CN211519066U - 一种可伸缩式多功能圆锥曲线规 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可伸缩式多功能圆锥曲线规，属于绘图工具技术领域。本实用新型的曲线规，包括手柄、规腿一、规腿二、绘图杆和针脚杆，所述的绘图杆与规腿一活动连接，所述的针脚杆设置有两根，两根针脚杆均与规腿二活动连接；绘图杆的另一端设置有笔套，笔套与绘图杆活动连接，针脚杆的另一端设置有针套，针套与针脚杆活动连接。本实用新型保留了现有的圆规和分规的基本结构和功能，并在此基础上进行改进，采用三脚杆设计，配合软绳，能够一规多用，具有笔，直尺，量角器，圆规，分规，椭圆规，双曲线规，并可作上述轨迹的相似图线的相似规等功能的组合绘图工具。

Description

一种可伸缩式多功能圆锥曲线规

技术领域

本实用新型涉及一种可伸缩式多功能圆锥曲线规，具体涉及一种集圆规、分规、椭圆规、双曲线规于一体的多功能圆锥曲线规。

背景技术

画圆、椭圆、双曲线是几何教师、学生、工程师经常遇到的事。而迄今为止，手工绘图仪器大多为圆规、两脚规、画线笔，其中圆规可以画出任意半径的圆或者圆弧，两脚规可以等分线段，模板可以描画出固定尺寸和固定曲率的椭圆、双曲线等图形。但是，现有绘图仪器无法绘制任意参数的椭圆、双曲线等圆锥曲线。传统画椭圆，双曲线的几何方法，费时费力，如传统的椭圆画法先确定长短半轴中心两点(焦点)，再确定轮廓线点，分段用圆规或曲线板连接，绘出的椭圆是近似椭圆，对于双曲线的绘制通常是通过使用直尺，圆规，通过描点画出曲线段近似做出双曲线，上述画法会使得作图效率和精度都较低。而市场上出现的圆规类绘图仪均存在功能单调的问题。

经检索，目前也已经存在较多能够实现多功能绘图的仪器，如专利申请号CN201210335173.X，公开了一种能够手工绘制椭圆、双曲线的曲规，该申请案由圆规支架、笔a、笔b组成。绘制椭圆或双曲线时，使用圆规支架和笔a或笔b，刻度带连接针头a，笔a或笔b、针头b，由拉环将刻度带固定在针头b上，笔a或笔b沿刻度带运动时，笔头a或笔头b即可绘制出部分椭圆或双曲线，同理，可绘制完整准确的目标椭圆或双曲线。

专利申请号CN01114757.1，公开了一种曲线规及其使用方法，该申请案规柄、轴脚、绘笔组成，支架与装有定轮的座体活动连接，绘笔与可在支架上移动的推杆活动连接，动轮与绘笔上端为能装拆的卡式连接，内套接轴脚的旋柄可将推杆、中间轮座紧固在支架上。该申请案通过选轮、定位、调笔步骤，可绘出合符条件的圆、椭圆、抛物线、双曲线等许多图形，有利于关于曲线的教学、研究及应用。

上述申请案均不失为一种实现多功能绘图的好方案，但上述申请案均存在结构复杂，制造成本高，且实际使用过程中，不便于调节的问题，仍需要进一步改进。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型为克服现有椭圆规、双曲线规使用不方便的问题，提供了一种可伸缩式多功能圆锥曲线规，本实用新型是一种操作简便、省时、省力的三脚两用多功能圆锥曲线规，结构简单，制作容易、使用方便，能准确绘制圆、椭圆、双曲线等曲线，还可作笔，量角器，直尺等使用。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种可伸缩式多功能圆锥曲线规，包括手柄、转轴、规腿一、规腿二、绘图杆和针脚杆，所述的绘图杆与规腿一活动连接，所述的针脚杆设置有两根，两根针脚杆均与规腿二活动连接；绘图杆的另一端设置有笔套，笔套与绘图杆活动连接，针脚杆的另一端设置有针套，针套与针脚杆活动连接。

