CN116729004A - 一种便于操作的自动圆规 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便于操作的自动圆规，包括第一筒体和第二筒体，所述第二筒体位于所述第一筒体的上方且中心偏向一侧，所述第二筒体的顶端外表面转动套设有旋帽，所述旋帽的内顶壁中间固定有传动轴，所述传动轴的底端延伸至所述第一筒体的上部空腔中且与之内壁转动连接，所述传动轴上依次设置有第一扭力弹簧、棘轮和主齿轮，所述第一扭力弹簧和所述棘轮分别位于所述第二筒体的内部，所述主齿轮位于所述第一筒体的内部，所述第一扭力弹簧的两端分别与所述第二筒体的内侧壁和所述传动轴的外壁固定连接。本发明中，铅笔通过支套固定在支撑机构上，随着旋转机构自动旋转画圆，便于操作。

Description

一种便于操作的自动圆规

技术领域

本发明涉及制图工具技术领域，尤其涉及一种便于操作的自动圆规 。

背景技术

圆规是用来画圆及圆弧的工具。在数学和制图里，圆规被用来绘制圆或弦，常用于尺规作图。现有圆规通常包括定位脚和活动脚，两部分通过铰链连接，定位脚和活动脚之间的距离可作调整。

现有圆规结构简单，便于携带，但是也存在如下缺点：1、定位脚和活动脚的间距不好固定，在画圆过程中容易受到手的压力影响而导致张角扩大，影响画圆效果；2、活动脚在围绕定位脚旋转过程中，人手需要在旋拧把杆的同时围绕定位脚作圆周运动，对于初学者难以操作把握。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的定位脚和活动脚的间距不好固定，在画圆过程中容易受到手的压力影响而导致张角扩大，影响画圆效果，活动脚在围绕定位脚旋转过程中，人手需要在旋拧把杆的同时围绕定位脚作圆周运动，对于初学者难以操作把握的缺点，而提出的一种便于操作的自动圆规 。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种便于操作的自动圆规 ，包括第一筒体和第二筒体，所述第二筒体位于所述第一筒体的上方且中心偏向一侧，所述第二筒体的顶端外表面转动套设有旋帽，所述旋帽的内顶壁中间固定有传动轴，所述传动轴的底端延伸至所述第一筒体的上部空腔中且与之内壁转动连接，所述传动轴上依次设置有第一扭力弹簧、棘轮和主齿轮，所述第一扭力弹簧和所述棘轮分别位于所述第二筒体的内部，所述主齿轮位于所述第一筒体的内部，所述第一扭力弹簧的两端分别与所述第二筒体的内侧壁和所述传动轴的外壁固定连接，所述棘轮固定套设在所述传动轴的外表面，所述棘轮圆周面一侧设置有棘杆，所述棘杆通过支耳与所述第二筒体的内壁转动连接，所述棘杆的两端分别设置有按钮和复位弹簧，所述按钮的一端通过凸台穿插在所述棘杆末端的长腰孔中，所述按钮的另一端贯穿所述第二筒体的内壁延伸至外部且与之滑动连接，所述复位弹簧的两端分别与所述棘杆的末端和所述第二筒体的内侧壁固定连接，所述第一筒体的底部内腔里设置有定位机构，所述第一筒体靠近所述主齿轮处设置有旋转机构、支撑机构和滑移机构。

优选地，所述定位机构包括定位针、压力弹簧、滑台和拨杆，所述滑台固定在所述定位针的顶端，所述定位针可通过所述滑台滑出所述第一筒体的底部内腔延伸至外部，所述压力弹簧滑动套设在所述定位针的外表面且两端分别与所述滑台的端面和所述第一筒体的底部内腔底壁相贴合，所述拨杆固定在所述滑台的圆周面上且自由端穿过所述第一筒体上的通槽延伸至外部。

优选地，所述旋转机构包括转环、滑座和从齿轮，所述转环转动套设在所述第一筒体的外壁靠近所述主齿轮处，所述滑座固定在所述第一筒体靠近所述主齿轮处的内侧壁上，所述滑座上开设有弧形腰孔，所述从齿轮通过转轴活动嵌套在所述滑座上的所述弧形腰孔中，所述从齿轮与所述主齿轮啮合连接，所述从齿轮远离所述主齿轮的一侧穿过所述第一筒体的缺口且与所述转环的内侧壁单向啮合连接。

