CN2065564U - 多功能曲线仪 - Google Patents

Abstract

多功能曲线仪是由主行星轮系、辅行星轮系、仪架、可折角的仪腿和可拆卸的圆规组成。它利用改变行星轮间相互运动的关系形成符合多种曲线方程的不同轨迹，可作出圆、椭圆、圆周摆线、渐开线、螺旋线、抛物线、双曲线、心脏线、正(余)弦曲线等。由于采用可拆卸可调节的仪腿，所以改变图种容易、图形尺寸可调。它是集多种功能于一身的新型绘图仪器，是教学、科研、设计、生产人员提高绘图效率和质量的理想工具。

Description

本实用新型是一种多功能曲线仪，用它可在平面上作出椭园、园、园周摆线、螺旋线、渐开线、抛物线、双曲线，以及正弦曲线和余弦曲线等，是教学、科研、设计、生产人员提高绘图效率和质量的理想工具，是一种集多种功能于一身的新型绘图仪器。

由于目前尚无适用的仪器绘制非园曲线，致使科研、教学和工程技术人员采用各种近似方法绘图，其结果是花费时间多，图的准确度和质量差。这一课题吸引着国内外的研究者。如绘制椭园的工具，1973－1983年世界专利文摘报道各国专利多达60项，国内1985－1986年就公告3个专利，但由于种种困难，既未能形成简单实用的仪器，也未得到广泛推广应用。至于能绘制多种非园曲线的多功能仪器，尚未有所闻。

上述问题长期未能获得解决的原因是多方面的，其主要因素是人们着眼于个体曲线的复杂方程式，而未能找到符合多种曲线方程的运动规律。

本实用新型的目的在于提供一种新型的绘图仪器，它能园满地解决多种非园曲线绘制中的技术困难，为各行业与绘图有关的人员提供一种简单实用的一仪多用又准确的绘图工具，并使现有椭园仪的优点得到补充，缺点得到克服。

多功能曲线仪由主行星轮系、仪架、辅行星轮系、可折角的仪腿和可拆卸的园规五部份组成。

主行星轮系的一对齿轮通过轮轴由仪架支撑，仪架可以绕其中任一个轮轴旋转，同时带动另一个行星轮转动。

辅行星轮系与主行星轮系的一根轮轴偶合，它通过这根轴支撑在仪架上，根据需要，辅行星轮系可以绕此轴旋转一角度后定位，以调节其各齿轮与主行星轮轴间的位置。辅行星轮系定位后，仪架亦可绕行星轮系的其中任一个轮轴旋转。

辅行星轮系的轮轴上可根据需要接腿，接腿与主行星轮上的可拆卸的园规的一条规脚构成一对仪腿。一对仪腿可以折角或调节其与轴心间距离。

多功能曲线仪根据行星轮系上不同点的相互运动产生的轨迹绘制不同的曲线，而图形的大小通过辅行星轮在仪架上位置的调节及仪腿折角的大小两种途径实现。

主行星轮有一个空心轮轴，园规可由此装配或拆卸。

本仪器的另一特征在于仪架上置一销钉，销钉与一个主行星轮锁固后，主、辅行星轮均不再转动，相当于两条腿相对静止的园规。

下面结合附图对本仪器作进一步描述。

图1是本实用新型实施例的正视示意图。

图1中，主行星齿轮〔1〕通过空心轴〔14〕由主仪架〔7〕支撑，齿轮〔1〕与〔2〕构成主行星轮系。齿轮〔3〕与〔2〕共轴，并分别与齿轮〔4〕及〔5〕啮合，构成辅行星轮系、各齿轮均与其轴紧配合。齿轮〔2〕与〔3〕、齿轮〔4〕、齿轮〔5〕均通过其轴由辅仪架〔6〕支撑。主、辅仪架〔7〕和〔6〕均可绕齿轮〔2〕与〔3〕的轴转动一角度后。根据两条仪腿间距离的需要定位，定位后，辅仪架〔6〕与主仪架〔7〕成一整体仪架，此仪架可以绕所有齿轮的四根轴中任一轴转动，并同时带动其余的齿轮转动。

接腿〔8〕可接在齿轮〔2〕与〔3〕、齿轮〔4〕、齿轮〔5〕三根轴中的任一根轴上，接腿〔8〕下端有能适应图形尺寸要求可折角的折腿〔9〕，折腿上可装置画笔以绘图，或装置画针作为固定仪腿用，作为固定仪腿时应使接腿〔8〕与折腿〔9〕成一直线。

