CN2122741U - 一种多功能绘图工具规度尺 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能绘图工具规度尺， 采用铰链和卡紧装置，将两块直尺和半圆量角器有机 地组合在一起：铰链的轴心与主、副直尺有刻度的直 边在零刻度处相正交，轴在主直尺的厚度上留出一个 空位，让主、副直尺在轴心的延长线上刚好接触，主、 副直尺的一端分别装有钢针和笔套装置。它不仅能 代替直尺、量角器、圆规、分规、三角尺、丁字尺、还具 有画椭圆、任意等分角和圆、测量几何体上的角等功 能。结构简单，制图准确，用途极广。

Description

本发明涉及的是一种绘图工具。

常用绘图工具：直尺、量角器、圆规、三角尺、丁字尺等功能单一，携带、使用不便。

CN2053577U公告的“快速绘图仪”由量角器、上尺、下尺、支点臂和夹笔器组成，具有直尺、圆规、量角器的功能。但结构复杂，中小学生不易掌握，在画圆或弧线时手法与目前教师的教法不一致，会给教学带来一定的困难，该绘图仪下尺有一定厚度，使上尺悬空，影响了作图的精确度。

CN2070682U公告的“阿基米德螺线板”解决了长期以来尺规作图不能解决的任意等分角和圆的问题，只是它不能单独完成作图任务，还必须有圆规才行。

本实用新型发明的目的是提供一种多功能绘图工具，它不仅具有常用绘图工具直尺、量角器、圆规、分规、三角尺、丁字尺的功能，还具有一些新的功能，例如：能够一笔作出一个任意大小的角，并且能够直接读出这个任意大小的角的度数，还能够测量几何体上的角，可以运用轨迹法画椭圆，还可以任意等分一个角或圆。该绘图工具结构简单，制图快而准确，容易掌握，携带方便。

为了达到上述目的，本发明用一个铰链和一个卡紧装置，将两块直尺和一块半圆量角器有机地结合在一起，制成了一种多功能绘图工具规度尺：半圆量角器的直径与主直尺有刻度的直边所在直线重合，并且圆心与零刻度重合；半圆量角器与主直尺固定在一起；副直尺与主直尺之间用铰链连接，铰链的轴心与主直尺和副直尺有刻度的直边在零刻度处相正交；为了解决轴的粗细占有一定位置，笔尖不能直接达到两直尺相交的角顶的问题，和解决副直尺在主直尺上悬空，不能紧贴作图平面的问题，本发明采取的技术措施是：1、在保证强度的情况下，轴尽量做得细一些；2、副直尺与半圆量角器之间用一卡紧装置，一方面可以分担一部分铰链的轴所承受的力，另一方面可以用来确定副直尺在主直尺上的方位，使整个规度尺结实耐用；3、铰链的轴在主直尺的厚度上，零刻度处，留出一个空位，刚好让主直尺的一部分或它的贴条与副直尺上固定贴条的一部分，在轴心的延长线上正对接触，形成一条接缝，副直尺上固定贴条的形状，与主直尺的缺口相配，在副直尺转动过程中，接缝始终保持在轴心的延长线上，也就是说在直尺的零刻度处。半圆量角器的零刻度处突出一部分，成薄片状，同时副直尺的对应部位有一条窄缝，使副直尺能够在主直尺上转动180度；当副直尺固定在90度角时，规度尺就相当于一个固定丁字尺，当它固定在任意需要的角度上时，规度尺就相当于一个活动丁字尺，它可以固定在90度、60度、45度、30度等特殊角度上，规度尺就具有了三角尺的功能。半圆量角器上有两组刻度，可以直接读出角的度数。量角器的外沿弧线是取的一段阿基米德螺线，极坐标方程为ρ＝aθ（a＞0，π≤θ≤2π），用这段螺线和圆规可以任意等分角和圆。两块直尺长段的两个端头分别装上钢针和笔套装置，成为圆规的两脚，使规度尺具有了圆规或分规的功能；规脚上配有两根钢针，钢针的靠近针尖处有一个环形的槽，系一根软绳在两槽内，就可以运用轨迹法画椭圆；这样，规度尺就具有了新的功能。

铰链由一带有轴的，与主直尺缺口相配的页片和一个带有套筒的页片组成，两页片的宽度分别等于或小于主、副直尺的厚度，并分别安装在主、副直尺上。

规度尺如果用一种塑料或一种金属材料制作时，铰链上的两页片，可以直接与主、副直尺做在一起，轴和套筒分别与主、副直尺直接做在一起或固定在一起。也可以在主、副直尺上各做一个套筒，用轴把它们连接起来。