优选地，所述支撑机构包括主标尺、副标尺和两个第一连接条，所述主标尺和所述副标尺的一端分别与所述转环的外侧转动连接，所述主标尺和所述副标尺的另一端分别与两个所述第一连接条转动连接，所述主标尺上开设有滑槽。

优选地，所述滑移机构安装在所述主标尺和所述副标尺上，所述滑移机构包括滑块、两个第二连接条、滑套、支套和旋钮，所述滑块滑动嵌套在所述滑槽里，所述滑套滑动套设在所述副标尺的外表面，两个所述第二连接条的两端分别通过转轴与所述滑块和所述滑套的外表面转动连接，所述支套固定在一个所述第二连接条的外壁上，所述旋钮的螺柱分别贯穿所述第二连接条和所述滑套的外壁且末端与所述副标尺表面相贴合，所述旋钮的螺柱与所述滑套的外壁螺纹连接。

优选地，所述支套内安装有铅笔，所述第一筒体的顶端外侧固定有挂钩，所述主标尺通过围绕所述转环偏转可挂设在所述挂钩上。

优选地，所述主标尺和所述副标尺相平行，所述第一连接条、所述第二连接条和所述主标尺、所述副标尺与所述转环的连接处分别相平行，所述主标尺与所述转环的连接处嵌套安装有第二扭力弹簧，所述第二扭力弹簧的两端分别与所述主标尺和所述转环的外壁相贴合。

优选地，所述弧形腰孔的圆弧圆心与所述主齿轮的圆心相重合，所述主齿轮的旋转中心偏移所述转环的旋转中心2-5mm。

优选地，所述棘轮和所述棘杆相贴合的相对面分别设置有倒刺状的棘齿，所述棘轮通过所述棘齿与所述棘杆单向啮合连接。

优选地，所述主标尺和所述副标尺均采用薄壁钢制材料，所述旋帽圆周面上刻画有防滑纹路。

本发明具有如下有益效果：

1、该便于操作的自动圆规 ，通过设置的支撑机构、滑移机构，主标尺、副标尺、第一连接条、第二连接条与转环的转动处组成平行四边形结构，使得铅笔在旋转过程中始终保持与第一筒体的平行状态，从而保证了铅笔的笔尖在纸面滑动时与定位针的距离保持稳定，保证了画圆效果，

2、该便于操作的自动圆规 ，通过设置的第一扭力弹簧、传动轴、旋转机构，第一扭力弹簧带动传动轴反转旋转，传动轴带动主齿轮也随着反向旋转，从而通过旋转机构带动支撑机构、滑移机构和铅笔围绕第一筒体1旋转，起到自动画圆的作用，使用简单，操作容易。

附图说明

图1为本发明的前视立体图；

图2为本发明的后视立体图；

图3为本发明的后视剖视图；

图4为本发明的前视剖视图；

图5为本发明的主标尺和副标尺的截面剖视图；

图6为本发明的图2中A处的放大图；

图7为本发明的图3中B处的放大图；

图8为本发明的第二筒体的截面剖视图；

图9为本发明的第一筒体的截面剖视图；

图10为本发明的棘轮和棘杆的结构放大图。

1、第一筒体；2、第二筒体；3、旋帽；4、传动轴；5、第一扭力弹簧；6、棘轮；7、主齿轮；8、棘杆；9、按钮；10、复位弹簧；111、定位针；112、压力弹簧；113、滑台；114、拨杆；121、转环；122、滑座；123、从齿轮；131、主标尺；132、副标尺；133、第一连接条；14、滑槽；151、滑块；152、第二连接条；153、滑套；154、支套；155、旋钮；16、铅笔；17、挂钩；18、第二扭力弹簧；19、弧形腰孔；20、棘齿。

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。

如图1-10所示，本实施例的便于操作的自动圆规 ，包括第一筒体1和第二筒体2，第二筒体2位于第一筒体1的上方且中心偏向一侧，第二筒体2的顶端外表面转动套设有旋帽3，旋帽3的内顶壁中间固定有传动轴4，传动轴4的底端延伸至第一筒体1的上部空腔中且与之内壁转动连接，传动轴4上依次设置有第一扭力弹簧5、棘轮6和主齿轮7，第一扭力弹簧5和棘轮6分别位于第二筒体2的内部，主齿轮7位于第一筒体1的内部，第一扭力弹簧5的两端分别与第二筒体2的内侧壁和传动轴4的外壁固定连接，棘轮6固定套设在传动轴4的外表面，棘轮6圆周面一侧设置有棘杆8，棘杆8通过支耳与第二筒体2的内壁转动连接，棘杆8的两端分别设置有按钮9和复位弹簧10，按钮9的一端通过凸台穿插在棘杆8末端的长腰孔中，按钮9的另一端贯穿第二筒体2的内壁延伸至外部且与之滑动连接，复位弹簧10的两端分别与棘杆8的末端和第二筒体2的内侧壁固定连接，第一筒体1的底部内腔里设置有定位机构，第一筒体1靠近主齿轮7处设置有旋转机构、支撑机构和滑移机构。

