CN201456772U - 三用圆规 - Google Patents

Abstract

一种三用圆规，其特点是左、右规腿内为空腔，规腿的表面开有作为长度显示屏或角度显示屏的槽孔，左、右规腿内空腔上部设有齿和轮，左、右规腿内空腔下部设有皮带轮，左规腿内的皮带轮上设有通过齿条与齿和轮中的齿相连接的弹簧，皮带轮通过带有数字刻度线的皮带与齿和轮中的轮相连接，右规腿内的齿和轮中的齿通过双齿轮与固定在左规腿顶部规轴上的定齿轮相连接，皮带轮通过带有数字刻度线的皮带与齿和轮中的轮相连接，左、右规腿顶部的规轴上设有放置滚动球的凹槽，滚动球上设有穿孔，规把的硬轴插入在滚动球的穿孔内，左、右规腿顶部的规轴通过中心轴铰接在一起。本实用新型能画圆、测长度或角度，有助于学生和教师使用。

Description

三用圆规

技术领域

本实用新型涉及一种学习用具，特别是涉及一种三用圆规，是对现有圆规结构的改进，属于文教用品范畴。

背景技术

目前，人们在生活、工作和学习中，常常碰到需要在画圆的同时，还需要测出长度或角度的情况，特别是在学校教学、科学研究或学生学习中，这种情况更容易遇到。但现有圆规的功能单一，只能各自使用，有时一节课需要在画圆的同时，还需要测出长度或角度，就要用到多个教学用具，携带不方便且易丢失，不利于教师和学生利用课堂时间方便快捷地完成教学任务。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述不足，为了方便教学、科研与学生的学习，通过研究改进，给出一种三用圆规，该三用圆规集画圆与测出长度或角度功能于一身，可以用画圆、量角及测量长度，既便于保管和携带，又有助于学生和教师快捷地完成教学任务。

本实用新型给出的技术方案是：这种三用圆规，包括有规把、左、右规腿、左、右规腿顶部的规轴、定针、笔尖，其特点是所述左、右规腿内部均为空腔，左、右规腿的外表面上均开有一个作为长度显示屏或角度显示屏的槽孔，其中

所述左规腿内部空腔上部设有共轴且一体的齿和轮，左规腿内部空腔下部设有皮带轮，皮带轮上方设有弹簧，弹簧的上端与齿条下端相连接，齿条的上端与共轴且一体的齿和轮中的齿相啮合，皮带轮通过带有数字刻度线的皮带与共轴且一体的齿和轮中的轮相连接；

所述右规腿内部空腔上部设有共轴且一体的齿和轮，右规腿内部空腔下部设有皮带轮，共轴且一体的齿和轮中的齿与右规腿内部空腔上部设置的双齿轮中的一个齿轮相啮合，双齿轮中的另一个齿轮与固定在左规腿顶部规轴上的定齿轮相啮合，皮带轮通过带有数字刻度线的皮带与共轴且一体的齿和轮中的轮相连接；

所述左、右规腿顶部的规轴上均设有放置至少3个滚动球的凹槽，其中的一个滚动球上设有穿孔，所述规把的硬轴插入在滚动球的穿孔内，左、右规腿顶部的规轴通过中心轴铰接在一起。

在上述技术方案中所述左、右规腿顶部的规轴内部构造基本一致，只是左规腿顶部的规轴部分多一个定齿轮；

在上述技术方案中未提及的部分结构与现有技术相同。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：集画圆与测出长度或角度功能于一身，可以用画圆、量角及测量长度，既便于保管和携带，又有助于学生和教师快捷地完成教学任务。