作为本实用新型更进一步地改进，所述的绘图杆通过螺钉、螺帽与规腿一相连，该绘图杆包括中间杆、绘图杆上套杆和绘图杆下套杆，中间杆两端设置有外螺纹，绘图杆上套杆和绘图杆下套杆对应设置有内螺纹，绘图杆上套杆、绘图杆下套杆均与中间杆通过螺纹连接；所述的笔套与绘图杆下套杆也通过螺纹连接。

作为本实用新型更进一步地改进，所述的规腿二通过螺钉、螺帽与一连接件相连，该连接件上开设有弧形槽，两针脚杆的一端均通过螺钉、螺帽定位于该弧形槽中，两针脚杆能够沿弧形槽移动。

作为本实用新型更进一步地改进，所述的规腿二上开设有容纳槽，固定连接件的螺帽位于该容纳槽中，并能在容纳槽中旋转。

作为本实用新型更进一步地改进，两针脚杆的形状结构相同，均包括中间杆、针套、针脚杆上套杆和针脚杆下套杆，中间杆两端设置有外螺纹，针脚杆上套杆和针脚杆下套杆对应设置有内螺纹，针脚杆上套杆、针脚杆下套杆均与中间杆通过螺纹连接；所述的针套与针脚杆下套杆通过螺纹连接。

作为本实用新型更进一步地改进，所述的连接件为量角器，弧形槽沿量角器的圆周方向开设。

作为本实用新型更进一步地改进，沿量角器的直径方向开设有一矩形槽，该矩形槽的长度方向一侧设置有等毫米刻度。

作为本实用新型更进一步地改进，所述的曲线规还设置有软绳，该软绳可缠绕在绘图杆和/或针脚杆上，且绘图杆下套杆和笔套之间，针套和针脚杆下套杆之间设置有软绳缠绕凹槽。

本实用新型的一种可伸缩式多功能圆锥曲线规的绘图方法，利用上述的可伸缩式多功能圆锥曲线规，通过调节绘图杆和/或针脚杆伸缩，拆卸一根针脚杆；调换笔套、针套的位置，旋转量角器角度的随机组合操作，并利用有等毫米刻度的矩形槽和软绳，实现直线、角度、曲线、圆、椭圆、双曲线、等分线段的绘制。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本实用新型的一种可伸缩式多功能圆锥曲线规，保留了现有的圆规和分规的基本结构和功能，并在此基础上进行改进，采用三脚杆设计，配合软绳，能够一规多用，设置量角器，并在量角器上设置可以实现直尺功能的弧形槽，能够实现绘制直线、角度、曲线、圆、椭圆、双曲线、等分线段等多种图形的功能，结构改进合理，不会增加过多的改造成本；

(2)本实用新型的一种可伸缩式多功能圆锥曲线规，其绘图杆、针脚杆的中间杆均设置外螺纹，与两端套杆通过螺纹连接，能够实现绘图杆、针脚杆的伸缩功能，在不需要绘图杆或某只针脚杆时，可以选择将其收缩起来，不用拆卸，且操作简单快捷，同时节约了空间也方便携带；

(3)本实用新型的一种可伸缩式多功能圆锥曲线规，其针套与针脚杆、笔套与绘图杆均通过螺纹实现可拆卸连接，可以根据实际需要，更换笔套，或者调换针套和笔套的位置，适应更多的绘图要求；

