领域

本发明涉及一种学习用品，更具体的说是一种尺规作图专用笔。

背景技术

尺规作图是指用无刻度的直尺和圆规作图。尺规作图是起源于古希腊的数学课题，只使用圆规和直尺，并且只准许使用有限次，来解决不同的平面几何作图题。尺规作图使用的直尺和圆规带有想像性质，跟现实中的并非完全相同。同时，现今的几何图形学习中，为了快速绘图分析图形问题，尺规作图的方法也经常被老师和学生用到，但是以往的尺规作图需要使用圆规、直尺，必要时还需使用量角器进行角度测量，由于需要多种器具组合使用，且缺一不可，造成了尺规作图的方法使用受到限制，因此本发明将设计一款尺规作图专用笔。

发明内容

本发明的目的是提供一种尺规作图专用笔，具备画圆、测量半径及直线长度、测量角度等尺规作图必要功能，并且可以收起呈圆柱结构，作为签字笔使用，功能多样，结构新颖，能够满足学生绘图、测量等使用需求。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种尺规作图专用笔，包括笔杆、后盖、笔尖、摆杆和副笔杆，所述笔杆的上端设置有后盖，所述副笔杆滑动铰接在笔杆上，所述摆杆的一端铰接在后盖上，摆杆的另一端滑动铰接在副笔杆上，所述笔尖设置在笔杆的下端。

所述笔杆包括笔杆本体、上衬环、笔芯腔、镶嵌槽、滑块槽、丝杠孔Ⅰ、丝杠孔Ⅱ和笔杆头，所述笔杆本体上端固定连接上衬环，笔芯腔贯穿设置在笔杆本体和笔杆头的轴心处，笔杆本体上设置有沿笔杆本体轴向方向设置的镶嵌槽和滑块槽，镶嵌槽与滑块槽连通，笔杆本体的上端设置带有沉头槽的丝杠孔Ⅰ，丝杠孔Ⅰ与滑块槽连通，滑块槽的下端设置有丝杠孔Ⅱ，丝杠孔Ⅰ与丝杠孔Ⅱ同轴，笔杆本体的下端固定连接笔杆头，所述副笔杆的一端滑动铰接在滑块槽内，所述摆杆和副笔杆均间隙配合在镶嵌槽内，所述滑块槽的边缘设置有长度尺寸刻度，所述后盖通过螺钉连接在上衬环上，所述笔芯腔内设置有笔芯。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种尺规作图专用笔，所述一种尺规作图专用笔还包括量角环，所述量角环转动连接在笔杆与笔尖之间，所述量角环包括套环和量角标杆，量角标杆铰接连接在套环的外侧。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种尺规作图专用笔，所述笔杆还包括套环凸台和标杆插槽，所述的套环凸台固定连接在笔杆本体与笔杆头之间，所述标杆插槽设置在笔杆本体外侧壁的下端，所述套环套接在套环凸台上，所述量角标杆间隙配合在标杆插槽内，所述笔杆本体的下端沿笔杆本体的圆周设置有角度刻度。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种尺规作图专用笔，所述后盖包括后盖本体、摆杆铰接槽、丝杠和旋钮，所述后盖本体侧壁的下端设置有摆杆铰接槽，后盖本体上设置有圆形通孔，丝杠间隙配合在圆形通孔内，丝杠的上端设置旋钮，所述丝杠上设置有环形凸台，环形凸台卡接在后盖本体的下端，环形凸台间隙配合在丝杠孔Ⅰ的沉头槽内；

所述丝杠的上端设置有轴向定位槽，所述旋钮为环形结构，旋钮的内端设置有轴向定位块，所述旋钮套接在丝杠的上端，旋钮与丝杠通过螺母进行固定，所述轴向定位块插接在轴向定位槽内形成间隙配合。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种尺规作图专用笔，所述摆杆包括摆杆本体和滑动铰接套，摆杆本体的下端铰接连接滑动铰接套，所述摆杆本体的上端铰接连接在摆杆铰接槽内，所述副笔杆插接在滑动铰接套内形成间隙配合。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种尺规作图专用笔，所述副笔杆包括副笔杆本体和滑动铰接座，副笔杆本体的上端铰接连接滑动铰接座，所述滑动铰接座包括滑动块、螺纹通孔和副笔杆座，滑动块上设置有螺纹通孔，滑动块的下端固定连接副笔杆座，所述滑动块滑动连接在滑块槽内，所述丝杠通过螺纹配合在螺纹通孔内，所述副笔杆的一端铰接连接在副笔杆座上。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种尺规作图专用笔，所述副笔杆的下端固定连接有定位针或圆珠笔或铅笔。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种尺规作图专用笔，所述笔尖的下端与副笔杆下端的最小距离大于10mm。