使用时，支撑机构通过滑移机构带动铅笔16按压在纸面上，滑移机构可以沿着主标尺131和副标尺132的长度方向移动，从而调整画圆的半径，将定位针111插在纸面上，转动旋帽3通过传动轴4带动第一扭力弹簧5旋转，从而使得第一扭力弹簧5受到压缩产生弹力，棘杆8通过棘齿20啮合棘轮6的圆周面，对棘轮6起到限制反向旋转的作用，按压按钮9推动棘杆8围绕第二筒体2上的支耳偏转，使得棘杆8末端脱离与棘轮6的啮合连接，此时第一扭力弹簧5带动传动轴4反转旋转，传动轴4带动主齿轮7也随着反向旋转，从而通过旋转机构带动支撑机构、滑移机构和铅笔16围绕第一筒体1旋转，起到自动画圆的作用，使用简单，操作容易。

如图1-4所示，定位机构包括定位针111、压力弹簧112、滑台113和拨杆114，滑台113固定在定位针111的顶端，定位针111可通过滑台113滑出第一筒体1的底部内腔延伸至外部，压力弹簧112滑动套设在定位针111的外表面且两端分别与滑台113的端面和第一筒体1的底部内腔底壁相贴合，拨杆114固定在滑台113的圆周面上且自由端穿过第一筒体1上的通槽延伸至外部。

当需要画圆时，通过沿着第一筒体1通槽的长度方向推动拨杆114带动滑台113沿着第一筒体1的底部内腔向下移动，使得定位针111由第一筒体1的底部内腔里伸出到外部，从而起到在纸面上定位的作用，当使用完成后，拨动拨杆114从第一筒体1的通槽卡位处滑出，并在压力弹簧112的弹力作用下带动定位针111缩回到第一筒体1的底部内腔中，起到安全保护作用。

如图3、7、9所示，旋转机构包括转环121、滑座122和从齿轮123，转环121转动套设在第一筒体1的外壁靠近主齿轮7处，滑座122固定在第一筒体1靠近主齿轮7处的内侧壁上，滑座122上开设有弧形腰孔19，从齿轮123通过转轴活动嵌套在滑座122上的弧形腰孔19中，从齿轮123与主齿轮7啮合连接，从齿轮123远离主齿轮7的一侧穿过第一筒体1的缺口且与转环121的内侧壁单向啮合连接。

当传动轴4受到第一扭力弹簧5的弹力作用产生逆时针旋转，传动轴4通过主齿轮7啮合从齿轮123在滑座122上的弧形腰孔19中旋转，并利用主齿轮7对从齿轮123啮合旋转产生的偏转力，使得从齿轮123通过转轴在弧形腰孔19内产生逆时针滑移趋势，从而从齿轮123靠近转环121的内侧壁并啮合带动转环121旋转，起到代替人工旋转的作用，使得画圆更加简单方便。

如图1-4所示，支撑机构包括主标尺131、副标尺132和两个第一连接条133，主标尺131和副标尺132的一端分别与转环121的外侧转动连接，主标尺131和副标尺132的另一端分别与两个第一连接条133转动连接，主标尺131上开设有滑槽14，支撑机构对滑移机构和铅笔16起到支撑固定作用，同时滑移机构可以沿着主标尺131和副标尺132的长度方向移动，从而便于调整画圆半径。

如图2-6所示，滑移机构安装在主标尺131和副标尺132上，滑移机构包括滑块151、两个第二连接条152、滑套153、支套154和旋钮155，滑块151滑动嵌套在滑槽14里，滑套153滑动套设在副标尺132的外表面，两个第二连接条152的两端分别通过转轴与滑块151和滑套153的外表面转动连接，支套154固定在一个第二连接条152的外壁上，旋钮155的螺柱分别贯穿第二连接条152和滑套153的外壁且末端与副标尺132表面相贴合，旋钮155的螺柱与滑套153的外壁螺纹连接。