(4)本实用新型的一种可伸缩式多功能圆锥曲线规，在量角器的圆周方向上开设弧形槽，使得两针脚杆能够沿弧形槽移动，并固定在所需的位置，能够保证绘图更为精确；

(5)本实用新型的一种可伸缩式多功能圆锥曲线规，结构简单，使用方便，便于携带，容易加工和推广，应用广泛，实用性强。

附图说明

图1是本实用新型的一种可伸缩式多功能圆锥曲线规的结构示意图；

图2是本实用新型中绘图杆的结构示意图；

图3是本实用新型中针脚杆的结构示意图；

图4是本实用新型中量角器及其上直尺的结构示意图；

图5是本实用新型中圆规的示意图一；

图6是本实用新型中圆规的示意图二；

图7是本实用新型中分规的示意图一；

图8是本实用新型中分规的示意图二；

图9是本实用新型中椭圆规的示意图。

示意图中的标号说明：

1、手柄；2、转轴；3、规腿一；4、规腿二；5、螺钉；6、螺帽；7、连接件；8、矩形槽；9、弧形槽；10、中间杆；11、绘图杆上套杆；12、绘图杆下套杆；13、笔套；14、针套；15、容纳槽；16、软绳；17、针脚杆上套杆；18、针脚杆下套杆。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

本实施例的一种可伸缩式多功能圆锥曲线规，根据数学原理设计制作，绘制椭圆的基本原理是曲线上的点到两焦点距离之和为定值，绘制双曲线的基本数学原理是曲线上的点到两焦点距离之差为定值。利用本实施例的结构可以很简单的实现并满足椭圆、双曲线的曲线方程。

结合图1，本实施例的一种可伸缩式多功能圆锥曲线规，包括手柄1、转轴2、规腿一3、规腿二4、绘图杆和针脚杆，所述的绘图杆通过螺钉5、螺帽6与规腿一3相连，所述的针脚杆设置有两根，分别用针脚杆A1和针脚杆A2表示。所述的规腿二4底部开设有容纳槽15，规腿二4通过螺钉5、螺帽6与一连接件7相连，固定连接件7的螺帽6位于该容纳槽15中，并能在容纳槽15中旋转。连接件7能够以螺钉5为轴旋转，该连接件7上开设有弧形槽9，两针脚杆的一端均通过螺钉5、螺帽6定位于该弧形槽9中，两针脚杆能够沿弧形槽9移动。

结合图3，本实施例中两针脚杆A1和A2形状结构相同，均包括中间杆10、针套14、针脚杆上套杆17和针脚杆下套杆18，中间杆10两端设置有外螺纹，针脚杆上套杆17和针脚杆下套杆18对应设置有内螺纹，针脚杆上套杆17、针脚杆下套杆18均与中间杆10通过螺纹连接；所述的针套14与针脚杆下套杆18通过螺纹连接，针套14上安装钢针。

结合图2，与针脚杆设计相似，绘图杆包括中间杆10、绘图杆上套杆11和绘图杆下套杆12，绘图杆上套杆11通过螺钉5、螺帽6与规腿一3连接，中间杆10两端设置有外螺纹，绘图杆上套杆11和绘图杆下套杆12对应设置有内螺纹，内螺纹深度为绘图杆下套杆12深度的1/2，绘图杆上套杆11、绘图杆下套杆12均与中间杆10通过螺纹连接；所述的笔套13与绘图杆下套杆12也通过螺纹连接，笔套13上安装铅笔芯。

本实施例提供的一种可伸缩式多功能圆锥曲线规，在保留了现有的圆规和分规的基本结构和功能的基础上，采用三脚杆设计，能够一规多用。其绘图杆、针脚杆的中间杆10均设置外螺纹，与两端套杆通过螺纹连接，能够实现绘图杆、针脚杆的伸缩功能，在不需要绘图杆或某只针脚杆时，可以选择将其收缩起来，不用拆卸，且操作简单快捷，同时也方便携带。针套14与针脚杆、笔套13与绘图杆均通过螺纹实现可拆卸连接，可以根据实际需要，更换笔套13，或者调换针套14和笔套13的位置，适应更多的绘图要求