附图说明

图1为本实用新型给出的实施例的主视图；

图2为本实用新型给出的实施例的左视图；

图3为本实用新型给出的实施例的右视图；

图4为本实用新型左规腿(测量长度)的结构示意图；

图5为本实用新型右规腿(测量角度)的结构示意图；

图6为左规腿顶部的规轴的结构示意图；

图7为图6的左视图；

图8为规把的结构示意图；

图9为图8的左视图；

图10为规轴部分的外壳体的主视图；

图11为图10的俯视图；

图12为规轴及规把部分的装配过程的示意图；

图13为本实用新型的测长度原理示意图；

图14为本实用新型的测角度原理示意图。

具体实施方式

如图1～图12所示，这种三用圆规，包括有规把1、左、右规腿2和3、左、右规腿顶部的规轴4和5、定针6、笔尖7，左、右规腿2和3内部均为空腔，左、右规腿2和3的外表面上均开有一个作为长度显示屏8或角度显示屏9的槽孔，其中左规腿2内部空腔上部设有共轴且一体的齿和轮2-1，左规腿2内部空腔下部设有皮带轮2-2，皮带轮2-2上方设有弹簧2-3，弹簧2-3的上端与齿条2-4下端相连接，齿条2-4的上端与共轴且一体的齿和轮2-1中的齿相啮合，皮带轮2-2通过带有数字刻度线的皮带2-5与共轴且一体的齿和轮2-1中的轮相连接；右规腿3内部空腔上部设有共轴且一体的齿和轮3-1，右规腿3内部空腔下部设有皮带轮3-2，共轴且一体的齿和轮3-1中的齿与右规腿3内部空腔上部设置的双齿轮3-3中的一个齿轮相啮合，双齿轮3-3中的另一个齿轮与固定在左规腿顶部规轴4上的定齿轮3-4相啮合，皮带轮3-2通过带有数字刻度线的皮带3-5与共轴且一体的齿和轮3-1中的轮相连接；左、右规腿顶部的规轴4和5上均设有放置3个滚动球10的凹槽11，其中的一个滚动球10上设有穿孔，规把1的硬轴12插入在滚动球10的穿孔内，左、右规腿顶部的规轴4和5通过中心轴13铰接在一起。

图6～图7为左规腿顶部的规轴的结构，而右规腿顶部的规轴内部构造与左规腿顶部的规轴内部构造基本一致，只是左规腿顶部的规轴部分多一个定齿轮3-4。

图8～图9为规把1、硬轴12及滚动球的内部构造，由规把1、提丘14、硬轴12、制动楔15、滚动球10(三个或多个，其中一球有细孔)、弹簧(图中未画出)等组成，其中

1)在凹槽内安装滚动球10，其中一球中有一穿孔，正好能将规把的硬轴12插入在其孔内，规把的硬轴12能够起到控制此球只绕滚动而不移位的作用，目的是固定规把1的轴线始终在两规腿的角平分线的反向延长线上.另外两球或多个球在只滚动不打滑的前提下，三球或多个球的球心位置，正好在(正)三角形的三个顶点或(正)多边形的各个顶点上，它们之间的方位始终不变，就象滚动轴承或转盘饭桌玻璃下面的支承滚动轴承一样；

2)当捏住规把1向外稍许拉动的同时，顺或逆时针旋转规把90°时，提丘14就通过制动楔15，起到稳定或松动规腿的作用(方便测量和读数)。

图10～图11为规轴部分的外壳体结构，外壳体是由前后两个外壳通过中心轴13组合而成。

图12为规轴及规把部分的装配过程，为了清楚地展示组合后的内部构造，图中未画出右规腿顶部的规轴和前外壳。图中标记16为弹簧。

图13为本实用新型的测长度原理示意图，其中

等腰ΔOAB(如图所示)中

设OA＝OB＝L，OC＝OD＝L′，AB＝x，CD＝y，L∶L′＝K

∵OC∶OA＝OB∶OD、又∠AOB＝∠COD

∴ΔOCD∽ΔOAB  ∴OC∶OA＝y∶x

即：y∶x＝K，∴y＝Kx  y是x的正比函数

当x增大Δx时，y也增大Δy，且Δy＝KΔx

因此，可以用标有数字的均匀刻度线y来表示x的变化。

图14为本实用新型的测角度原理示意图，其中

有一个轮N在另一个固定轮M的弧表面上滚动(如图所示)