支套154带动铅笔16通过滑块151和滑套153沿着滑槽14、副标尺132的长度方向移动，可以调整画圆的半径，通过转动旋钮155，旋钮155的螺柱通过螺纹连接滑套153的外壁，使得旋钮155的螺柱末端抵压副标尺132的表面，利用摩擦力对滑套153的位置起到锁定作用，防止在画圆过程中滑移机构沿着副标尺132的长度方向移动。

如图1-4所示，支套154内安装有铅笔16，第一筒体1的顶端外侧固定有挂钩17，主标尺131通过围绕转环121偏转可挂设在挂钩17上，挂钩17起到固定主标尺131的作用，使得主标尺131和副标尺132可以与折叠靠在第一筒体1的外侧，减少收纳时的占用空间。

如图1-4、9所示，主标尺131和副标尺132相平行，第一连接条133、第二连接条152和主标尺131、副标尺132与转环121的连接处分别相平行，主标尺131与转环121的连接处嵌套安装有第二扭力弹簧18，第二扭力弹簧18的两端分别与主标尺131和转环121的外壁相贴合，通过主标尺131、副标尺132、第一连接条133、第二连接条152与转环121的转动处组成平行四边形结构，使得铅笔16在旋转过程中始终保持与第一筒体1的平行状态，从而保证了铅笔16的笔尖在纸面滑动时与定位针111的距离保持稳定，保证了画圆效果，第二扭力弹簧18为主标尺131提供稳定压力，使得铅笔16围绕定位针111旋转时，始终贴合纸面。

如图7、9所示，弧形腰孔19的圆弧圆心与主齿轮7的圆心相重合，使得从齿轮123通过转轴在弧形腰孔19里滑动时与主齿轮7始终保持啮合状态，主齿轮7的旋转中心偏移转环121的旋转中心2-5mm，当主齿轮7带动从齿轮123顺时针旋转时，通过啮合连接的偏转力推动从齿轮123通过转轴沿着弧形腰孔19顺时针滑移到末端，从而脱离与转环121内侧壁的啮合连接，当主齿轮7带动从齿轮123逆时针旋转时，通过啮合连接的偏转力推动从齿轮123通过转轴沿着弧形腰孔19逆时针滑移到末端，从而与转环121的内侧壁相接触并啮合连接，带动转环121一起旋转，起到自动画圆的作用。

如图10所示，棘轮6和棘杆8相贴合的相对面分别设置有倒刺状的棘齿20，棘轮6通过棘齿20与棘杆8单向啮合连接，通过倒刺状的棘齿20使得传动轴4可以顺时针旋转压缩第一扭力弹簧5，同时通过棘杆8上的棘齿20反向啮合棘轮20，起到防止棘轮6受到第一扭力弹簧5的弹力作用而出现逆时针旋转。

如图1-4所示，主标尺131和副标尺132均采用薄壁钢制材料，增加结构强度，旋帽3圆周面上刻画有防滑纹路，提高手指与旋帽3之间的摩擦阻力，防止打滑。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种便于操作的自动圆规 ，包括第一筒体（1）和第二筒体（2），其特征在于：所述第二筒体（2）位于所述第一筒体（1）的上方且中心偏向一侧，所述第二筒体（2）的顶端外表面转动套设有旋帽（3），所述旋帽（3）的内顶壁中间固定有传动轴（4），所述传动轴（4）的底端延伸至所述第一筒体（1）的上部空腔中且与之内壁转动连接，所述传动轴（4）上依次设置有第一扭力弹簧（5）、棘轮（6）和主齿轮（7），所述第一扭力弹簧（5）和所述棘轮（6）分别位于所述第二筒体（2）的内部，所述主齿轮（7）位于所述第一筒体（1）的内部，所述第一扭力弹簧（5）的两端分别与所述第二筒体（2）的内侧壁和所述传动轴（4）的外壁固定连接，所述棘轮（6）固定套设在所述传动轴（4）的外表面，所述棘轮（6）圆周面一侧设置有棘杆（8），所述棘杆（8）通过支耳与所述第二筒体（2）的内壁转动连接，所述棘杆（8）的两端分别设置有按钮（9）和复位弹簧（10），所述按钮（9）的一端通过凸台穿插在所述棘杆（8）末端的长腰孔中，所述按钮（9）的另一端贯穿所述第二筒体（2）的内壁延伸至外部且与之滑动连接，所述复位弹簧（10）的两端分别与所述棘杆（8）的末端和所述第二筒体（2）的内侧壁固定连接，所述第一筒体（1）的底部内腔里设置有定位机构，所述第一筒体（1）靠近所述主齿轮（7）处设置有旋转机构、支撑机构和滑移机构。