实施例2

结合图1和图4，本实施例的一种可伸缩式多功能圆锥曲线规，基本同实施例1，其不同之处在于：本实施例利用量角器作为连接件7，量角器为不锈钢材料，量角器直径上设置一U型柱，其厚度为5mm，中间挖一个直径3mm的圆柱孔，量角器能够以安装在圆柱孔内转轴为轴呈行星式旋转。弧形槽9沿量角器的圆周方向开设，且弧形槽9的宽度为4mm。沿量角器的直径方向开设有一矩形槽8，该矩形槽8的长度为量角器直径的2/3，宽度为1.5cm，矩形槽8的长度方向一侧设置有等毫米刻度。该曲线规还设置有软绳16，该软绳16可缠绕在绘图杆和/或针脚杆上，且绘图杆下套杆12和笔套13之间，针套14和针脚杆下套杆18之间设置有软绳16缠绕凹槽。

利用本实施例的曲线规，通过调节绘图杆和/或针脚杆伸缩，拆卸一根针脚杆；调换笔套13、针套14的位置，旋转量角器角度的随机组合操作，并利用有等毫米刻度的矩形槽8和软绳16，实现直线、曲线、圆、椭圆、双曲线的绘制。

结合图5-图9，下面将对绘图过程进行具体介绍：

去掉针脚杆A1或将针脚杆A1的中间杆10收缩至针脚杆上套杆17、针脚杆下套杆18内合适位置，利用绘图杆和针脚杆A2，将针脚杆A2固定在圆心位置，固定在圆心位置，即可实现圆规的功能。

去掉绘图杆上的笔套13，将针套14安装在绘图杆上，同时去掉针脚杆A1，或将笔套13安装在针脚杆A1同时将针脚杆A1的中间杆10收缩至针脚杆上套杆17、针脚杆下套杆18内合适位置，即可实现分规的功能。由于笔芯比针脚要粗，测量结果会有误差，通过将针脚杆A1收缩，利用安装在绘图杆上的针套14和针脚杆A2在实现分规功能的同时，更便于提到测量的准确性。

本实施例绘制椭圆的原理是：一动点到两定点(焦点)距离之和为一常数(即等于长轴长)，该点的轨迹为一椭圆的椭圆定义绘图时，首先建立直角坐标系，计算出所要做的椭圆的焦点位置，在X轴或Y轴上做出椭圆的焦点以及顶点(即长轴长)位置，选择合适的椭圆长短轴，将针脚杆A1和A2通过量角器上的弧形槽9以及螺钉5、螺帽6固定在合适的位置上，针脚杆A1和A2上分别安装针套14，绘图杆上安装铅笔笔套13，将针脚杆A1放置于焦点处，针脚杆A2放置于顶点处，将软绳16缠绕在针套14和针脚杆下套杆18之间的凹槽上并拉紧用手固定住，之后将针脚杆A2放置于椭圆的另一焦点处，将绘图杆放在线内并拉紧，即可绘制椭圆。量角器与规腿二4之间通过螺钉5、螺帽6连接，可以调节量角器与绘图杆之间的角度，并且是在量角器上针脚杆A1和A2固定在焦点处，量角器不动的条件下调节，针脚杆A1和A2在放置于焦点之前也可以通过调节量角器与绘图杆的角度。实现画椭圆的功能。

本实施例绘制双曲线的原理是：根据双曲线定义：“到两定点的距离之差的绝对值等于定长的点的轨迹叫做双曲线”。在拉紧软绳，滑动笔套13的过程中，由于笔套的左右孔的软绳16伸缩量相等，使得笔套13到两个针脚杆A1、A2的距离之差的绝对值始终相等，因此画出的轨迹为双曲线。

