CN2743145Y - 摆臂式椭圆规 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种非环形曲线的绘图仪，更具体地说是一种摆臂式椭圆规，该椭圆规包括支架、水平的椭圆作图半轴长短的调节机构、以及摇把，其特征在于支架(11)的上端向右水平延伸一横梁(11B)，横梁(11B)的头部枢接有相互铰接的上下横摆杆(15A、15B)；横梁(11B)的根部枢接有相互铰接的上下纵摆杆(10A、10B)；下纵摆杆(10B)的另一头与半轴长短的调节机构中销套(18)铰接；所述的摇把(1、2、12、5)的转动轴(5)的下头固定在半轴长短的调节机构中的上调节座(9)上，转动轴(5)上设有一轴套(6)，下横摆杆(15B)的另一头铰接在其侧面。

Description

摆臂式椭圆规

技术领域：

本实用新型涉及一种非环形曲线的绘图仪，特别是涉及一种用于绘椭圆的绘图仪器。

背景技术：

由于椭圆是一种非环形曲线，因此要准确地作出一个给定条件的椭圆，必须使绘图笔尖作比较复杂的二维运动。画椭圆的传统方法有拉线画法和十字规法。由于这些传统方法存在作图麻烦和不准确的诸多不足，业内人事提出很多不同的技术解决方案。国家知识产权局2004年9月8日授权公告了一种“连杆式椭圆规”实用新型专利(授权公告号为：2261941)，该实用新型专利所公开的技术方案是根据直角三角形中线长原理作出的，因此“滑道”(或者是滑槽)则成为该实用新型必不可少的技术特征。由于滑槽与滑块要在整个长度上配合，因此加工困难，精度很难保证。配合紧了滑动不灵活，松了作图不准确，而且作出的线条不光滑。国家知识产权局1994年7月20日授权公告了一种“椭圆规结构”发明专利(授权公告号为：1025485)，该发明专利披露了主要由决定作图区域大小的纵向导轨、固定支承纵向导轨的左右支撑架、在纵向导轨上滑动的滑动架、与连接销两头铰接的两支撑臂、与连接销枢接的导向臂、与导向臂一起组成曲柄滑块导杆机构的伸缩杆和摆动杆组成。该发明所述的技术案明显存在下述不足：1、作图区域由两根纵向导杆的长度确定，因此体积十分庞大，携带不便；2、整个装置由固定在纵向导杆两头的左右支撑架定位，只适合放置在平整的图板上使用，无法用于教学和铆焊工的放样，大大限制了其使用范围。

发明内容：

本实用新型所要解决的技术问题是改进部件之间的连接方式，提供一种无滑动连接、体积小、使用方便灵活的椭圆规。

本实用新型解决上述技术问题的技术解决方案是：

一种摆臂式椭圆规，包括支架、水平的椭圆作图半轴长短的调节机构、以及摇把，其特征在于支架的上端向右水平延伸一横梁，横梁的头部枢接有相互铰接的上下横摆杆；横梁的根部枢接有相互铰接的上下纵摆杆；下纵摆杆的另一头与半轴长短的调节机构中销套铰接；所述的摇把的转动轴的下头固定在半轴长短的调节机构中的上调节座上，转动轴上设有一轴套，下横摆杆的另一头铰接在其侧面。所述的上下横摆杆将摇把的转动轴限制在一个垂直平面内左右运动，上下纵摆杆将调节机构中的销轴限制在另一个垂直平面内前后运动，所述的转动轴和销轴的运动轨迹在作图平面内的正投影交叉点即为椭圆心。很显然，所述的运动轨迹在作图平面内的正投影也就是椭圆的长半轴和短半轴所在位置。

