CN204367687U - 多功能教学绘图仪 - Google Patents

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郭利
朱文祥
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汪芹
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Abstract

本实用新型公布了多功能教学绘图仪,其由左主板、右主板、连接块构成圆规主体,左主板、右主板通过转轴固定于连接块上并且两主板之间通过齿轮啮合连接,右主板与连接块连接转轴为主动轴,主动轴另一端侧固定有主动齿轮,主动齿轮与右主板位于连接块两侧,主动齿轮与设置于连接块中心位置的从动轴上的从动齿轮啮合,从动轴上固定有指针,左主板或者右主板底部设置有顶尖,不设置顶尖的主板的底部设置有标记物;连接块外部还套接有刻度盘,刻度盘上刻有以从动轴为中心的半圆刻度,刻度分为上刻度和下刻度,上刻度表示绘图仪的画圆半径,下刻度表示左主板与右主板之间的夹角。

Description

多功能教学绘图仪
技术领域
本实用新型涉及一种教学仪器,特别涉及一种多功能圆规。
背景技术
三角板、量角器、圆规是教师教学不可缺少的绘图用具。首先,现在老师上课,画图时画图工具的携带成了一个问题,几乎每个绘图工具只能做一个功能,要用到好几种工具,件数多,使用起来极其麻烦;其次,老师在画图的时候,还要一手画图一手扶着工具,这样不仅浪费时间,而且还影响画图精度。基于以上考虑,便设计了这个万能绘图仪, 其携带方便,操作简单,成本价格不及一个量角器,是教师最理想、最经济、最简便的绘图用具。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题现有的圆规画圆操作不方便,传统的圆规功能单一,没有有效的利用圆规自身特性将量角器、直尺、连杆结构等有效的结合。
为解决现有技术中存在的问题,本实用新型采用的技术方案是。
多功能教学绘图仪,其由左主板、右主板、连接块构成圆规主体,左主板、右主板通过转轴固定于连接块上并且两主板之间通过齿轮啮合连接,右主板与连接块连接转轴为主动轴,主动轴另一端侧固定有主动齿轮,主动齿轮与右主板位于连接块两侧,主动齿轮与设置于连接块中心位置的从动轴上的从动齿轮啮合,主动齿轮与从动齿轮的齿数比为2:1,从动轴上固定有指针,左主板或者右主板底部设置有顶尖,不设置顶尖的主板的底部设置有标记物;连接块外部还套接有刻度盘,刻度盘上刻有以从动轴为中心的半圆刻度,刻度分为上刻度和下刻度,上刻度表示绘图仪的画圆半径,下刻度表示左主板与右主板之间的夹角。
上述技术方案相对于现有技术取得的进步和优点在于:通过指针可以快速的获取左主板与右主板之间的夹角,并且可以获取绘图仪的画圆半径,代替现有的绘图仪操作繁琐,画圆效率不高的问题;并且利用本实用新型采用的绘图仪可以快速的测量线段的长度,以及张角的角度,将多个功能汇集于一体,方便携带。
上述技术方案的进一步改进。
左主板和右主板的内侧分别设置有沿其长度方向上的左槽体和右槽体,左主板和右主板底部分别活动连接左伸缩板和右伸缩板,左伸缩板和右伸缩板与左槽体和右槽体的形状相适应;通过张开左伸缩板和右伸缩板,将圆规变换成一个长直尺,使其获得更长的直线。
上述技术方案的进一步改进。
左主板和右主板的底部活动连接左复板和右复板,其中一个复板上设置有沿其长度方向上的导轨,另一个复板上设置有与导轨相匹配的凸起块;通过调整凸起块与导轨的位置关系,可以将左复板、右复板、左主板和右主板变换成三角形、平行四边形、矩形等几何形状。
上述技术方案的进一步改进。
连接块上设置有螺纹孔,该螺纹孔与旋转杆配合。
上述技术方案的进一步改进。
标记物可以为粉笔、铅笔等。
上述技术方案的进一步改进。
多功能教学绘图仪还包括定位块,定位块包括圆形底面、凸台、倒圆锥形凹槽,圆形底面上固定有凸台,凸台上设置有倒圆锥形凹槽,倒圆锥形凹槽的中心轴线与圆形底面的中心轴线一致,圆形底面采用磁性材料制成。
上述技术方案的进一步改进。
左主板、右主板的上下两端以及刻度盘外壳上设置有磁铁,用于将绘图仪吸附于磁性黑板表面,使得操作更加方便,画图形更加容易。
本实用新型的优点在于:本实用新型设计的绘图仪具有多功能性,可以作为长直尺使用,可以变换形状获得三角形、平行四边形、矩形等几何形状,可以快速的画出一定角度的张角,可以快速的获得画圆半径;以及相应的快速获取线段长度、以及张角的角度;并且本实用新型便于携带,利用磁铁固定于磁性黑板上时,画图形更加方便,不易移位。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例,下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,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为本实用新型的立体结构示意图。