半圆量角器上的刻度是两组，沿半圆量角器边沿的弧线从上向下排列，一组是0度至180度，另一组是360度至180度，即0度和360度共用一条刻度线，两个180度共用一条刻度线。

副直尺与半圆量角器之间有一卡紧装置，用来确定副直尺在主直尺上的方位。该卡紧装置是一付螺丝螺母，旋松螺母，就可以将副直尺在主直尺上转到所需的位置，再旋紧螺母使副直尺固定在半圆量角器上。

如果用两种材料制作主直尺和半圆量角器，那么半圆量角器应粘牢在主直尺上，或用螺钉紧固在主直尺上；如果用一种塑料或金属制作时那么应将半圆量角器与主直尺直接做在一起。半圆量角器应与主直尺等厚，至少半圆量角器的边沿与主直尺等厚，使半圆量角器边沿的阿基米德螺线紧贴作图平面。

为了克服现有技术中轨迹法作椭圆的不足，本发明采用了两根钢针安在圆规脚上，钢针的靠近针尖处各有一个环形槽。将软绳的两头系在两钢针的槽内，系松一点，使绳能在槽内转动，但不能上下滑动。

也可以在一根钢针的槽内套一个“0”形或“8”字形的小环，在另一根钢针的槽内套一个带有卡绳装置的小环，两环都能在钢针的槽内转动，卡绳装置可以卡紧软绳；为防止笔尖脱离软绳，可以在两钢针间的软绳上套一个活动的小圆环。以上技术措施能确保绘制的椭圆图形准确。软绳的一头固定在“0”或“8”字形的环上，另一头穿过活动的小圆环，再由下向上穿过卡绳装置上的小孔，最后绕在收绳轮上。

本实用新型如果用木料制作主、副直尺时，规度尺的总长度在50厘米至90厘米之间。它适用于教学，宣传板报，板金工下料，木工作业等。

用一种塑料或一种金属制作规度尺，可以做得小巧精密一些，其总长度在15厘米至35厘米之间。制作时，半圆量角器连同零刻度处的突出部分、轴、量角器边沿的贴条、主直尺上的贴条，与主直尺直接做在一起或固定在一起；副直尺与套筒直接做在一起或固定在一起；副直尺上的套筒套在主直尺的轴上以后，再固定副直尺上的贴条。为了确保轴与主直尺连接牢固，可以在轴与主直尺之间加一个小圆平台，以增大连接面积，增加强度。这种规度尺不能做得太薄，原因是：1、轴在主直尺的厚度上应留出一个适当的空位；2、副直尺与半圆量角器之间的卡紧装置上的螺丝头或倒钩形滑块都有一定的厚度，需要有一定的空间才能自由地滑动。解决方法：1、加贴条；2、适当的做厚一点。圆规脚的端头做成“c”形，钻孔后装上螺丝螺母作为卡紧装置，“c”缝中插入钢针或铅笔芯。再配上画椭圆的装置和鸭嘴笔。

本发明的优点是：1、功能多，携带方便：除保留直尺和半圆量角器的原有功能外，还具有圆规、分规、三角尺、丁字尺、阿基米德螺线板、画椭圆等功能。2、具有新的功能：由于铰链的轴心与主直尺和副直尺有刻度的直边在零刻度处相正交，张开主、副直尺，就构成两组对顶角，这样副直尺有刻度的直边与主直尺有刻度的直边所夹角的度数，就是副直尺有刻度的直边在半圆量角器上所指的度数。半圆量角器上的刻度，沿半圆弧线从上向下排列：一组是0度至180度，另一组是360度至180度。有公共端点的两条射线所组成的图形是角，我们可以把这个图形看成两个角，小于180度的角，可以从0度至180度一组的刻度直接读出，大于180度的角可以从360度至180度一组的刻度直接读出；同理，可以画出任意一个已知角，还可以测量几何体上的角，测量几何体上的角时，只要将两直尺垂直于被测角的棱，尺身紧贴棱边的两个面，或一个面和一条棱，就可以直接读出度数来。运用阿基米德螺线的“曲直”转换规律，用规度尺上的圆规和量角器边沿的阿基米德螺  线，可以任意等分角和圆。运用规脚上画椭圆的装置，还可以方便地用轨迹法画椭圆。3、绘图准确而方便：副直尺可以卡紧在半圆量角器的任意位置上，固定一个角的大小或规足尖之间的距离，在作图过程中不会因用力不当而发生变动，产生误差。而且好调节，松开卡紧装置，可以很容易地调节张角的大小和规足尖之间的距离。4、作图效率高：省去了作图时频繁的换工具过程。作多个相等角十分方便，例如：作光线入射和反射的光路图时的入射角和反射角。可以筒化尺规作图法。5、用途广：在机械制图、工程制图、在宣传板报、板金工下料、木工作业，特别在大、中小学的教学作图中，教和学用同一工具，同一方法，不仅方便，而且效果好。6、本发明解决了现有木圆规换废粉笔头困难的缺点，残留笔头可以用钢针通掉。7、本发明基本保留传统作图方法，容易掌握，结构简单，制造方便，造价低。

