CN204712735U - 拼装式点线尺 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种拼装式点线尺，是一种绘图工具，其包括线尺、垂直线尺、具有夹紧功能的连接件，其中以线尺为基础，线尺通过连接件分别与垂直线尺连接形成各种几何图形，其中线尺、垂直线尺代表几何图形中的“线”，连接件代表几何图形中的“点”，连接件用来控制线尺与线尺或者线尺与垂直线尺之间的相交关系，本实用新型不仅能够根据各种几何图形进行拼装后绘制，而且能够演示各种几何图形的运行轨迹。

Description

拼装式点线尺

技术领域

本实用新型涉及一种绘图工作，尤其是涉及一种可以方便画直线、平行线、垂直线、量角度、画圆和曲线的多功能文具。

背景技术

在数学学习中，我们经常要画各种各样的图形，要用到各种画图工具，目前市面上有各种画图工具，通常这些工具的功能比较单一，而且不能呈现几何图形立体的运功轨迹。

实用新型内容

本实用新型提供一种集量角器、直尺、几何模板为一体的综合作图器，同时可以呈现几何图形立体运功轨迹的工具。实现上述目的的技术方案如下：

拼装式点线尺，其特征在于：包括一根或数根线尺、垂直线尺、数个具有夹紧功能的连接件，所述连接件能够沿着线尺或垂直线尺调节滑动；

其中所述线尺的任意两个位置上分别安装一个连接件；

或者两根或两根以上的线尺与线尺之间的相交点位置处通过连接件连接；

或者线尺与垂直线尺相交点位置处进行连接。

优选的，所述线尺包括两条对称的直条，直条之间平行间隔的放置，直条的轴向一端或两端通过封闭件连接在一起形成一个半封闭或 者封闭的环，两条直条之间形成滑槽，滑槽内安装一个或数个连接件。

优选的，所述封闭件为C型件或U型件。

优选的，所述连接件为点螺丝，所述点螺丝包括数片夹片、连接轴，其中夹片具有轴孔，轴孔内具有内螺纹，而连接轴也具有轴孔，轴孔内能够插入笔和/或钢针，钢针用来定位，笔用来画几何图形轨迹，同时连接轴的外圆周上设置有与夹片内螺纹适配的外螺纹，夹片放置在线尺或垂直线尺的上下两端，上下夹片通过连接轴将直条夹住。

优选的，所述垂直线尺包括线尺，在线尺的轴向一端或者两端设置有连接耳，所述连接耳为具有中心孔的片状结构，且连接耳中心孔内具有内螺纹，连接耳的内螺纹与连接轴的外螺纹适配，连接耳能够起到夹片的作用。

优选的，还包括数根杆子，所述杆子包括直杆本体，直杆本体的两端分别连接有圆环，且圆环的直径大于直杆本体的宽度，其中一个圆环的中心孔内具有与连接轴适配的内螺纹，另一个圆环为齿轮状结构。

优选的，还包括旋转盖，所述旋转盖包括上、下连接盖，所述下连接盖中心的两侧分别对称的设置凸柱，每个凸柱上套接杆子齿轮状结构的圆环，且两个凸柱上套接的齿轮状圆环相互啮合连接，杆子能够沿着凸柱旋转；

凸柱的中心具有插孔，与凸柱插孔对应的位置在上连接盖上分别设置插柱，插柱适应的插入插孔内；

上连接盖上能够连接半封闭的线尺，所述半封闭的线尺与旋转盖形成中央线尺，同时中央线尺与套接在凸柱上的两根杆子形成对称器。

优选的，所述线尺为分体式结构，其中C型件或U型件的两个自由端分别设置有插孔、凸块；两条直条自由端也分别设置插孔、凸块，其中C型件或U型件的插孔与直条的凸块对应连接，C型件或U型件的凸块与直条的插孔对应连接。