图2为本实用新型的初始状态结构示意图。
图3为本实用新型的第一种变换状态结构示意图。
图4为本实用新型的第二种变换状态结构示意图。
图5为本实用新型的刻度盘立体结构示意图。
图6为本实用新型的刻度盘的指针偏转原理图。
图7为本实用新型的指针读数获得圆规画圆半径的几何原理图。
图8为指针偏转的角度对应的圆规画圆半径关系。
图9为本实用新型的定位块剖面结构示意图。
图中标示为:10、绘图仪;20、刻度盘;21、主动轴;22、指针;23、从动轴;24、上刻度;25、主动齿轮;26、下刻度;27、从动齿轮;29、螺纹孔;31、左侧壁;32、左主板;33、左槽体;34、右主板;35、右槽体;36、左伸缩板;37、右侧壁;38、右伸缩板;42、左复板;44、右复板;46、导轨;50、旋转杆;60定位块;62、圆形底面;64、凸台;66、倒圆锥形凹槽。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护范围。
如图1、6所示, 多功能教学绘图仪10,其由左主板32、右主板34、连接块构成圆规主体,左主板32和右主板34的一端侧分别通过转轴固定于连接块上,并且左主板32和右主板34之间通过齿轮啮合实现同步偏转,优选地,左主板32和右主板34顶部(即与转轴连接一端侧)分布固定有相互啮合的不完全齿轮;通过拨动左主板32和/或右主板34,既实现圆规张开一定角度。
如图1、6所示,右主板34与连接块连接的转轴为主动轴21,主动齿轮25位于连接块另一侧面(即主动轴21和右主板34位于连接块两侧)并固定于主动轴21上,连接块中心位置活动连接一从动轴23,从动轴23上设置有一与主动齿轮25相啮合的从动齿轮27,从动轴23上还固定一指针22,指针22呈尖刺状,主动齿轮与从动齿轮的齿数比为2:1;连接块外还套接一刻度盘20,刻度盘20通过螺钉与连接块固定,并且指针22位于刻度盘20外侧并且指针22在转动过程中指向刻度盘20上的读数。
如图1、5、6所示,刻度盘20上的刻度分为上刻度24和下刻度26,上刻度24表示的是圆规的画圆半径,下刻度26表示圆规的左主板32与右主板34之间的夹角;圆规位于初始状态时,左主板32与右主板34相互平行,拨动右主板34偏转1度,由于左主板32与右主板34之间通过齿轮啮合连接,左主板32也会发生偏转1度,使得左主板34和右主板34之间夹角为2度,主动齿轮与从动齿轮的齿数比为2:1,指针发生偏转2度,所以可以在刻度盘20上精确的、快速的获取圆规左主板32和右主板34之间的夹角;在教学过程中,只需要调整指针22在刻度盘20上指向的读数,既可以快速的获得左主板32和右主板34之间的夹角,并用粉笔或者签字笔在内侧壁画出该角度;相应地,还可以根据已有的角度,通过调整左主板32和右主板34的张角使其一致,快速获取已有张角的角度。
如图1、5、6、7所示,刻度盘20的上刻度24为圆规的画圆半径,上刻度24的标注方法如下:OA、OB为圆规左主板与右主板的长度,即OA=OB,AOB为等腰三角形,AOB=α,AOC=,AC=R×, AB=2R×,AB即为圆规画圆的半径;令左主板和右主板长度为(包括顶尖)440mm、圆心到顶尖长度(左主板或者右主板顶端的不完全齿轮圆心到顶尖长度)420mm、顶尖长度40mm,取不同的α,根据公式AB=2R×可得圆规画圆的半径值AB为:
10° 73.29 100° 648.92
20° 146.03 110° 698.29
30° 217.65 120° 742.37
40° 287.62 130° 780.83
50° 355.4 140° 813.36
60° 420.48 150° 839.73
70° 428.35 160° 859.71
80° 540.55 170° 873.17
90° 594.64 180° 880
或者用CAD一相同的尺寸进行旋转模拟,记下每一度及更小度数所对应的AB长度,其测量精确度更高。
由于AOB=α即为左主板32和右主板34之间的夹角,指针22在刻度盘20上也会偏转α角度,指针22指向刻度盘20的下刻度26即为α的角度,指针22指向刻度盘20的上刻度24即为圆规画圆的半径值AB的长度;相应地,已知一直线,通过拨动左主板32和右主板34,使左主板32和右主板34底部的顶尖位于已知直线两端点处,既可以根据指针22指向的上刻度24获取直线的长度值。