本发明一种尺规作图专用笔的有益效果为：

本发明一种尺规作图专用笔，设置有摆杆和副笔杆，可以将副笔杆在笔杆上的上下滑动转化为笔尖与副笔杆之间的距离变化，以此实现距离的测量，同时可以绘制一定半径长度的圆形；设置有量角环，可以用于测量角度或作为绘制一定弧度的圆弧的基准；所述摆杆和副笔杆均间隙配合在镶嵌槽内，使本发明呈圆柱状结构，结构紧凑、新颖，且具备尺规作图必要功能，能够满足学生绘图、测量等使用需求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的笔杆结构示意图一；

图3是本发明的笔杆结构示意图二；

图4是本发明的笔杆结构示意图三；

图5是本发明的后盖结构示意图；

图6是本发明的丝杠结构示意图；

图7是本发明的旋钮结构示意图；

图8是本发明的笔尖结构示意图；

图9是本发明的摆杆结构示意图；

图10是本发明的滑动铰接套结构示意图；

图11是本发明的副笔杆结构示意图；

图12是本发明的滑动铰接座结构示意图；

图13是本发明的量角环结构示意图。

图中：笔杆1；笔杆本体1-1；上衬环1-2；笔芯腔1-3；镶嵌槽1-4；滑块槽1-5；丝杠孔Ⅰ 1-6；丝杠孔Ⅱ 1-7；套环凸台1-8；笔杆头1-9；标杆插槽1-10；

后盖2；后盖本体2-1；摆杆铰接槽2-2；丝杠2-3；环形凸台2-3-1；轴向定位槽2-3-2；旋钮2-4；轴向定位块2-4-1；

笔尖3；摆杆4；摆杆本体4-1；滑动铰接套4-2；

副笔杆5；副笔杆本体5-1；滑动铰接座5-2；滑动块5-2-1；螺纹通孔5-2-2；副笔杆座5-2-3；

量角环6；套环6-1；量角标杆6-2。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式一：

下面结合图1-13说明本实施方式，一种尺规作图专用笔，包括笔杆1、后盖2、笔尖3、摆杆4和副笔杆5，所述笔杆1的上端设置有后盖2，所述副笔杆5滑动铰接在笔杆1上，所述摆杆4的一端铰接在后盖2上，摆杆4的另一端滑动铰接在副笔杆5上，所述笔尖3设置在笔杆1的下端。

所述笔杆1包括笔杆本体1-1、上衬环1-2、笔芯腔1-3、镶嵌槽1-4、滑块槽1-5、丝杠孔Ⅰ 1-6、丝杠孔Ⅱ 1-7和笔杆头1-9，所述笔杆本体1-1上端固定连接上衬环1-2，笔芯腔1-3贯穿设置在笔杆本体1-1和笔杆头1-9的轴心处，笔杆本体1-1上设置有沿笔杆本体1-1轴向方向设置的镶嵌槽1-4和滑块槽1-5，镶嵌槽1-4与滑块槽1-5连通，笔杆本体1-1的上端设置带有沉头槽的丝杠孔Ⅰ 1-6，丝杠孔Ⅰ 1-6与滑块槽1-5连通，滑块槽1-5的下端设置有丝杠孔Ⅱ 1-7，丝杠孔Ⅰ 1-6与丝杠孔Ⅱ 1-7同轴，笔杆本体1-1的下端固定连接笔杆头1-9，所述副笔杆5的一端滑动铰接在滑块槽1-5内，所述摆杆4和副笔杆5均间隙配合在镶嵌槽1-4内，所述滑块槽1-5的边缘设置有长度尺寸刻度，所述后盖2通过螺钉连接在上衬环1-2上，所述笔芯腔1-3内设置有笔芯；摆杆4和副笔杆5均间隙配合在镶嵌槽1-4，本发明一种尺规作图专用笔呈圆柱形结构，外形与传统签字笔无异；当副笔杆5的一端沿滑块槽1-5向下滑动时，副笔杆5的下端与笔尖3的下端产生一定距离，以此使副笔杆5与笔尖3形成相对固定的间距，此时可以固定副笔杆5为圆心，使用笔尖3内的笔芯进行画圆；也可以固定笔尖3为圆心，使用副笔杆5进行画圆；并且可以通过副笔杆5和笔尖3内的笔芯同时在纸面上画出平行线，或用副笔杆5和笔尖3内的笔芯尖端在纸面上截取一定长度的距离；绘制圆形的半径或两条平行线的间距或截取的长度值通过滑块槽1-5边缘上长度尺寸刻度进行读取。