拼装式点线尺画抛物线的拼装方法，其特征在于：首先准备一个对称器、三根垂直线尺、两根线尺，所述三根线尺分别为垂直线尺h、垂直线尺m、垂直线尺o；所述两根线尺分别为线尺g、线尺j；其中对称器的两根杆子分别与线尺相交形成两个交点，交点处使用夹片和连接轴连接，并且两个交点中一个交点作为抛物线的焦点，另一个交点上连接垂直线尺h，垂直线尺h作为抛物线的准线，并且垂直线尺h与对称器的中央线尺保持平行，接着线尺g、垂直线尺h和中央线尺上共同连接一根线尺j，线尺j与线尺g、垂直线尺h和中央线尺分别形成三个交点，三个交点通过夹片与连接轴连接在一起，接着线尺j上连接垂直线尺o，垂直线尺o、线尺j和中央线尺共同形成一个交点，形成的交点通过夹片与连接轴连接在一起，另外垂直线尺o还与垂直线尺m形成交点，其中线尺j和垂直线尺o一直保持垂直状态，线尺j能够带动垂直线尺m在准线上滑动。

拼装式点线尺奇函数的拼装方法，其特征在于：首先准备一个对称器、两根垂直线尺、两根线尺，其中两根垂直线尺分别为垂直线尺 115、垂直线尺117；两根线尺分别为线尺113和线尺119；

其中对称器的两根杆子自由端连接线尺113,形成两个交点，其中一个交点在线尺113下端连接垂直线尺115，并且通过夹片与连接轴将线尺113、垂直线尺115与杆子自由端连接在一起；另一个交点下端连接垂直线尺117，并且通过夹片与连接轴将垂直线尺117、线尺113与杆子连接在一起，并且垂直线尺115与对称器的中央线尺始终保持平行，垂直线尺117和垂直线尺115始终与线尺113始终保持垂直；

最后垂直线尺115、中央线尺118、垂直线尺117与线尺119分别相交形成三个交点，其中线尺119能够在中央线尺118和垂直线尺115上滑动。

本实用新型具有如下优点：

(1.)几何图像与现实工具极大程度地契合；

(2.)可以拼拆，具有进一步的可创造性；

(3.)此工具实现“多种功能”的原因并非因为此工具是多种工具的结合体，而是恰恰相反，用这种工具可以组成多种制图工具。

附图说明

图1为本实用新型线尺1-1、垂直线尺1-2、杆子1-3、连接件1-4示意图

图2为线尺分体示意图

图3为连接件示意图

图4为画圆时的示意图

图5为绘制外接圆或者三角形时的示意图

图6为图5绘制外接圆时拼装结构绘制图形的轨迹示意图

图7为垂直线尺示意图

图8为杆子示意图

图9为对称器整体示意图

图10为对称器分体示意图

图11为绘制抛物线时拼装示意图

图12为图11局部放大图

图13为绘制抛物线时拼装示意图

图14为图11绘制抛物线时运行轨迹示意图

图15为绘制奇函数时拼装示意图

图16为图15局部放大图

图17为绘制奇函数时运行轨迹示意图

图18为绘制平行四边形时拼装示意图

图19为拼装平行四边形另一角度时的示意图

图20为线尺中C型件的另一结构

附图序号说明：线尺1、垂直线尺2、杆子3、连接件4、插孔5、凸块6、旋转盖7

具体实施方式

很多的平面几何图形，都是点与点、点与线、线与线之间的关系，如：圆就是一个定点和一个固定距离的动点之间的关系；平行四边形，则是两对有平行关系的线相交而成的图形；抛物线就是一条准线，一 个焦点之间的关系……而本实用新型就是针对几何图形的这个特点进行的研究，下面结合附图对本实用新型做详细的说明。

图1中，拼装式点线尺，包括线尺1、垂直线尺2、具有定位功能和/或表现运行轨迹的连接件4，为了适应画更多的图形，还包括数根杆子3、旋转盖，其中以线尺为基础，垂直线尺和/或杆子通过连接件分别与线尺拼装连接形成各种几何图形。连接件能够沿着线尺或垂直线尺调节滑动以适应不同大小的几何图形，而线尺1通过连接件可以单独使用，其中线尺代表几何图形中的“线”，连接件代表几何图形中的“点”，连接件用来控制线尺和线尺或者线尺与垂直线尺之间的相交关系，并且线尺、垂直线尺、杆子上都有刻度，方便读取数据。