设小动轮N在固定轮M上滚动的弧长为L₁，所对应的弧度角为θ₁；小动轮N转动的弧长为L₂；所对应的弧度角为θ₂；固定轮M的半径为R，动轮N的半径为r

∵L₁＝Rθ₁  L₂＝rθ₂，

若两轮不打滑，应L₁＝L₂

∴L₂＝Rθ₁  Rθ₁＝rθ₂∴ $\mathrm{\Δ}{L}_2=\frac{R}{r}{\mathrm{\Δ\θ}}_1$

${\mathrm{\Δ\θ}}_2=\frac{R}{r}{\mathrm{\Δ\θ}}_1$

ΔL₂与Δθ₁、Δθ₂与Δθ₁都有线性关系。在动轮N表面上画出均匀刻度线，并标有对应的度数时，在刻度线上能准确的看出对应的角度。

本实用新型的操作和使用方法：

1.首先捏住规把1向外稍许拉动的同时，顺时针旋转90°并松手。

2.测长度时，把定针6和笔尖7对准要测量的线段的两个端点，然后捏住规把1逆时针旋转90°松手，稳定规体，然后观察长度显示屏8读出相应的长度。

3.测角度时，放倒圆规并把两规腿与要测的角度的两边对齐，然后捏住规把1逆时针旋转90°松手，稳定规体，然后观察长度显示屏9读出相应的角度。

几点说明和注意事项：

1.按比例可以做出不同规格的三用圆规。教师教学用的三用圆规的规腿长为40cm为宜。学生用三用圆规的规腿长为8cm为宜。

2.制造教师用三用圆规时，在测长度规腿的装置中，齿条2-4衔接点到定齿轮3-4中心距(图13中OD)与规腿长(OB)的最佳比值是1∶10，同时用皮带轮与齿轮的半径或齿数来，调节各轮或齿轮的转速之比，做到使皮带移动1cm，正好代表1cm长度的线段.也可以调节皮带轮与齿轮的半径或齿数，做出其他类型的刻度线.总之，皮带轮与齿轮的半径或齿数转速比值越大，刻度线之间距离也越大.

3.制造教师用三用圆规时，在测角装置中，用双齿轮3-3的齿数来，调节各齿轮的转速之比，也能做到皮带1cm长度正好代表10°角的大小。转速之比越大，刻度线之间距离也越大。

4.如果每个显示屏上，镶嵌一个放大镜(微型凸透镜)，可以增加读数的精确度。

5.用数字传感器与长度、角度变化链接，效果会更佳更理想。

6.如果用小型齿轮和皮带轮，再请注意制造工艺的美观和精致，产品会更为理想。

7.在两个规腿上安上表盘和指针，也可以精确的读出长度或角度。

8.在两个显示屏的玻璃面上，应画一个准线。

9.各部件的尺寸，是由规格、工艺制造等因素决定。

10.滚动球10在凹槽11中只滚动不打滑。否则，滚动球在滚动中位置会变化的。

Claims (1)

1.一种三用圆规，包括有规把、左、右规腿、左、右规腿顶部的规轴、定针、笔尖，其特征在于所述左、右规腿内部均为空腔，左、右规腿的外表面上均开有一个作为长度显示屏或角度显示屏的槽孔，其中

所述左规腿内部空腔上部设有共轴且一体的齿和轮，左规腿内部空腔下部设有皮带轮，皮带轮上方设有弹簧，弹簧的上端与齿条下端相连接，齿条的上端与共轴且一体的齿和轮中的齿相啮合，皮带轮通过带有数字刻度线的皮带与共轴且一体的齿和轮中的轮相连接；

所述右规腿内部空腔上部设有共轴且一体的齿和轮，右规腿内部空腔下部设有皮带轮，共轴且一体的齿和轮中的齿与右规腿内部空腔上部设置的双齿轮中的一个齿轮相啮合，双齿轮中的另一个齿轮与固定在左规腿顶部规轴上的定齿轮相啮合，皮带轮通过带有数字刻度线的皮带与共轴且一体的齿和轮中的轮相连接；

所述左、右规腿顶部的规轴上均设有放置至少3个滚动球的凹槽，其中的一个滚动球上设有穿孔，所述规把的硬轴插入在滚动球的穿孔内，左、右规腿顶部的规轴通过中心轴铰接在一起。

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