具体实施方式二：

下面结合图1-13说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述一种尺规作图专用笔还包括量角环6，所述量角环6转动连接在笔杆1与笔尖3之间，所述量角环6包括套环6-1和量角标杆6-2，量角标杆6-2铰接连接在套环6-1的外侧；使用时将量角标杆6-2向下旋转至与纸面接触，量角标杆6-2带动套环6-1在笔杆1与笔尖3之间转动，将笔杆竖直放置，使笔尖3置于被测角的顶点，使副笔杆5置于被测角的一边，量角标杆6-2置于被测角的另一边，此时可以将被测角等化于副笔杆5到笔尖3之间的连线与量角标杆6-2之间的水平夹角。

具体实施方式三：

下面结合图1-13说明本实施方式，本实施方式对实施方式二作进一步说明，所述笔杆1还包括套环凸台1-8和标杆插槽1-10，所述的套环凸台1-8固定连接在笔杆本体1-1与笔杆头1-9之间，所述标杆插槽1-10设置在笔杆本体1-1外侧壁的下端，所述套环6-1套接在套环凸台1-8上，所述量角标杆6-2间隙配合在标杆插槽1-10内，所述笔杆本体1-1的下端沿笔杆本体1-1的圆周设置有角度刻度，通过量角标杆6-2与笔杆本体1-1下端的角度刻度读取被测角度数值；同时也可以使笔尖3与量角标杆6-2固定于纸面上，保持笔杆1垂直与纸面，通过旋转副笔杆5，使副笔杆5绕笔尖3固定点转动，绘制一定角度的圆弧。

具体实施方式四：

下面结合图1-13说明本实施方式，本实施方式对实施方式一或三作进一步说明，所述后盖2包括后盖本体2-1、摆杆铰接槽2-2、丝杠2-3和旋钮2-4，所述后盖本体2-1侧壁的下端设置有摆杆铰接槽2-2，后盖本体2-1上设置有圆形通孔，丝杠2-3间隙配合在圆形通孔内，丝杠2-3的上端设置旋钮2-4，所述丝杠2-3上设置有环形凸台2-3-1，环形凸台2-3-1卡接在后盖本体2-1的下端，环形凸台间隙配合在丝杠孔Ⅰ 1-6的沉头槽内；

所述丝杠2-3的上端设置有轴向定位槽2-3-2，所述旋钮2-4为环形结构，旋钮2-4的内端设置有轴向定位块2-4-1，所述旋钮2-4套接在丝杠2-3的上端，旋钮2-4与丝杠2-3通过螺母进行固定，所述轴向定位块2-4-1插接在轴向定位槽2-3-2内形成间隙配合，通过轴向定位块2-4-1与轴向定位槽2-3-2配合对丝杠2-3与旋钮2-4进行周向定位，以此旋转旋钮2-4带动丝杠2-3转动，丝杠2-3带动副笔杆5的一端在滑块槽1-5内上下滑动。

具体实施方式五：

下面结合图1-13说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述摆杆4包括摆杆本体4-1和滑动铰接套4-2，摆杆本体4-1的下端铰接连接滑动铰接套4-2，所述摆杆本体4-1的上端铰接连接在摆杆铰接槽2-2内，所述副笔杆5插接在滑动铰接套4-2内形成间隙配合；当副笔杆5的上端沿滑块槽1-5向下滑动时，副笔杆5在滑动铰接套4-2内向下滑动，摆杆4与笔杆1之间的夹角增大，同时副笔杆5的下端与笔尖3之间的距离增大。

具体实施方式六：

下面结合图1-13说明本实施方式，本实施方式对实施方式四作进一步说明，所述副笔杆5包括副笔杆本体5-1和滑动铰接座5-2，副笔杆本体5-1的上端铰接连接滑动铰接座5-2，所述滑动铰接座5-2包括滑动块5-2-1、螺纹通孔5-2-2和副笔杆座5-2-3，滑动块5-2-1上设置有螺纹通孔5-2-2，滑动块5-2-1的下端固定连接副笔杆座5-2-3，所述滑动块5-2-1滑动连接在滑块槽1-5内，所述丝杠2-3通过螺纹配合在螺纹通孔5-2-2内，所述副笔杆5的一端铰接连接在副笔杆座5-2-3上，丝杠2-3转动可以带动滑动铰接座5-2上下运动，当滑动铰接座5-2运动到行程最上端时，摆杆4和副笔杆5均间隙配合在镶嵌槽1-4内，使本装置呈圆柱状结构，作为普通签字笔使用；在滑动铰接座5-2向下运动的过程中，摆杆4与笔杆1之间的夹角不断增大，同时副笔杆5的下端与笔尖3之间的距离随之增大，可以用于测量、截取一定长度或绘制一定半径长度的圆形或绘制两条平行线。