下面再分别具体的描述各部件的结构。

图2中，线尺1包括两条对称的直条1-1，直条1-1之间平行间隔的放置，直条的轴向一端或两端通过封闭件连接形成一个半封闭的或者封闭的环，当线尺1的轴向一端具有封闭件时，线尺形成半封闭的线尺，反之为全封闭线尺。封闭件可以是C型件1-2或U型件，当然两根直条之间也可以简单的通过一根直杆连接在一起，选用C型件或U型件是为了本实用新型的结构更加美观(下面封闭件都以C型件为例)，而将两条直条使用封闭件连接起来也是为了使用上的方便。

两条直条之间形成滑槽1-3，滑槽内安装一个或数个连接件4。其中线尺可以是整体式结构，也可以是分体式结构，当线尺为分体式结构时，C型件的两个自由端分别设置有插孔5、凸块6；两条直条 1-1自由端也分别设置插孔5、凸块6，其中C型件一的插孔与直条的凸块对应连接，C型件一的凸块与直条的插孔对应连接，采用分段设计，可通过改变中间节数来改变线尺长度。

图3中，所述连接件为点螺丝，所述点螺丝包括数片夹片4-1、连接轴4-2，夹片形如垫片，其中夹片具有轴孔，轴孔内具有内螺纹，而连接轴也具有轴孔4-3，轴孔内可以插入笔和/或钢针，钢针用来定位，笔用来画几何图形轨迹，同时连接轴的外圆周上设置有与夹片内螺纹适配的外螺纹，方便与夹片连接，使用的时候夹片4-1放置在线尺或垂直线尺的上下两端，上下夹片通过连接轴将直条夹住。

当需要画圆时，在线尺上设置两个连接件4，具体做法是在线尺的上下两端分别放置一个夹片4-1，之后通过连接轴4-2将线尺固定，之后在线尺的预定距离处再设置另一个连接件，两个连接件中以其中一个连接件为圆心，为圆心的这个连接件上插入钢针作为定位，另一个连接件上插入钢笔或铅笔做绕着圆心的运动，画圆即可完成，如图4所示。

当然作为圆心的连接件，其夹片或者连接轴的下端可以直接做成圆锥形，圆锥形的尖部能够充当钢针的作用。

当需要画三角形或者三角形的外接圆时，可以这样拼装，如图5所示，选用三根线尺、三个连接件，为了方便描述其使用方法，将三根线尺分别标注为A、B、C，三个连接件分别为a、b、c，首先选取取a,b,c中任一点为圆周角顶点(假设取了a点)，把此点上下两个夹片都旋紧(即把a点既固定在A上又固定在C上)

②通过移动B，调节b与c间的距离(即弦长)，调节好后把b,c固定在B上

③距离调整好后移动点a，由于在b和c端的线尺A和C没有被连接件箍紧，因此当a点移动时，线尺A和C会跟着a点的移动而移动，由此即可画出外接圆，其运行轨迹如图6所示，其中步骤①、②两步可以互换。

图7中，垂直线尺2是在线尺的基础上做的改进，其包括线尺2，在线尺的轴向一端或者两端设置有连接耳2-1，所述连接耳为具有中心孔2-2的片状结构，且连接耳中心孔2-2内具有内螺纹，连接耳的内螺纹与连接轴的外螺纹适配，连接耳能够起到夹片的作用。垂直线尺中的C型件也可以是图20的结构。

图8中，杆子包括直杆本体3-1，直杆本体3-1的两端分别连接有圆环，且圆环的直径大于直杆本体的宽度，两个圆环分别为圆环一3-2，圆环二3-4，其中圆环一3-2的中心孔3-3内具有与连接轴适配的内螺纹，另一个圆环二3-4为齿轮状结构。