空心仪腿〔10〕可在空心轴〔14〕中移动，以适应接腿长短的需要，并由空心轴上的螺箍〔13〕定位。空心仪腿作为固定仪腿时应使用画针〔17〕，画针置于空心仪腿与空心轴中，并由空心轴上的螺箍〔16〕根据长短需要定位，空心仪腿作为运动仪腿时应使画针〔17〕不接触绘图平面，而将可调园规脚〔11〕下端装置画笔，画笔到轴心〔17〕的距离由顶丝杆〔12〕调节。以绘制不同尺寸的图形，同时使用可调园规脚〔11〕和画针〔17〕时可绘制小园。

螺纹销钉〔15〕与齿轮〔1〕锁固后，主、辅行星轮系均被锁住。此时，曲线仪成了双腿可调的园规。

图2说明利用两条仪腿作图的过程，它代表着行星轮的运动规律。

图2中，以齿轮Z₁的轴心为定园心，且定园半径为b，动园半径为r，令e＝ (ρ)/(d) 有：

ρ²＝（d－p）²＋ρ²Sin²φ

ρ＝ (eρ)/(1－ecosφ)

当e＝1时，动园周上点的轨迹是抛物线；

当e＞1时，动园周上点的轨迹是双曲线；

当e＜1时，动园周上点的轨迹是椭园。

以上三种曲线的作图关键是：作抛物线时，动园心即是图形焦点F（r、o），且b＝2（1＋

）r，p＝2r；如改变动园心即焦点座标为F（±C、O），满足b＝2（1＋ ）r和r＜C＜2r时，即是双曲线； (Z₁)/(Z₂) × (Z₃)/(Z₅) ＝2时，以齿轮Z₅的轴心为动园心作出的是椭园。

椭园的一半是正（余）弦曲线的半周期。

椭园定园半径为O时，动园周上点的轨迹是直线段。

(Z₁)/(Z₂) × (Z₃)/(Z₄) ≥3时，以齿轮Z₄的轴心为动园心，动园周上点的轨迹是园周上摆线。

Z₁＝Z₂时，用齿轮Z₁和Z₂的两轴作出的是心脏线。

图2中，以齿轮Z₄或Z₅轮轴心为定园心，以齿轮Z₁的轴心为动园心，动园周上点的轨迹是定园的渐开线。当定园半径为O时，成为螺纹线。

多功能曲线仪的特点在于：

1.一仪多用，用此仪可作出点园、园、直线段、双曲线、抛物线、椭园、园周摆线、螺旋线、渐开线、心脏线以及正弦曲线和余弦曲线；填补了绘图仪器的一项空白。

2.仪腿可分别折角、调节、因而作图范围大，能根据需要作出不同尺寸的图形。

3.作图准确可靠，接头光滑、美观；

4.操作简便，成图快捷；

5.改变图种容易，只需改变接腿位置或改变固定轴心的次序即可；

6.适应范围大，可根据需要制成纸上绘图仪，工程曲线规、立面用教具等不同系列产品；

7.可拆卸，使用后利于包装保管；

8.构造简单，制造容易。

Claims (4)

1、多功能曲线仪由主行星轮系、辅行星轮系、仪架、可折角可调节的接腿及与空心轴相配合的可拆卸园规组成，主、辅两个行星轮系均通过齿轮轴由主辅两部份仪架支撑、辅行星轮系与主行星轮系的一根齿轮轴偶合，其特征在于辅行星轮系可以绕此轴旋转一角度后，根据两条仪腿间距离的需要定位，定位后，整个仪架可以绕两个行星轮系中任一个齿轮轴旋转，同时带动其余齿轮转动。

2、根据权利要求1所述的多功能曲线仪，其特征是辅行星轮系的任一根齿轮轴，都可以根据需要接腿，接腿可根据图形尺寸要求折角或调节，接腿与主行星轮轴上空心仪腿构成两条仪腿，两条仪腿均既可作固定腿，又可作运动腿。

3、根据权利要求1或2的多功能曲线仪，其特征在于空心仪腿装于空心轴内，并可根据长短需要定位，空心仪腿和空心轴内置一画针，画针也根据需要定位，这条空心仪腿其实质是可拆卸的园规。

4、根据权利要求1或2的多功能曲线仪其特征在于螺蚊销钉与主行星轮锁固后，两个行星轮系被止住，曲线仪即成为双腿相对静止的但可调的园规。

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