CN115416418A

CN115416418A - 一种圆规

Info

Publication number: CN115416418A
Application number: CN202211283304.4A
Authority: CN
Inventors: 王虹; 许昂
Original assignee: Shanghai Polytechnic University
Current assignee: Shanghai Polytechnic University
Priority date: 2022-10-20
Filing date: 2022-10-20
Publication date: 2022-12-02

Abstract

本发明公开一种圆规，涉及绘图工具技术领域；包括旋钮，所述旋钮底部固定连接有水平轴，所述水平轴上铰接有左支腿和右支腿，所述水平轴一端固定有圆形量角器；所述左支腿底部固定连接有书写部，所述书写部上安装有书写工具，所述右支腿底部固定连接有定位部，所述定位部底部安装有定位针；所述左支腿底部内侧设置有传感模块，所述右支腿底部内侧设置有接收模块，所述圆形量角器内侧设置有分别与所述传感模块和接收模块连接的数据处理模块，所述圆形量角器外侧固定设置有与所述数据处理模块连接的显示屏。本发明提供的圆规，能够测量两个支腿之间的角度和直线距离，从而直观的确定所画圆或圆弧的半径。

Description

一种圆规

技术领域

本发明涉及绘图工具技术领域，特别是涉及一种圆规。

背景技术

圆规在数学和制图里，是用来画圆及圆弧的工具，现有的圆规包括旋钮、两个支腿，上端铰接在一起，可以围绕铰接的轴转动，由于圆规本身不带刻度尺，所以画圆前需要先用刻度尺量好所画圆的半径才可以绘画，多了一道工序，还加大了绘图的误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种圆规，以解决上述现有技术存在的问题，能够测量两个支腿之间的角度和直线距离，从而直观的确定所画圆或圆弧的半径。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种圆规，包括左支腿、右支腿和旋钮，所述旋钮底部固定连接有两个对称设置的安装盘，所述安装盘上设置有两个水平轴，左支腿和右支腿顶部位于两个所述安装盘之间，且所述左支腿顶部套设于一个所述水平轴上，所述右支腿顶部套设于另一个所述水平轴上，所述安装盘一端固定有圆形量角器；所述左支腿底部固定连接有书写部，所述书写部上安装有书写工具，所述右支腿底部固定连接有定位部，所述定位部底部安装有定位针；所述左支腿上方内侧设置有传感模块，所述圆形量角器内侧设置有与所述传感模块连接的数据处理模块，所述圆形量角器外侧固定设置有与所述数据处理模块连接的显示屏。

可选的，所述圆形量角器外侧面的边缘位置处环设有0～360度全范围的刻度指示线。

可选的，所述左支腿顶部设有向内侧倾斜的连接部，所述连接部顶部外边缘为齿轮结构，所述齿轮结构为固定齿轮模数，所述右支腿结构与所述左支腿结构相同，所述连接部上开设有用于穿设所述水平轴的连接通孔；所述左支腿的齿轮结构和右支腿的齿轮结构啮合连接。

可选的，所述传感模块包括齿数测量装置，所述齿数测量模块能够测量所述齿轮结构啮合转动的齿数；所述数据处理模块包括计算模块和电源模块，所述传感模块能够将测量的齿数信息传输到计算模块，所述计算模块能够根据旋转齿数计算出所述左支腿和右支腿张开的直线距离，并将计算结果显示到所述显示屏上；由于齿轮结构的齿轮模数是固定的，当左支腿和右支腿张开时，二者的齿轮结构啮合点自下向上改变，通过测量啮合点改变的齿轮数量，结合固定齿轮模数，能够将其转换为两个支腿张开的直线距离。

可选的，所述左支腿和右支腿的中部设有定位板，右支腿的中部设有第一销轴，第一销轴的前端穿过定位板中部的滑槽与第一连板的下端转动连接，定位板的左端通过第二销轴与左支腿的中部连接，定位板的左端上部与第二连板的下端连接，第二连板的上端右侧与导杆的左端固定连接，导杆的右端穿过第一连板的上部，第一连板和第二连板之间设有弹簧，弹簧缠绕在导杆的外围，第一连板的右侧设有调节旋钮。

可选的，所述调节旋钮通过螺纹与导杆连接；所述第一销轴、第二销轴的前端均设有锁紧旋钮。

可选的，所述书写部包括外筒体和内插于外筒体并紧固保持书写工具的内筒体；所述书写工具为铅笔。

可选的，所述外筒体侧壁上开设有开孔部，所述内筒体外壁上固定设置有凸片，所述凸片位于所述开孔部内；所述内筒体远离所述凸片的侧壁上开设有贯穿所述内筒体的轴向切口，所述内筒体外壁靠近所述轴向切口位置处设置有平滑的凸缘；所述外筒体的内径自开孔部一端至开孔部另一端逐渐减小。

可选的，所述旋钮外围设有防滑层。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明圆规在画图时可以直接测定两支腿之间的距离，从而直观的确定所画圆或圆弧的半径，无需额外设置直尺测量，显示屏能够将所测量的数据以数值的形式显示出来，更加直观和精准；圆形量角器的采用，使得圆规除了能绘图之外还可以测量圆弧的角度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明圆规结构示意图；