图9、图10中，杆子3通过旋转盖7与线尺1连接，旋转盖7包括上连接盖7-1、下连接盖7-2，下连接盖7-2中心的两侧分别对称的设置凸柱7-3，每个凸柱上套接杆子齿轮状结构的圆环，且两个凸柱上套接的齿轮状圆环相互啮合连接，杆子能够沿着凸柱旋转；

凸柱的中心具有插孔7-4，与凸柱插孔对应的位置在上连接盖上分别设置插柱(图中未示出)，插柱适应的插入插孔内；上连接盖7-1上还连接一个半封闭的线尺，所述半封闭的线尺与旋转盖形成中央线 尺，直条与上连接盖可以是分体式结构，当直条与上连接盖为分体式结构时可以在在上连接盖7-1的边缘分别设置插孔5与凸块6，上连接盖与直条通过插孔与凸块的对应连接而连接在一起。中央线尺与套接在凸柱上的两根杆子形成对称器，如图10所示，对称器的一个作用可以用来寻找线段的中点，其中两根杆子相当于等腰三角形的要不，而中央线尺用来做找寻线段中点的参照线或基线。

图10的结构可以做线条的对称点或中点，也可以找寻线段的中点，以做线段的中点为例，具体做法是，首先在上连接盖上连接一根半封闭的线尺形成中央线尺，之后将图8中的两个杆子与各自对应的凸柱连接，最后把上下连接盖连接在一起，找寻线段中点的结构就拼装完成，接着调整任意一根杆子与线尺之间的夹角，由于杆子的一端为齿轮状结构，且两个齿轮状结构互相啮合，因此调节其中一根杆子与线尺的夹角，另一根杆子会自动对称的向相反的方向运动，形成两个完全相同的夹角(以中央线尺为基线)，夹角固定后在两根杆子的中心孔3-3内使用点螺丝与另一根线尺连接，中心孔3-3为找寻中点线段的两个端点，以杆子中心孔3-3为端点的线尺与中央线尺(上连接盖连接的线尺之间)形成交点，交点即为杆子中心孔3-3为端点的线尺的中点。

夹角的大小根据找寻中点线段的长短决定，例如当杆子的长度一定，找寻中点线段的长度较长时，线尺与杆子之间的夹角较大。

下面再描述下用本实用新型中的部件拼装成做抛物线或演示抛物线轨迹的使用方法，图11为抛物线的拼装结构，图14为抛物线的 运动轨迹示意图，先描述下抛物线的拼装结构，首先准备一套对称器，且对称器的中央线尺d尽量长些，之后在杆子e和杆子f圆环一的下端放置线尺g，之后在杆子e这端的线尺g上端放置垂直线尺h(杆子e这端的圆环一和垂直线尺h的连接耳将线尺g固定，即杆子e、杆子f上端的线尺g位置是固定的)，通过连接轴将垂直线尺h与杆子e连接在一起，杆子f这端的圆环一上端放置线尺g的另一端，之后线尺g的上端放置夹片k，中央线尺d位于线尺g的下端，杆子f这端的圆环一与夹片k通过连接轴连接在一起，夹片k通过连接轴将杆子f夹紧固定，接着在杆子f这端的圆环一下放置线尺j，并且线尺j下端使用夹片i与连接轴将线尺j夹住(夹片k与连接轴是没有将线尺j紧固的，也就是说线尺j能够在杆子f的圆环一与夹片i之间形成的滑槽内滑动)，同时线尺j与线尺h、中央线尺d相交，且线尺j与线尺h之间放置一个夹片l，夹片l的上端放置垂直线尺m，同时线尺j的下端也放置一个夹片n，夹片l、夹片n、垂直线尺m的连接耳部通过连接轴将线尺j、线尺h、垂直线尺m形成一个共同的交点(夹片l，夹片n没有将其之间的线尺j紧固)，垂直线尺m位于垂直线尺h的上端，其中垂直线尺h与垂直线尺m始终保持垂直，因此夹片l与垂直线尺m的连接耳共同作用将垂直线尺h与垂直线尺m固定。在线尺j的中部连接垂直线尺o，并且在中央线尺d的下端使用夹片p通过连接轴将中央线尺d、线尺j、垂直线尺o共同形成一个交点，需要注意的是线尺j与垂直线尺o始终保持垂直(此交点处的夹片均没有将线尺j、d、o紧固)，最后垂直线尺o的另一端与垂 直线尺m的另一端相交，垂直线尺o、垂直线尺m之间放置夹片q，垂直线尺m上端放置夹片r、垂直线尺o的下端放置夹片s，最后夹片q、r、s通过连接轴连接在一起(夹片q、r、s也没有将其之间的垂直线尺o、垂直线尺m紧固)，其中垂直线尺h作为准线，线尺j、线尺g、杆子f三者共同形成的交点作为抛物线的焦点，同时中央线尺d、线尺h保持平行。