由于上述的技术方案中所述上下横摆杆和上下纵摆杆都是相互铰接的，因此上提摇把即可把绘图笔提起，以便改变作图区域，再次落笔作图。

本实用新型所述的摆臂式椭圆规与现有技术相比具有以下突出的优点：

1、摒弃了滑槽与滑块的滑动传动，所有的传递运动的连接处均为铰接，转动传动，作图准确，操作轻便灵活；

2、支架尺寸小，可一只手拿着移动来改变作图区域，适应各种作图要求，适用范围广；

3、体积小携带方便；

4、结构简单，生产成本低，易于普及推广。

具体实施方式：

附图说明：

图1为本实用新型所述的摆臂式椭圆规一个具体实施例的结构示意图；

图2为图1的A向显示摇把的结构示意图；

图3为图1的B向显示上横摆杆和下横摆杆连接关系的结构示意图；

图4为解析图1中上横摆杆与下横摆杆运动状态的示意图；

图5为图1的C向解析上纵摆杆与下纵摆杆运动状态的示意图

图6为使用本实用新型所述的摆臂式椭圆规的作图原理图。

实施例：

参见图1，水平的椭圆作图半轴长短的调节机构是这样构成的：一上调节座9内设一滑道，上调节板16插该滑道内，两者由蝶形螺钉8A紧定；一下调节座14内设一滑道，下调节板19插该滑道内，两者由蝶形螺钉8B紧定；上调节板16的右端与下调节座14之间由一根销轴17平行固定联接在一起，销轴17上套设一销套18。

参见图1并结合图3、图4和图5，支架11是在立杆11A下端设一机脚11C，上端向右延伸一横梁11B构成；横梁11B的右头枢接有相互铰接的上横摆杆15A和下横摆杆15B；横梁11B的根部铰接一上纵摆杆10A，上纵摆杆10A的下端铰接一呈Z形的下纵摆杆10B；下纵摆杆10B的另一头与半轴长短的调节机构中销套18铰接；所述的摇把的转动轴5下头固定在半轴长短的调节机构中的上调节座9上，转动轴5上设有一轴套6，下横摆杆15B的另一头铰接在其侧面。

参见图1和图2，所述的摇把由手柄1、曲柄2和转动轴5相互垂直连接成Z字形构成。为了便于收藏，曲柄2由两段通过销钉12铰接在一起。

参见图1，机脚11C下设有锥形规脚3和4；下调节板19的右头设有画笔或者是画针13。

所述的上调节板16和下调节板19设有刻度，以便于根据所画椭圆的大小准确地调节长半轴和短半轴的长度。

为了便于定位，在所述的支架11上标出规脚4到销轴17轴心线的距离。

以下结合附图介绍本实用新型所述的摆臂式椭圆规的使用方法和作图原理，以便公众充分理解本实用新型的优点更好地掌握实施本实用新型的技术手段。

一、使用方法：

1、设置。松开碟形螺钉8A，调节上调节座9在上调节板16上的位置，使上调节座9的左端面所对着的刻度等于椭圆的长、短半轴的差值，旋紧碟形螺钉8A。松开碟形螺钉8B，调节下调节板19的位置，使下调节座14的左端面所对着的刻度等于椭圆的短半轴的长度，旋紧碟形螺钉8B。

2、定位。使规脚3、4的尖端正对所要画的椭圆短轴所在的直线，并且使规脚4的尖端到椭圆中心的距离等于支架11上预先标示的长度。

3、绘图。左手四指抓住支架11的立杆11A，拇指向下按住支架11的左上角，右手转动摇把，则画笔画出椭圆。

二、作图原理：

以转动手柄1时，转动轴5的轴心在绘图面的投影的运动轨迹所在的直线为x轴，销轴17的轴心在绘图面的投影的运动轨迹为y轴建立如图6所示的坐标系。

设A、B分别为上转动轴5的轴心和销轴17的轴心的投影，C为画笔的笔尖，AC＝a，BC＝b，AB跟x轴的夹角为a，C点坐标为(x，y)，则

$\left\{\begin{array}{c}x=\mathrm{BC}\×\cos \mathrm{\α}\\ y=\mathrm{AC}\×\sin \mathrm{\α}\end{array}\right.$

即： $\left\{\begin{array}{c}x=b\×\cos \mathrm{\α}\\ y=a\×\sin \mathrm{\α}\end{array}\right.$

故： $\frac{x^2}{b^2}+\frac{y^2}{a^2}=1$

Claims (1)

1、一种摆臂式椭圆规，包括支架、水平的椭圆作图半轴长短的调节机构、以及摇把，其特征在于支架(11)的上端向右水平延伸一横梁(11B)，横梁(11B)的头部枢接有相互铰接的上下横摆杆(15A、15B)；横梁(11B)的根部枢接有相互铰接的上下纵摆杆(10A、10B)；下纵摆杆(10B)的另一头与半轴长短的调节机构中销套(18)铰接；所述的摇把(1、2、12、5)的转动轴(5)的下头固定在半轴长短的调节机构中的上调节座(9)上，转动轴(5)上设有一轴套(6)，下横摆杆(15B)的另一头铰接在其侧面。

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