图2为本发明圆规的书写部结构示意图；

图3为图2的A-A向剖面示意图；

图4为本发明圆规的书写部纵向剖面示意图；

图5为本发明圆规去掉圆形量角器后的结构示意图；

图6为本发明左支腿和右支腿顶部的齿轮结构示意图；

附图标记说明：100-圆规，1-旋钮，2-水平轴，3-左支腿，4-右支腿，5-圆形量角器，6-书写部，601-外筒体，602-内筒体，603-开孔部，604-凸片，605-轴向切口，606-凸缘，7-书写工具，8-定位部，9-传感模块，10-齿轮结构，11-显示屏，12-定位板，13-第一销轴，14-滑槽，15-第一连板，16-第二销轴，17-第二连板，18-导杆，19-弹簧，20-调节旋钮，21-定位针，22-连接通孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供一种圆规100，包括旋钮1、左支腿3、右支腿4，旋钮1外围设有防滑层，旋钮1底部固定连接有两个对称设置的安装盘，安装盘上设置有两个水平轴2，左支腿3和右支腿4顶部位于两个安装盘之间，且左支腿3顶部套设于一个水平轴2上，右支腿4顶部套设于另一个水平轴2上，安装盘一端固定有圆形量角器5，圆形量角器5外侧面的边缘位置处环设有0～360度全范围的刻度指示线，可以直观的得到两个支腿之间的角度；左支腿3底部固定连接有书写部6，书写部6上安装有书写工具7，右支腿4底部固定连接有定位部8，定位部8底部安装有定位针21；左支腿3顶部内侧设置有传感模块9，圆形量角器5内侧设置有与传感模块9电连接的数据处理模块，圆形量角器5外侧固定设置有与数据处理模块连接的显示屏11，数据处理模块包括与显示屏11内部连接的中央处理器和存储器，中央处理器能接收传感器接收的数据，并进行分析计算得出圆规张角以及圆或圆弧的直径并传输至显示屏11，使用者可以直接读出所需数据；同时还设有张角微调装置，可以精确的控制所需直径，同时本圆规也能做测量装置，通过将左支腿3和右支腿4放置于所需测量的物体两端点，便能直接读出距离；使用本发明的圆规后将不在需要反复测量和调整圆规角度。

进一步优选的，如图5和图6所示，左支腿3顶部设有向内侧倾斜的连接部，连接部顶部外边缘为齿轮结构10，齿轮结构10为固定齿轮模数，右支腿4结构与左支腿3结构相同，连接部上开设有用于穿设水平轴2的连接通孔22；左支腿3的齿轮结构10和右支腿4的齿轮结构10啮合连接，传感模块9包括齿数测量装置，齿数测量模块能够测量齿轮结构10啮合转动的齿数；数据处理模块包括计算模块和电源模块，传感模块9能够将测量的齿数信息传输到计算模块，计算模块能够根据旋转齿数计算出左支腿3和右支腿4张开的直线距离，并将计算结果显示到显示屏上。

左支腿3和右支腿4的中部设有定位板12，右支腿4的中部设有第一销轴13，第一销轴13的前端穿过定位板12中部的滑槽14与第一连板15的下端转动连接，定位板12的左端通过第二销轴16与左支腿3的中部连接，定位板12的左端上部与第二连板17的下端连接，第二连板17的上端右侧与导杆18的左端固定连接，导杆18的右端穿过第一连板15的上部，第一连板15和第二连板17之间设有弹簧19，弹簧19缠绕在导杆18的外围，第一连板15的右侧设有调节旋钮20。调节旋钮20通过螺纹与导杆18连接；第一销轴13、第二销轴16的前端均设有锁紧旋钮。

如图2、图3和图4所示，书写部6包括外筒体601和内插于外筒体601并紧固保持书写工具7的内筒体602；书写工具7为铅笔。外筒体601侧壁上开设有开孔部603，内筒体602外壁上固定设置有凸片604，凸片604位于开孔部603内；内筒体602远离凸片604的侧壁上开设有贯穿内筒体602的轴向切口605，内筒体602外壁靠近轴向切口605位置处设置有平滑的凸缘606，凸缘606厚度逐渐增大；外筒体601的内径自开孔部603一端至开孔部603另一端逐渐减小，从而水平拨动凸片604，可以带动内筒体602在外筒体601内转动，转动时，凸缘606厚度最大的一端逐渐靠近外筒体601内径最小的一端，进而挤压内筒体602之间的轴向切口605，轴向切口605变窄，使得内筒体602整体内径变小，起到固定内筒体602内的铅笔的作用，避免画图时铅笔晃动，反向拨动凸片604，使得凸缘606厚度最大处向外筒体601内径最大处移动，内筒体602压力减小，轴向切口605挤压力变小，轴向切口605宽度变大恢复自由状态下的宽度值，内筒体602整体内径变大，此时可以方便的取出铅笔。