使用的时候调整部件U与部件V间的距离从而调整抛物线焦点和准线之间的距离，然后再固定部件U、V；之后通过移动线尺j(或线尺j、h的交点)即可绘制抛物线。移动线尺j，线尺j会带动与其连接的部件运动形成抛物线的轨迹。图14为抛物线的运动轨迹示意图。

图15为绘制奇函数示意图时的示意图，拼装奇函数绘制工具时，需要一个对称器、两根垂直线尺、数个夹片和数根线尺，下面大体的描述下其拼装结构和实用方法，为了将抛物线和奇函数的拼装区别开来，本图说明中使用不同的序号进行说明。首先准备一个对称器，对称器的两根杆子分别为杆子111和杆子112，杆子111的圆环一下方放置线尺113，线尺113的下端放置夹片114，夹片114的下端放置垂直线尺115，线尺113和垂直线尺115、杆子111通过夹片和连接轴被固定，线尺113的另一端放置在杆子112圆环以的上端，线尺113的上端放置夹片116，而杆子112的圆环一的下端放置垂直线尺117，其中垂直线尺117和线尺113保持垂直，另外线尺113穿过中央线尺118，两者形成相交，且线尺113位于中央线尺118的上端，线尺113 与中央线尺118相交处，在线尺113上端放置线尺119，线尺119的上端放置夹片120，中央线尺118的下端也放置夹片121，夹片120与夹片121通过连接轴将线尺113、中央线尺118、线尺119三者相交处夹住，同时线尺119的两端还分别与垂直线尺115、垂直线尺117相交，线尺119位于垂直线尺115上端，在线尺119与垂直线尺115相交处，线尺119的上下两端分别放置夹片122、夹片123，夹片122和夹片123通过连接轴将垂直线尺115和线尺119活动连接在一起，线尺119与垂直线尺117相交处，线尺119位于垂直线尺117上端，同时线尺119的上下两端分别放置夹片124、夹片125，垂直线尺117的下端放置夹片126，夹片124、夹片125和夹片126通过连接轴将线尺119和垂直线尺117活动连接，需要注意的是垂直线尺115和中央线尺118始终保持平行，而线尺113和垂直线尺115、垂直线尺117始终保持垂直。