将绘图杆下套杆12和笔套13从中间杆10上面旋下，将针脚杆A1固定在左焦点，针脚杆A2固定在右焦点，将软绳16分别缠绕在绘图杆下套杆12和笔套13，针套14和针脚杆下套杆18之间的凹槽上，旋转中间杆10在针脚杆下套杆18和针脚杆下套杆17内的长度，使量角器底端距纸面的高度大于绘图杆下套杆12和笔套13的高度，将笔套13靠近针脚杆A1并留有一定的长度，测量并记下此时的长度，手拉紧伸出来的软绳16，转动笔套13，即可画出双曲线的左支，同理将笔套13靠近针脚杆A2并使针脚杆A2与笔套13之间的距离与针脚杆A1与笔套13之间的距离相等，此时手拉紧伸出来的软线，转动笔套13，即可画出双曲线的右支，得到完整的双曲线。

实施例1-2所述的一种可伸缩式多功能圆锥曲线规，结构简单，使用方便，便于携带，容易加工和推广，应用广泛，实用性强。作图准确，可广泛适用于教学科研，工程，机械，学生，木工等行业。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种可伸缩式多功能圆锥曲线规，包括手柄(1)、转轴(2)、规腿一(3)和规腿二(4)，其特征在于：包括绘图杆和针脚杆，所述的绘图杆与规腿一(3)活动连接，所述的针脚杆设置有两根，两根针脚杆均与规腿二(4)活动连接；绘图杆的另一端设置有笔套(13)，笔套(13)与绘图杆活动连接，针脚杆的另一端设置有针套(14)，针套(14)与针脚杆活动连接。

2.根据权利要求1所述的一种可伸缩式多功能圆锥曲线规，其特征在于：所述的绘图杆通过螺钉(5)、螺帽(6)与规腿一(3)相连，该绘图杆包括中间杆(10)、绘图杆上套杆(11)和绘图杆下套杆(12)，中间杆(10)两端设置有外螺纹，绘图杆上套杆(11)和绘图杆下套杆(12)对应设置有内螺纹，绘图杆上套杆(11)、绘图杆下套杆(12)均与中间杆(10)通过螺纹连接；所述的笔套(13)与绘图杆下套杆(12)也通过螺纹连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种可伸缩式多功能圆锥曲线规，其特征在于：所述的规腿二(4)通过螺钉(5)、螺帽(6)与一连接件(7)相连，该连接件(7)上开设有弧形槽(9)，两针脚杆的一端均通过螺钉(5)、螺帽(6)定位于该弧形槽(9)中，两针脚杆能够沿弧形槽(9)移动。

4.根据权利要求3所述的一种可伸缩式多功能圆锥曲线规，其特征在于：所述的规腿二(4)上开设有容纳槽(15)，固定连接件(7)的螺帽(6)位于该容纳槽(15)中，并能在容纳槽(15)中旋转。

5.根据权利要求4所述的一种可伸缩式多功能圆锥曲线规，其特征在于：两针脚杆的形状结构相同，均包括中间杆(10)、针套(14)、针脚杆上套杆(17)和针脚杆下套杆(18)，中间杆(10)两端设置有外螺纹，针脚杆上套杆(17)和针脚杆下套杆(18)对应设置有内螺纹，针脚杆上套杆(17)、针脚杆下套杆(18)均与中间杆(10)通过螺纹连接；所述的针套(14)与针脚杆下套杆(18)通过螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的一种可伸缩式多功能圆锥曲线规，其特征在于：所述的连接件(7)为量角器，弧形槽(9)沿量角器的圆周方向开设。

7.根据权利要求6所述的一种可伸缩式多功能圆锥曲线规，其特征在于：沿量角器的直径方向开设有一矩形槽(8)，该矩形槽(8)的长度方向一侧设置有等毫米刻度。

8.根据权利要求7所述的一种可伸缩式多功能圆锥曲线规，其特征在于：所述的曲线规还设置有软绳(16)，该软绳(16)可缠绕在绘图杆和/或针脚杆上，且绘图杆下套杆(12)和笔套(13)之间，针套(14)和针脚杆下套杆(18)之间设置有软绳(16)缠绕凹槽。

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