如图1、3所示,左主板32和右主板34的底部分别活动连接左复板42、右复板44,左复板42上有沿左复板42长度方向的导轨46,右复板44上设置有与导轨46相匹配的凸起块,凸起块可以沿导轨自由滑动;左主板32和右主板34、左复板42和右复板44构成的几何形状根据凸起块在导轨上的位置可以变换成多种形状,例如三角形、平行四边形、矩形等。
如图1、2、4所示,左主板32上设有沿左主板32长度方向的左槽体33,右主板34上设有沿右主板34长度方向的右槽体35,左槽体33和右槽体35分别位于左主板32和右主板34的内侧,左槽体33和右槽体35的外侧即为左主板32和右主板34上的左侧壁31和右侧壁37;左主板32和右主板34底部活动连接有左伸缩板36和右伸缩板38,左伸缩板36和右伸缩板38与左槽体33和右槽体35相匹配;卸下位于左主板32和右主板34底部的左复板42和右复板44,并将放置于左槽体33和右槽体35中的左伸缩板36和右伸缩板38伸直,即左伸缩板36与左主板32的侧边平行,右伸缩板38与右主板34平行,并拨动左主板32和右主板34使其侧面平行,可以将圆规作为长直尺使用。
如图1、2、3、4所示,连接块上侧面设置有竖直方向的螺纹孔29,该螺纹孔29与旋转杆50相匹配,螺旋杆50即为手握杆,在画圆过程中旋转螺旋杆50既可以带动圆规画圆,方便操作。
左主板32和右主板34的两端侧位置分别固定有磁铁,在利用本实用新型设计的圆规画角度、画三角形以及画矩形时,可以利用磁铁固定于磁性黑板表面,画图更加简单。
传统的圆规画圆时,圆规底部的顶尖在黑板上不能固定,并且用力过大也会对黑板表面造成伤害;如图9所示,本实用新型还包括一定位块60,该定位块60包括圆形底面62、凸台64、倒圆锥形凹槽66,圆形底面60采用磁性材料制成,可以吸附于磁性黑板表面,圆形底面62上固定有凸台64,凸台64上设置有倒圆锥形凹槽66,倒圆锥形凹槽66的中心轴线与圆形底面62的中心轴线一致;将定位块60固定于磁性黑板某一位置,既可以以定位块60的中心轴线所在位置为圆心画圆,使得画圆不易打滑以及对黑板不损伤。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本实用新型中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或者范围的情况下,在其他实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限定于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.多功能教学绘图仪,其由左主板、右主板、连接块构成圆规主体,左主板、右主板通过转轴固定于连接块上并且两主板之间通过齿轮啮合连接,其特征在于:右主板与连接块连接转轴为主动轴,主动轴另一端侧固定有主动齿轮,主动齿轮与右主板位于连接块两侧,主动齿轮与设置于连接块中心位置的从动轴上的从动齿轮啮合,主动齿轮与从动齿轮的齿数比为2:1,从动轴上固定有指针,左主板或者右主板底部设置有顶尖,不设置顶尖的主板的底部设置有标记物;连接块外部还套接有刻度盘,刻度盘上刻有以从动轴为中心的半圆刻度,刻度分为上刻度和下刻度,上刻度表示绘图仪的画圆半径,下刻度表示左主板与右主板之间的夹角。
2.根据权利要求1所述的多功能教学绘图仪,其特征在于:左主板和右主板的内侧分别设置有沿其长度方向上的左槽体和右槽体,左主板和右主板底部分别活动连接左伸缩板和右伸缩板,左伸缩板和右伸缩板与左槽体和右槽体的形状相适应。
3.根据权利要求1所述的多功能教学绘图仪,其特征在于:左主板和右主板的底部活动连接左复板和右复板,其中一个复板上设置有沿其长度方向上的导轨,另一个复板上设置有与导轨相匹配的凸起块。
4.根据权利要求2所述的多功能教学绘图仪,其特征在于:左主板和右主板的底部活动连接左复板和右复板,其中一个复板上设置有沿其长度方向上的导轨,另一个复板上设置有与导轨相匹配的凸起块。
5.根据权利要求4所述的多功能教学绘图仪,其特征在于:连接块上设置有螺纹孔,该螺纹孔与旋转杆配合。
6.根据权利要求5所述的多功能教学绘图仪,其特征在于:标记物为粉笔或铅笔。
7.根据权利要求6所述的多功能教学绘图仪,其特征在于:多功能教学绘图仪还包括定位块,定位块包括圆形底面、凸台、倒圆锥形凹槽,圆形底面上固定有凸台,凸台上设置有倒圆锥形凹槽,倒圆锥形凹槽的中心轴线与圆形底面的中心轴线一致,圆形底面采用磁性材料制成。
8.根据权利要求7所述的多功能教学绘图仪,其特征在于:左主板、右主板的上下两端以及刻度盘外壳上设置有磁铁。
9.根据权利要求8所述的多功能教学绘图仪,其特征在于:左主板和右主板顶部分布固定有相互啮合的不完全齿轮。
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