具体实施方式七：

下面结合图1-13说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述副笔杆5的下端固定连接有定位针或圆珠笔或铅笔，定位针可以用于作为固定的圆心，圆珠笔和签字笔均可绘制圆形或作为圆心使用，考虑铅笔笔尖磨损会对长度测量造成误差，因此选用圆珠笔最佳。

具体实施方式八：

下面结合图1-13说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述笔尖3的下端与副笔杆5下端的最小距离大于10mm，为使副笔杆5能够完全间隙配合在镶嵌槽1-4内，受副笔杆5长度的限制，本装置仅能绘制半径大于10mm的圆形或截取测量大于10mm的距离，同时考虑学生尺规作图中常用尺寸，小于10mm尺寸的使用需求较少，因此大于10mm可以满足大部分使用需要；当然为了增强本发明的实用性还可以通过将副笔杆5下端设置成弯曲形状或是通过增大副笔杆5的长度，使笔尖3的下端与副笔杆5下端的最小距离达到5mm。

本发明的一种尺规作图专用笔，其工作原理为：使用时，本发明一种尺规作图专用笔呈圆柱形结构，外形与传统签字笔无异；当副笔杆5的一端沿滑块槽1-5向下滑动时，副笔杆5的下端与笔尖3的下端产生一定距离，以此使副笔杆5与笔尖3形成相对固定的间距，此时可以固定副笔杆5为圆心，使用笔尖3内的笔芯进行画圆；也可以固定笔尖3为圆心，使用副笔杆5进行画圆；并且可以通过副笔杆5和笔尖3内的笔芯同时在纸面上画出平行线，或用副笔杆5和笔尖3内的笔芯尖端在纸面上截取一定长度的距离；绘制圆形的半径或两条平行线的间距或截取的长度值通过滑块槽1-5边缘上长度尺寸刻度进行读取；

角度测量时，将量角标杆6-2向下旋转至与纸面接触，量角标杆6-2带动套环6-1在笔杆1与笔尖3之间转动，将笔杆竖直放置，使笔尖3置于被测角的顶点，使副笔杆5置于被测角的一边，量角标杆6-2置于被测角的另一边，此时可以将被测角等化与副笔杆5到笔尖3之间的连线与量角标杆6-2之间的水平夹角；

旋转旋钮2-4带动丝杠2-3转动，丝杠2-3带动副笔杆5的一端在滑块槽1-5内上下滑动，当副笔杆5的上端沿滑块槽1-5向下滑动时，副笔杆5在滑动铰接套4-2内向下滑动，摆杆4与笔杆1之间的夹角增大，同时副笔杆5的下端与笔尖3之间的距离增大；

当滑动铰接座5-2运动到行程最上端时，摆杆4和副笔杆5均间隙配合在镶嵌槽1-4内，使本装置呈圆柱状结构，作为普通签字笔使用；在滑动铰接座5-2向下运动的过程中，摆杆4与笔杆1之间的夹角不断增大，同时副笔杆5的下端与笔尖3之间的距离随之增大，可以用于测量、截取一定长度或绘制一定半径长度的圆形或绘制两条平行线。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种尺规作图专用笔，包括笔杆(1)、后盖(2)、笔尖(3)、摆杆(4)和副笔杆(5)，其特征在于：所述笔杆(1)的上端设置有后盖(2)，所述副笔杆(5)滑动铰接在笔杆(1)上，所述摆杆(4)的一端铰接在后盖(2)上，摆杆(4)的另一端滑动铰接在副笔杆(5)上，所述笔尖(3)设置在笔杆(1)的下端；