具体的，内筒体602形成为具有纵向槽状的轴向切口的大致圆筒状体，且具有从该内筒体的外周面的上端以及下端延伸的、抵接于外筒体601的内周面的凸缘。凸缘606具有外周面，该外周面形成为以与沿逆时针方向连续而内径变小的外筒体601的内周面抵接的方式而相对于外筒体小一圈的相同形状，该凸缘606以位于凸片604附近的左侧为起点，将该起点附近设为最大厚度，形成为沿逆时针方向连续而厚度减小。另外，该凸缘606成为以沿逆时针方向回旋而向中心轴线方向靠近的方式形成的涡旋形状。

另外，该凸缘606在轴向切口605之间不连续而具有相同程度的厚度，在保持书写工具的状态下，凸缘606的外周面的四分之三左右的大部分抵接于外筒体601的内周面，并且以缩窄轴向切口605的宽度的方式变形。此时，内筒体602的内周面以使截面成为大致呈圆形状的方式变形，因此相对于书写工具的外周面的周方向整体能够施加均等的紧固力。凸片通过在内筒体602的外周面上，在相对于内筒体602的旋转方向正交的纵向方向上延伸而设为纵长的薄板状，该凸片利用手指推压而能够使内筒体602的转动操作易于进行。另外，在该凸片附近的内筒体602的外侧面上具有表示紧固和放松书写工具的转动方向的箭头等图案。

于另一实施例中，传感模块9包括红外测距仪，接收模块10包括反射挡板，红外测距仪能够发射红外线至反射挡板上，并接收反射挡板反射回来的红外线，红外测距仪能够测量左支腿3底部和右支腿4底部张开的水平距离；数据处理模块包括计算模块和电源模块，传感模块能够将测量的距离信息传输到计算模块，计算模块能够将计算结果显示到显示屏上。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“笫二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种圆规，其特征在于：包括左支腿、右支腿和旋钮，所述旋钮底部固定连接有两个对称设置的安装盘，所述安装盘上设置有两个水平轴，左支腿和右支腿顶部位于两个所述安装盘之间，且所述左支腿顶部套设于一个所述水平轴上，所述右支腿顶部套设于另一个所述水平轴上，所述安装盘一端固定有圆形量角器；所述左支腿底部固定连接有书写部，所述书写部上安装有书写工具，所述右支腿底部固定连接有定位部，所述定位部底部安装有定位针；所述左支腿上方内侧设置有传感模块，所述圆形量角器内侧设置有与所述传感模块连接的数据处理模块，所述圆形量角器外侧固定设置有与所述数据处理模块连接的显示屏。

2.根据权利要求1所述的圆规，其特征在于：所述圆形量角器外侧面的边缘位置处环设有0～360度全范围的刻度指示线。

3.根据权利要求1所述的圆规，其特征在于：所述左支腿顶部设有向内侧倾斜的连接部，所述连接部顶部外边缘为齿轮结构，所述齿轮结构为固定齿轮模数，所述右支腿结构与所述左支腿结构相同，所述连接部上开设有用于穿设所述水平轴的连接通孔；所述左支腿的齿轮结构和右支腿的齿轮结构啮合连接。

4.根据权利要求3所述的圆规，其特征在于：所述传感模块包括齿数测量装置，所述齿数测量模块能够测量所述齿轮结构啮合转动的齿数；所述数据处理模块包括计算模块和电源模块，所述传感模块能够将测量的齿数信息传输到计算模块，所述计算模块能够根据旋转齿数计算出所述左支腿和右支腿张开的直线距离，并将计算结果显示到所述显示屏上。

5.根据权利要求1所述的圆规，其特征在于：所述左支腿和右支腿的中部设有定位板，右支腿的中部设有第一销轴，第一销轴的前端穿过定位板中部的滑槽与第一连板的下端转动连接，定位板的左端通过第二销轴与左支腿的中部连接，定位板的左端上部与第二连板的下端连接，第二连板的上端右侧与导杆的左端固定连接，导杆的右端穿过第一连板的上部，第一连板和第二连板之间设有弹簧，弹簧缠绕在导杆的外围，第一连板的右侧设有调节旋钮。

6.根据权利要求5所述的圆规，其特征在于：所述调节旋钮通过螺纹与导杆连接；所述第一销轴、第二销轴的前端均设有锁紧旋钮。

7.根据权利要求1所述的圆规，其特征在于：所述书写部包括外筒体和内插于外筒体并紧固保持书写工具的内筒体；所述书写工具为铅笔。

8.根据权利要求7所述的圆规，其特征在于：所述外筒体侧壁上开设有开孔部，所述内筒体外壁上固定设置有凸片，所述凸片位于所述开孔部内；所述内筒体远离所述凸片的侧壁上开设有贯穿所述内筒体的轴向切口，所述内筒体外壁靠近所述轴向切口位置处设置有平滑的凸缘；所述外筒体的内径自开孔部一端至开孔部另一端逐渐减小。

9.根据权利要求1所述的圆规，其特征在于：所述旋钮外围设有防滑层。