图1是本发明第一个实施例的主视图。

图2是图1实施例的沿A——A线的剖视图。

图3是本发明第二个实施例的主视图。

图4是图3的右视图。

图5是本发明第三个实施例的主视图。

图6是图5实施例的沿B——B线的剖视图。

图7是图6的Ⅰ处的放大图。

图8是图5的沿C——C线的剖视图。

图9是图5的Ⅱ处的放大图。

在图1、图2、所示规度尺中，半圆量角器（3）的唯一直径与主直尺（1）有刻度的直边所在直线重合，并且圆心与零刻度重合。半圆量角器（3）是金属做的，粘牢在木制的主直尺（1）上。副直尺（2）与主直尺（1）之间用铰链（4）连接，铰链（4）的轴心（5）与主直尺（1）和副直尺（2）有刻度的直边在零刻度处相正交，该铰链（4）有一个“直角”形的页片，与主直尺（1）的厚度等宽，刚好和主直尺（1）上的缺口（13）形状相配，它紧贴在主直尺（1）的缺口（13）上，使轴心（5）正处于主直尺（1）的零刻度上，轴（10）固定在这一页片上，在保证强度的情况下，轴（10）应尽量做得细一些；铰链（4）上另一带套筒的页片，与副直尺（2）厚度等宽，紧贴在副直尺（2）被卡紧在半圆量角器（3）上的一段上，使轴心（5）对准副直尺（2）的零刻度处。副直尺（2）上有一形状、大小与主直尺（1）缺口（13）相配或稍窄的固定贴条（12），因为铰链（4）的轴（10）的粗细占有一定位置，笔尖不能达到两尺相交的角顶，所以，实施例1的铰链（4）的轴（10），长度短于主直尺（1）、副直尺（2）厚度的和，在主直尺（1）的厚度上，零刻度处留出一段空位，刚好让主直尺（1）的一部分或它的贴条（22），与副直尺（2）上的固定贴条（12）的一部分，在轴心（5）的延长线上正对接触，形成一条接缝（15），在副直尺（2）转动过程中，接缝（15）始终保持在轴心（5）的延长线上，也就是在零刻度处。

半圆量角器（3）上的刻度，沿半圆量角器弧线由上向下排列，一组是0度至180度，另一组是360度至180度，两组度数值的中间有一条半圆弧形的缝，用一付螺丝螺母（6）将副直尺（2）卡在半圆量角器（3）上；或在副直尺（2）上安装一倒钩形滑块，勾在半圆量角器（3）的缝中，在副直尺（2）上有一个带螺纹的孔，用一个带柄的螺丝压紧在半圆量角器（3）上。这样不仅能确定副直尺（2）在主直尺（1）上的方位，而且能分担一部分轴（10）所承受的力，使整个规度尺结实、耐用。在量角器（3）和主直尺（1）上与缝相应的位置，挖出能让螺丝头通过的槽（17）。在半圆量角器（3）的零刻度处突出一部分（16），同时，副直尺（2）上的贴条（12）有一个与半圆量角器（3）突出部分（16）相对应的窄缝，这样副直尺（2）在主直尺（1）上可以转动180度，从而能测量出或作出任意大小的角。

半圆量角器（3）边沿的弧线，是一段阿基米德螺线（14），极坐标方程为ρ＝aθ，（a＞0，π≤θ≤2π），S点是极点，SA₁、SA₂和SA₃是极径。将S点重合在被等分角的顶点，运用A₁到A₂或A₁到A₃之间的一段螺线，就可以任意等分角和圆。

