CN2310680Y

CN2310680Y - 多功能绘图学习尺

Info

Publication number: CN2310680Y
Application number: CN 97242002
Authority: CN
Inventors: 苏宗科
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-09-29
Filing date: 1997-09-29
Publication date: 1999-03-17
Anticipated expiration: 2007-09-29

Abstract

本实用新型用于精确绘制各种直线、平行线、各种曲率半径的圆弧或圆,任意长、短轴的椭圆、双曲线和抛物线,等速螺线、圆的渐开线,并能精确测量任一角的正弦、余弦、正切和余切值(精确到四位有效数字),也可测量任一直线、曲线长,以及连接非圆曲线,寻找任一圆弧的圆心和半径,它具有结构简单、成本低、制造和使用方便的特点,可广泛用于绘图及学习。

Description

多功能绘图学习尺

本发明用于绘制各种水平线、垂线、任意角度的斜线及平行线、任意曲率半径的圆弧或圆、任意长、短轴的椭圆、双曲线、抛物线及等速螺线、圆的渐开线，可寻找任一圆弧的圆心及曲率半径，描绘非圆曲线。精确测量任一角的正弦、余弦、正切、余切三角函数值(可精确到四位有效数字)，并能测量任一曲线长，广泛用于绘图、测量及日常学习。

目前的绘图工具构件较多，功能单一，结构复杂，使用不便，而且在绘制如椭圆、双曲线等二次曲线的复杂图形时，大都采用近似画法或做图范围有限，影响了绘图的准确性，不利于学习和推广，参阅由同济大学出版社出版的《机械设计制图手册》91年8月第1版(123页至127页)，另在测量曲线长度及角的正弦、余弦、正切、余切值时，由于结构复杂，测量粗糙的缺点，参阅专利申请公报，因此，发明一种多功能、高精度、结构简单、使用方便直观新的一代绘图测量学习尺能克服以上不足。

基于上述理由，本发明的目的是设计出一种在由主尺和各附件构成的多功能尺中，绘杆附在主尺上，主尺上有槽轨，其中有游标及设有三角函数刻度线、基圆、等分尺和动式量角仪。在绘图和学习中，实现由游标、绘杆和动式量角仪可绘制任意角度的斜线、平行线及水平线和垂线，并由主尺、游标及带有公共端的绘杆根据椭圆、双曲线、抛物线的焦点、圆的渐开线基圆半径描绘相应曲线及等速螺线。由动式量角仪及三角函数刻度线读取相应的三角函数值，通过等分尺寻找某一圆弧圆心及半径，从而描绘非圆曲线和已知圆心及半径的条件测量曲线长度的多功能绘图学习尺。