所述笔杆(1)包括笔杆本体(1-1)、上衬环(1-2)、笔芯腔(1-3)、镶嵌槽(1-4)、滑块槽(1-5)、丝杠孔Ⅰ(1-6)、丝杠孔Ⅱ(1-7)和笔杆头(1-9)，所述笔杆本体(1-1)上端固定连接上衬环(1-2)，笔芯腔(1-3)贯穿设置在笔杆本体(1-1)和笔杆头(1-9)的轴心处，笔杆本体(1-1)上设置有沿笔杆本体(1-1)轴向方向设置的镶嵌槽(1-4)和滑块槽(1-5)，镶嵌槽(1-4)与滑块槽(1-5)连通，笔杆本体(1-1)的上端设置带有沉头槽的丝杠孔Ⅰ(1-6)，丝杠孔Ⅰ(1-6)与滑块槽(1-5)连通，滑块槽(1-5)的下端设置有丝杠孔Ⅱ(1-7)，丝杠孔Ⅰ(1-6)与丝杠孔Ⅱ(1-7)同轴，笔杆本体(1-1)的下端固定连接笔杆头(1-9)，所述副笔杆(5)的一端滑动铰接在滑块槽(1-5)内，所述摆杆(4)和副笔杆(5)均间隙配合在镶嵌槽(1-4)内，所述滑块槽(1-5)的边缘设置有长度尺寸刻度，所述后盖(2)通过螺钉连接在上衬环(1-2)上，所述笔芯腔(1-3)内设置有笔芯；

所述一种尺规作图专用笔还包括量角环(6)，所述量角环(6)转动连接在笔杆(1)与笔尖(3)之间，所述量角环(6)包括套环(6-1)和量角标杆(6-2)，量角标杆(6-2)铰接连接在套环(6-1)的外侧。

2.根据权利要求1所述的一种尺规作图专用笔，其特征在于：所述笔杆(1)还包括套环凸台(1-8)和标杆插槽(1-10)，所述的套环凸台(1-8)固定连接在笔杆本体(1-1)与笔杆头(1-9)之间，所述标杆插槽(1-10)设置在笔杆本体(1-1)外侧壁的下端，所述套环(6-1)套接在套环凸台(1-8)上，所述量角标杆(6-2)间隙配合在标杆插槽(1-10)内，所述笔杆本体(1-1)的下端沿笔杆本体(1-1)的圆周设置有角度刻度。

3.根据权利要求1或2所述的一种尺规作图专用笔，其特征在于：所述后盖(2)包括后盖本体(2-1)、摆杆铰接槽(2-2)、丝杠(2-3)和旋钮(2-4)，所述后盖本体(2-1)侧壁的下端设置有摆杆铰接槽(2-2)，后盖本体(2-1)上设置有圆形通孔，丝杠(2-3)间隙配合在圆形通孔内，丝杠(2-3)的上端设置旋钮(2-4)，所述丝杠(2-3)上设置有环形凸台(2-3-1)，环形凸台(2-3-1)卡接在后盖本体(2-1)的下端，环形凸台间隙配合在丝杠孔Ⅰ(1-6)的沉头槽内；

所述丝杠(2-3)的上端设置有轴向定位槽(2-3-2)，所述旋钮(2-4)为环形结构，旋钮(2-4)的内端设置有轴向定位块(2-4-1)，所述旋钮(2-4)套接在丝杠(2-3)的上端，旋钮(2-4)与丝杠(2-3)通过螺母进行固定，所述轴向定位块(2-4-1)插接在轴向定位槽(2-3-2)内形成间隙配合。

4.根据权利要求3所述的一种尺规作图专用笔，其特征在于：所述摆杆(4)包括摆杆本体(4-1)和滑动铰接套(4-2)，摆杆本体(4-1)的下端铰接连接滑动铰接套(4-2)，所述摆杆本体(4-1)的上端铰接连接在摆杆铰接槽(2-2)内，所述副笔杆(5)插接在滑动铰接套(4-2)内形成间隙配合。

5.根据权利要求3所述的一种尺规作图专用笔，其特征在于：所述副笔杆(5)包括副笔杆本体(5-1)和滑动铰接座(5-2)，副笔杆本体(5-1)的上端铰接连接滑动铰接座(5-2)，所述滑动铰接座(5-2)包括滑动块(5-2-1)、螺纹通孔(5-2-2)和副笔杆座(5-2-3)，滑动块(5-2-1)上设置有螺纹通孔(5-2-2)，滑动块(5-2-1)的下端固定连接副笔杆座(5-2-3)，所述滑动块(5-2-1)滑动连接在滑块槽(1-5)内，所述丝杠(2-3)通过螺纹配合在螺纹通孔(5-2-2)内，所述副笔杆(5)的一端铰接连接在副笔杆座(5-2-3)上。

6.根据权利要求1所述的一种尺规作图专用笔，其特征在于：所述副笔杆(5)的下端固定连接有定位针或圆珠笔或铅笔。

7.根据权利要求1所述的一种尺规作图专用笔，其特征在于：所述笔尖(3)的下端与副笔杆(5)下端的最小距离大于10mm。

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