半圆量角器（3）的边沿，除零刻度处突出的部分（16）、及半圆量角器上与主直尺（1）的缺口（13）等宽的部分外，其余部分都与主直尺（1）等厚。

副直尺（2）的一头是手柄（11），另一头装有带环形槽的钢针（9），主直尺（1）的一头与半圆量角器（3）连成一体，另一头的端头上也装有一个带环形槽的钢针（9），还装有一卡紧装置，该卡紧装置是一带小钩的金属弹簧（8），外面套有一个装粉笔的笔套管（7），该笔套管（7）内部的形状是两头开口大，中部细的锥形管，中部最细处的直径为9毫米，套粉笔一端的锥度在1：30至1：35之间。一头可以方便地套在主直尺（1）端头的锥形小圆柱上，被弹簧（8）卡紧，另一头安装粉笔。取下笔套管（7），用副直尺（2）上的钢针（9）可以通掉废粉笔头。

实施例二与实施例一基本相同，不同点在于：1、规度尺收拢时，实施例二的主、副直尺重叠在一起；而实施例一的主、副直尺并列，有刻度的直边所在的两条直线靠拢。2、实施例二中副直尺的规脚段被卡紧在量角器上，副直尺长于主直尺；而实施例一中副直尺的手柄段被卡紧在量角器上，除手柄外，主、副直尺几乎等长。

实施例一、二都适用于教学，宣传板报，板金工下料、木工作业等，规度尺的总长度在50厘米至90厘米之间比较适当。

实施例三是用一种塑料或一种金属制作的规度尺，该金属可以用钢或铜材料，这种规度尺可以做得小巧、精密一些，供书面作图用。它的总长度在15厘米至35厘米之间比较适当。

实施例三与实施例一、二不同处在于：

1、实施例三中的铰链页片，直接与主、副直尺做在一起或固定在一起。如果是焊接，则只需将轴（10）焊接在主直尺（1）上，套筒（18）焊接在副直尺（2）上。

2、半圆量角器（3）连同它在零刻度处的突出部分（16）和主直尺（1）直接做在一起，厚1毫米，除突出部分（16）和半圆量角器（3）上与缺口（13）等宽的部分外，半圆量角器（3）的边沿有一个“C”型的贴条（23）、厚1毫米，主直尺（1）有刻度的直边有一条1毫米厚的贴条（22），加贴条的目的是为了让副直尺（2）能灵活地在窄缝（17）上移动，因为螺丝头或倒钩形滑块都有一定的厚度，需要一定的空间才能自由地滑动，也可以将规度尺做厚一些，如2毫米厚，窄缝（17）处和突出部分（16）取1毫米厚。

3、主直尺（1）上在零刻度处的钝角应尽量大一些，这样轴（10）与它连接的面积大，结实。同时轴（10）的位置上，有一个凸起1毫米厚的小圆平台（19），平台（19）的悬空部分削去一块，使余下部分呈圆锥形的一部分，这样就在主直尺（1）的厚度上零刻度处留出了一个适当的空位，轴（10）固定在小圆平台（19）上。

4、套筒（18）和副直尺（2）直接做在一起或固定在一起，高1毫米，与小圆平台（19）相配的套筒（18）也向上凸起1毫米，副直尺（2）有刻度的直边下面有一条2毫米厚的贴条（12），副直尺（2）上的贴条（12）的厚度等于主直尺（1）与它的贴条（22）的厚度和。贴条（12）用螺丝或铆钉固定在副直尺（2）上，在与突出部分（16）相对应处，贴条（12）上有一条窄缝，可以让突出部分（16）通过。手柄（11）用螺丝螺母固定在副直尺（2）的端头上，它可根据需要转动，使手柄（11）始终垂直于作图平面，便于画圆或弧。

5、圆规脚就利用主、副直尺端头侧边的料，向贴条（12）或贴条（23）的反面弯成马蹄形，钻上孔用螺丝螺母固定钢针（9）或铅笔芯（20），钢针（9）或铅笔芯（20）可以插入马蹄形笔套筒的两个孔穴中。