本发明是这样实现的，在由主尺、绘杆、动式量仪和带有旋转刻度的游标组成的多功能尺中，主尺上附有绘杆且两绘杆通过公共端齿轮相连，主尺上有槽轨，其中附有带旋转刻度的游标及设有三角函数刻度线、基圆和等分尺、动式量角仪。利用游标、量角仪和绘杆1可绘制任一角度的斜线、平行线、垂线和水平线；利用尺端等分尺中心插孔O₂和游标上插孔O₃可做任意半径的圆弧或圆；两绘杆由公共端的插口与转轴上的同一直齿圆柱齿轮相啮合，公共端转轴中心可附绘图笔或鸭嘴笔，与转轴齿轮以圆锥小齿轮相啮合的可沿图面滚动的水平转轴，用于绘制任意长短轴的椭图、双曲线、抛物线，由于两绘杆传动部分完全相同，且共同啮合于同一转轴上的完全相同的圆柱齿轮，当绘制椭圆、双曲线时，只要绘杆2的转轴置于一焦点处，移动游标，使绘杆1的转轴中心置于另一焦点处，两绘杆分别插入位于公共端插孔中心在垂直于主尺方向的两侧和同侧的插口中，由插孔中附有绘图笔，从椭圆一长轴顶点或双曲线顶点起，沿图面转动公共端即可；在绘制抛物线时，将绘杆2转轴与主尺分离置于焦点处，把绘杆1的插口固定于水平位置，主尺与准线重合且两绘杆分别插入位于公共端同侧的插口中，从对称轴抛物线顶点起，沿图面转动公共端。再把两绘杆分离、将带有公共端的绘杆1插入游标上，由固定螺丝固定游标于主尺上，以绘杆2的转轴插孔为渐开线基圆的圆心，以两绘杆转轴之间的距离为渐开圆基圆半径，同时固定绘杆1与主尺垂直，用公共端沿图面转动就可做圆的渐开线。同样分离两绘杆，以绘杆1的转轴为圆心，绘杆1带有公共端沿图面转动即可做等速螺线；当任一圆弧与基圆同心时，利用该圆弧两端半径在基圆上所夹弧长l₀及曲率半径R就可测该弧长l，即l=R·l₀；并在主尺上附有60°可绕O₁转动的量角仪以及总长度为10cm的正弦、余弦共用刻度线及正、余切刻度线和绘杆1共同使用可做任意角度以及测量任意角的正弦、余弦、正切、余切三角函数值，当测量正弦、正切值时，如该角在0°至60°范围内，用插入O₁中的绘杆1，使其中线指到量角仪上第二条刻度线所指角度处，并将量用仪连同绘杆1转动到最右边，使量角仪左边线与原60°右边线重合，此时绘杆1的中线位置，即该角，如该角在60°至90°范围内，则从第一条刻度线上读取。在测余弦、余切值时，如该角在0°至30°范围内，直接从第一条刻度线左边读取，如果该角在30°至90°范围内，使绘杆1上中线指到第三条刻度线所指角度处，并将量角仪连同绘杆向左边转动至右边线与原左边线重合，此时绘杆1中线所指位置即为该角。此时绘杆1的中线所指正切、余切刻度线上的值为该角正切、余切值；再取下绘杆2，使它的直边与主尺垂直，并相切于绘杆1上10cm中线末端点，这时绘杆2下直边在正、余弦线所指刻度即为该角正弦、余弦值，直接读取三角函数值中前两位有效数字，再用游标读出后两位有效数字，也可由等分尺寻找任一圆弧的圆心及半径，当寻找某一圆弧的圆心时，每次在该圆弧上搭接，只要等分尺中点O₂左右两边相等，其圆心必在游标插孔O₃所描直线上，两次直线交点即为该圆弧的圆心；在连接非曲线时，如下一圆弧的圆心在曲线的同侧，可用移至中间位置的游标插孔O₃为该圆弧的圆心，圆弧画至下一圆弧圆心与槽共线为至；如在曲线的异侧，则以O₂为该弧的圆心画弧至下一圆弧的圆心与槽共线，从而描绘非圆曲线，实现一尺多种功能的目的。

多功能尺中绘杆1由插孔和游标上小柱可相连，并由小柱上的固定螺丝可固定不动，也可不固定绕小柱任意转动，绘杆的内侧面为直齿竖直齿边，齿距为1mm，外边为直边，绘杆1上还有10cm长的中线及该线起始端插孔，与绘杆1传动部分完全相同的绘杆2由插柱与主尺上的插孔相连，同时可任意转动。

多功能尺中公共端利用圆锥齿轮传动绘杆，当公共端沿图而滚动时，水平轴转动，在圆锥齿轮传动下，竖直转轴转动，可带动插入插口内的绘杆而传动，当可绕插孔转动的插口位于插孔中心垂直于主尺方向上的两侧时，两绘杆传动方向相反，用于绘制椭圆，位于插孔的同侧时，两绘杆传动方向相同，用于绘制双曲线及抛物线，及在沿图面滚动的转轴传动下传过的齿数完全相同。

多功能尺中主尺上设有半径为1cm的基圆，基圆的圆周上标明了精确到mm的弧长刻度、基圆圆心与角度线中心共点于O₁。

多功能尺中尺端等分尺与主尺垂直，其中点O₂与槽口共线，尺端的背面设有最小分度为0.5mm等分线。因此，每次在某一圆弧上搭接时，只要等分尺中点左右两边相等，其圆心必在游标插孔O₃所描的直线上，两次直线交点即为该圆弧的圆心。