2.根据权利要求1所述的便于操作的自动圆规 ，其特征在于：所述定位机构包括定位针（111）、压力弹簧（112）、滑台（113）和拨杆（114），所述滑台（113）固定在所述定位针（111）的顶端，所述定位针（111）可通过所述滑台（113）滑出所述第一筒体（1）的底部内腔延伸至外部，所述压力弹簧（112）滑动套设在所述定位针（111）的外表面且两端分别与所述滑台（113）的端面和所述第一筒体（1）的底部内腔底壁相贴合，所述拨杆（114）固定在所述滑台（113）的圆周面上且自由端穿过所述第一筒体（1）上的通槽延伸至外部。

3.根据权利要求2所述的便于操作的自动圆规 ，其特征在于：所述旋转机构包括转环（121）、滑座（122）和从齿轮（123），所述转环（121）转动套设在所述第一筒体（1）的外壁靠近所述主齿轮（7）处，所述滑座（122）固定在所述第一筒体（1）靠近所述主齿轮（7）处的内侧壁上，所述滑座（122）上开设有弧形腰孔（19），所述从齿轮（123）通过转轴活动嵌套在所述滑座（122）上的所述弧形腰孔（19）中，所述从齿轮（123）与所述主齿轮（7）啮合连接，所述从齿轮（123）远离所述主齿轮（7）的一侧穿过所述第一筒体（1）的缺口且与所述转环（121）的内侧壁单向啮合连接。

4.根据权利要求3所述的便于操作的自动圆规 ，其特征在于：所述支撑机构包括主标尺（131）、副标尺（132）和两个第一连接条（133），所述主标尺（131）和所述副标尺（132）的一端分别与所述转环（121）的外侧转动连接，所述主标尺（131）和所述副标尺（132）的另一端分别与两个所述第一连接条（133）转动连接，所述主标尺（131）上开设有滑槽（14）。

5.根据权利要求4所述的便于操作的自动圆规 ，其特征在于：所述滑移机构安装在所述主标尺（131）和所述副标尺（132）上，所述滑移机构包括滑块（151）、两个第二连接条（152）、滑套（153）、支套（154）和旋钮（155），所述滑块（151）滑动嵌套在所述滑槽（14）里，所述滑套（153）滑动套设在所述副标尺（132）的外表面，两个所述第二连接条（152）的两端分别通过转轴与所述滑块（151）和所述滑套（153）的外表面转动连接，所述支套（154）固定在一个所述第二连接条（152）的外壁上，所述旋钮（155）的螺柱分别贯穿所述第二连接条（152）和所述滑套（153）的外壁且末端与所述副标尺（132）表面相贴合，所述旋钮（155）的螺柱与所述滑套（153）的外壁螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的便于操作的自动圆规 ，其特征在于：所述支套（154）内安装有铅笔（16），所述第一筒体（1）的顶端外侧固定有挂钩（17），所述主标尺（131）通过围绕所述转环（121）偏转可挂设在所述挂钩（17）上。

7.根据权利要求6所述的便于操作的自动圆规 ，其特征在于：所述主标尺（131）和所述副标尺（132）相平行，所述第一连接条（133）、所述第二连接条（152）和所述主标尺（131）、所述副标尺（132）与所述转环（121）的连接处分别相平行，所述主标尺（131）与所述转环（121）的连接处嵌套安装有第二扭力弹簧（18），所述第二扭力弹簧（18）的两端分别与所述主标尺（131）和所述转环（121）的外壁相贴合。

8.根据权利要求7所述的便于操作的自动圆规 ，其特征在于：所述弧形腰孔（19）的圆弧圆心与所述主齿轮（7）的圆心相重合，所述主齿轮（7）的旋转中心偏移所述转环（121）的旋转中心2-5mm。

9.根据权利要求8所述的便于操作的自动圆规 ，其特征在于：所述棘轮（6）和所述棘杆（8）相贴合的相对面分别设置有倒刺状的棘齿（20），所述棘轮（6）通过所述棘齿（20）与所述棘杆（8）单向啮合连接。

10.根据权利要求9所述的便于操作的自动圆规 ，其特征在于：所述主标尺（131）和所述副标尺（132）均采用薄壁钢制材料，所述旋帽（3）圆周面上刻画有防滑纹路。