6、副直尺（2）的规脚上配的用轨迹法画椭圆的装置，不仅仅是两根有环形槽（24）的钢针（9），在一根钢针的槽（24）内套有一个“8”或“0”形的小环（25），另一根钢针（9）的槽（24）内套有一个带有卡绳装置的小环（26），卡绳装置有一个小圆筒，内有螺纹。侧下方有个小孔倾斜向下与圆筒孔相通，通过螺丝可以紧固软绳；软绳（28）的一头固定在“0”形或“8”字形环（25）上，另一头穿过一个活动圆环（27）再由下向上穿过卡绳装置（26）上的小孔，最后绕在收绳轮（29）上。画椭圆时，先取下无卡绳装置的钢针（9），插入主直尺（1）的马蹄形笔套筒（7）的孔内，笔尖插入活动圆环（27）中，即可运用轨迹法画椭圆。

7、主直尺（1）上装有鸭嘴笔（21），它可以旋转到需要的位置，不用时，可往上推一些。也可以用它和铅芯（10）一次画两个同心圆。

实施例三如果用一种塑料注塑或金属铸造，可以将量角器（3）连同突出部分（16）、平台（19）、轴（10）、量角器（3）边沿的贴条（23）、主直尺（1）上的贴条（22）和主直尺（1）直接做在一起；副直尺（2）与套筒（18）可直接做在一起，但副直尺（2）上的贴条（12）不能直接做在一起，因为要先将套筒（18）套在轴（10）上后，才能加贴条（12）。否则就套不上去。

Claims (10)

1、一种多功能绘图工具规度尺，由主直尺(1)、副直尺(2)、半圆量角器(3)组成，半圆量角器(3)的直径与主直尺(1)有刻度的直边所在的直线重合，并且圆心与零刻度重合，半圆量角器(3)与主直尺(1)固定在一起，其特征在于：副直尺(2)与主直尺(1)之间用铰链(4)连接，铰链(4)的轴心(5)与主直尺(1)和副直尺(2)有刻度的直边在零刻度处相正交；轴(10)在主直尺(1)的厚度上留出一段空位，让主直尺(1)的一部分或它的贴条(22)跟副直尺(2)的贴条(12)的一部分刚好在轴心(5)的延长线上正对接触，其接缝(15)在副直尺(2)转动过程中，始终保持在轴心(5)的延长线上；副直尺(2)与半圆量角器(3)之间有一卡紧装置(6)，半圆量角器(3)的零刻度处突出一部分(16)，同时副直尺(2)的对应部位有一条窄缝，使副直尺(2)能够在主直尺(1)上转动180度；半圆量角器上有两组刻度，它的外沿弧线是取的一段阿基米德螺线(14)，极坐标方程为ρ=αθ、(α＞0、π≤θ≤2π)；主、副直尺长段的端头安装笔套装置(7)和钢针(9)。

2、根据权利要求1所述的绘图工具，其特征在于：铰链（4）由一个带有轴（10）的、与主直尺（1）缺口（13）相配的页片，和一个带有套筒（18）的页片组成，两页片的宽度分别等于或小于主直尺（1）和副直尺（2）的厚度。

3、根据权利要求1所述的绘图工具，其特征在于：铰链上的轴（10）或套筒（18）与主直尺（1）或副直尺（2）直接做在一起或固定在一起，或主直尺（1）和副直尺（2）上各有一个套筒，用轴（10）把它们连接起来。

4、根据权利要求1所述的绘图工具，其特征在于：半圆量角器（3）上的刻度是两组：沿半圆量角器弧线从上向下排列，一组是0度至180度，另一组是360度至180度。

5、根据权利要求1所述的绘图工具，其特征在于：副直尺（2）与半圆量角器（3）之间的卡紧装置，是一付螺丝螺母（6）。

6、根据权利要求1所述的绘图工具，其特征在于：半圆量角器（3）与主直尺（1）粘合在一起或者直接做在一起，并且半圆量角器（3）的边沿与主直尺（1）等厚。

7、根据权利要求1所述的绘图工具，其特征在于：钢针上靠近针尖处有一个环形槽（24）。

8、根据权利要求1或7所述的绘图工具，其特征在于：钢针有两根，一根钢针的槽上套有一个小环，另一根钢针的槽上套有一个带有卡绳装置的小环。

9、根据权利要求1所述的绘图工具，其特征在于：用木料制作主、副直尺时，规度尺的总长度在50厘米至90厘米之间。

10、根据权利要求1所述的绘图工具，其特征在于：用塑料或金属制作时，规度尺的总长度在15厘米至35厘米之间。

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