多功能尺中游标上沿小槽方向移动的螺栓与可旋转的螺母以普通细牙螺纹相连，其螺距为1mm，可旋转刻度为螺母外圆周25等分线，游标可由固定螺丝固定于主尺上任一位置，游标上可旋转刻度每转过1等分就相当于沿轴线方向前进0.04mm，每次测量三角函数值时，把游标移至所指刻度线的下一刻度处开始转动可旋转刻度至所指刻度处，则转过的等分线数乘以0.04即为该三角函数值中后两位有效数字。

多功能尺中三角函数线最小分度都为1mm，正切、余切刻度线与O₁相距1cm。

多功能尺中动式量角仪上有60°至90°,0°至30°,0°至60°和30°至90°三条角度线，且圆心在O₁。

本发明的优点是：由于该多功能尺采用了以上技术特征，从而具有直尺、丁字尺、圆规、量角器、三角板、曲线尺、曲线板及三角函数表的功能，且在绘图、测量及学习中可由复杂图形的参量直观描绘图形，从而增强了直观性和快速、准确、结构简单、一尺多能的优点。

本发明有如下附图：

附图1为整尺结构形状示意图。

附图2为公共端剖视图。

附图3为游标组装图。

下面结合附图及实施例详细加以说明：该多功能尺的主尺可用透明的有机玻璃制成，也可用透明塑料制成，各种齿轮可用有一定强度的材料制成，而且要细致、传动灵活，可做成多种规格的系列产品。在附图1所示的多功能尺中，其中1--带有10cm长中线的绘杆1,2--绘杆2,3--基圆，圆心为O₁，半径为1cm,4--槽轨，5--余切三角函数刻度线，6--正切刻度线，7--正、余弦共用刻度线，8--动式量角仪，9--游标，10--游标上旋转刻度，11--游标上固定螺丝，12--等分尺，以O₂为中心点，刻度线在尺的背面，13--公共端，14--公共端插孔，可附绘图笔，15--公共端套在插孔外的直齿圆柱齿轮，16--公共端的插口，17--游标上可沿轴线方向移动的螺栓，18--绘杆1上10cm长的中心线。在附图2所示的公共端剖视图中，其中1--公共端中心插孔，2--圆柱竖直直齿齿轮，3--套在插孔外的插口，4--与2相连的圆锥齿轮，5--插口，6--与4相啮合的水平圆锥齿轮，7--沿图面可滚动的6的中轴。在附图3所示的游标组装图中，其中1--固定框架的标志滑块，2--插孔O₃,3--可动中轴前直边，4--中轴，5--和中轴相啮合的螺母，5--固定螺丝，7--固定在游标上和主尺垂直的中线。

Claims

(1)一种用于绘图和日常学习的多功能尺，由主尺和各附件构成。本发明的特征在于：主尺上附有绘杆，两绘杆通过公共端齿轮相连，以及主尺上有槽轨，其中附有带旋转刻度的游标及设有三角函数线、基圆和等分尺、动式量角仪。
(2)按照权利要求1的多功能尺，其特征在于绘杆1可随游标沿主尺移动及两绘杆的齿边完全相同，并设固定螺丝。
(3)按照权利要求1的多功能尺，其特征在于两绘杆通过插口可同时啮合于一齿轮，而且传动灵活。
(4)按照权利要求1的多功能尺，其特征在于基圆半径为1厘米及圆周上标明了以毫米为最小单位的弧长。
(5)按照权利要求1的多功能尺，其特征在于游标上可沿主尺方向移动的中轴与旋转部分以螺纹相连，且螺距为1毫米及标有圆周等分线。
(6)按照权利要求1的多功能尺，其特征在于尺端以O₂为中点，两边有等分刻度线，且与主尺、槽轨垂直。
(7)按照权利要求1的多功能尺，其特征在于公共端沿图面移动时，水平转轴滚动，在圆锥齿轮传动下，竖直转轴转动，可带动插入插口内的绘杆而传动。
(8)按照权利要求1的多功能尺，其特征在于主尺上有正、余弦共用函数线以及正切、余切函数线，且最小分度都为1毫米。
(9)按照权利1的多功能尺，其特征还在于动式量角仪上标有60°至90°、0°至30°以及0°至60°和30°至90°不同刻度线，且圆心在O₁。
(10)按照权和要求1的多功能尺，其特征在于主尺用透明的塑料或者有机玻璃制成，且有一定的硬度。