使用的时候，波动垂直线尺117，其运行轨迹如图14所示，在此不再详细描述。

图17为平行四边形的拼装结构，本图仅以附图说明，其详细的拼装结构在次不再详细描述。

本实用新型中并不局限在上述接个几何图形的拼装，本实用新型中只是例举几何图形中几个比较典型的图形，至于其他几何图形可以根据图形的特点进行任何创意的拼装。

上述图中为了清楚地表达各部件的连接关系，使用不同的阴影线将各部件进行区分。

本实用新型中无论拼装什么结构，只要利用每个图形的特点即可拼装出运行轨迹或者平面图形的结构。

本实用新型中的“线尺和点螺丝”即“点线仪”，该仪器有线尺和点螺丝两部分构件组成，通过不同形式的拼装，可以演变为普通直尺、万能三角板、角度平分器、圆规、奇函数绘制仪、平行四边形绘制仪、抛物线尺等仪器，本仪器的主要创新点是实现了真正意义上的多功能化，各种画图功能有基本的数学依据，本实用新型是一种构造简单的仪器，其意义是实现了几何的现实化，使几何走出抽象，来到现实，使“点”和“线”可以触摸，可以控制，这有利于对几何的研究。同时，作为一种可塑性强的仪器，它能够通过改变几何中的一些基本元素而达到复杂的结果，这填补了市面上几何工具功能弱，功能少，实用范围有限，有望成为新一代几何工具，同时，由于其可塑性强，兴许还可以成为一种益智玩具。

以上仅为本实用新型实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型实施例，凡在本实用新型实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型实施例的保护范围内。

Claims (8)

1.拼装式点线尺，其特征在于：包括一根或数根线尺、垂直线尺、数个具有夹紧功能的连接件，所述连接件能够沿着线尺或垂直线尺调节滑动； 

其中所述线尺的任意两个位置上分别安装一个连接件；

或者两根或两根以上的线尺与线尺之间的相交点位置处通过连接件连接；

或者线尺与垂直线尺相交点位置处进行连接。

2.根据权利要求1所述的拼装式点线尺，其特征在于：所述线尺包括两条对称的直条，直条之间平行间隔的放置，直条的轴向一端或两端通过封闭件连接在一起形成一个半封闭或者封闭的环，两条直条之间形成滑槽，滑槽内安装一个或数个连接件。

3.根据权利要求2所述的拼装式点线尺，其特征在于：所述封闭件为C型件或U型件。

4.根据权利要求1所述的拼装式点线尺，其特征在于：所述连接件为点螺丝，所述点螺丝包括数片夹片、连接轴，其中夹片具有轴孔，轴孔内具有内螺纹，而连接轴也具有轴孔，轴孔内能够插入笔和/或钢针，钢针用来定位，笔用来画几何图形轨迹，同时连接轴的外圆周上设置有与夹片内螺纹适配的外螺纹，夹片放置在线尺或垂直线尺的上下两端，上下夹片通过连接轴将直条夹住。

5.根据权利要求3或4所述的拼装式点线尺，其特征在于：所述垂直线尺包括线尺，在线尺的轴向一端或者两端设置有连接耳，所述连接耳为具有中心孔的片状结构，且连接耳中心孔内具有内螺纹，连接耳的内螺纹与连接轴的外螺纹适配，连接耳能够起到夹片的作用。

6.根据权利要求1所述的拼装式点线尺，其特征在于：还包括数根杆子，所述杆子包括直杆本体，直杆本体的两端分别连接有圆环，且圆环的直径大于直杆本体的宽度，其中一个圆环的中心孔内具有与连接轴适配的内螺纹，另一个圆环为齿轮状结构。

7.根据权利要求6所述的拼装式点线尺，其特征在于：还包括旋转盖，所述旋转盖包括上、下连接盖，所述下连接盖中心的两侧分别对称的设置凸柱，每个凸柱上套接杆子齿轮状结构的圆环，且两个凸柱上套接的齿轮状圆环相互啮合连接，杆子能够沿着凸柱旋转；

凸柱的中心具有插孔，与凸柱插孔对应的位置在上连接盖上分别设置插柱，插柱适应的插入插孔内；

上连接盖上能够连接半封闭的线尺，所述半封闭的线尺与旋转盖形成中央线尺，同时中央线尺与套接在凸柱上的两根杆子形成对称器。

8.根据权利要求3所述的拼装式点线尺，其特征在于：所述线尺为分体式结构，其中C型件或U型件的两个自由端分别设置有插孔、凸块；两条直条自由端也分别设置插孔、凸块，其中C型件或U型件的插孔与直条的凸块对应连接，C型件或U型件的凸块与直条的插孔对应连接。