多功能繪圖儀的製作方法
2023-06-30 17:35:11
專利名稱：多功能繪圖儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種多功能繪圖儀，具體涉及一種符合一般二元二次方程曲線的繪圖工具。
現有技術中用於教學和生產科研中繪製二元二次曲線方程的工具比較單一，使用範圍較窄，中國專利局授權公告的91221157.1，93219325.0多用曲線規雖然也能同時繪出幾種曲線，但僅只能繪製圓、橢圓、雙曲線、拋物線、擺線、蝸線、而對於二元二次方程中螺線、漸開線、蚌線和連杆機構所特有的曲線卻不能夠完成。
本實用新型的目的是旨在提供一種多功能繪圖儀，它可以繪製圓、橢圓系、雙曲線系、拋物線系、擺線、漸開線、螺線、蝸線(包括心形線)、蚌線以及連杆機構所特有的各種曲線。
本實用新型的技術方案是用兩個大小不同的齒輪以軸相接後形成齒輪組，同時將它們通過可調支架杆安裝在U型針尖的支撐腳下，以兩個不同的齒輪分別與其嚙合，其中一齒條的一端通過銷軸與一滑杆組相固接並與其垂直，另一齒條的一端通過銷軸與滑塊相連，L型可調畫筆裝在滑塊下面。當改變齒輪的大小和拆裝部分零件時便可作出不同的曲線。
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳述。
圖1為本實用新型結構示意圖；圖2為本實用新型畫二元二次方程曲線結構圖；圖3為圖2之俯視圖；圖4為本實用新型畫橢圓線繫結構圖5為圖4之俯視圖；圖6為本實用新型畫雙曲線繫結構圖；圖7為圖6之俯視圖；圖8為本實用新型畫蝸線(包括心形線)結構圖；圖9為本實用新型畫蚌線結構圖；
圖10為圖9之俯視圖。
根據
圖1可知，本實用新型因齒輪組旋轉始終保持兩齒條線速度運動成比例常數。根據一般二元二次方程定義一動點到一定點的距離和它到一條定直線的距離之比是一常數，則該動點的軌跡為圓錐曲線。在此圖中，齒條6一端與滑塊16相連，齒條11的一端與滑杆組2、15、17固接並垂直於滑杆。當齒條6繞齒輪7順時轉動時，滑塊中心O點沿Y軸從O點移到A點，AC＝OC變成AC＞OC，即齒條6在旋轉時增長，帶動齒輪7逆時針轉動，從而帶動齒輪11向右移動，且移動的量與齒條6增長的量之比為一常數，使得在水平方向上從O點移到B點。這時滑塊16在水平垂直方向上從O點移動到O′點，AO′/O′C＝常數。這樣滑塊中心的軌跡便為圓錐曲線。
由圖2、圖3所示，齒輪7通過軸4與齒輪9固接，兩齒輪轉角相同，形成齒輪組，將其通過可調支架杆10安裝在帶U型針尖的支撐腳14上，齒輪6通過轉臂5與齒輪7嚙合，齒條11通過轉臂8與齒輪9嚙合且轉臂8與可調支架杆10固接使齒條11與可調支架杆10平行，齒條11的一端通過銷軸12與滑杆組2，15，17固接且與其垂直，齒條6的一端通過銷軸13與滑塊16相連，可調L型畫筆1裝在滑塊16下面。
因此，根據
圖1之原理1、當齒輪9與齒輪7直徑相等時，滑塊軌跡為拋物線，可調L型畫筆1便可作出拋物線。
2、當齒輪9大於齒輪7時，滑塊軌跡為橢圓，可調L型畫筆1便可作出橢圓。
3、當齒輪9小於齒輪7時，滑塊軌跡為雙曲線，可調L型畫筆1便可作出雙曲線。
4、當L型可調畫筆1直接連在可調支架10下，U型支撐腳14換成一字針尖，便可作圓。
6、拆出滑杆組2、16、17和齒條6，L型可調畫筆1裝在齒條11下，所作曲線為漸開線。
6、如需畫更多種橢圓，則根據圖4、圖5之結構，將齒條6、11位於齒輪組7、9的兩側且分別裝在可調支架杆10兩側，其中齒條6下面裝上U型針尖的支撐腳14，L型可調畫筆1裝在齒輪組7、9下，輔助滑杆18一端裝在齒輪組與畫筆1之間，一端裝在支撐腳14之上，這樣轉動齒條6可畫出橢圓。調整齒條6長度便可作出橢圓系。
7、若需畫出更多種雙曲線，可根據圖6、圖7所示的結構安裝。在帶U型針尖的支撐腳14上安裝可調支架杆10和輔助支架杆3，同時將與齒輪組7、9嚙合的齒條6、11分別通過銷軸13、12裝在可調支架杆10和輔助支架杆3上，可調L型畫筆1裝在齒輪組7、9下，輔助滑杆18一端裝在齒輪組與畫筆1之同，另一端則安裝在可調支架杆10與齒條6連接的銷軸13上(齒條6、11裝在齒輪組的同一側面)。這樣，轉動齒條6便可畫出雙曲線，調整齒條長度便可繪出雙曲線系。
8、根據圖4、圖5之結構，如果齒條6一端仍裝在帶U型針尖的支撐腳14上，另一端與齒輪7嚙合，可調L型畫筆1仍裝在齒輪7下，其他結構全部拆出，調節L型畫筆1，使齒輪7在齒條6上滾動，便可畫出直線擺線。
9、在可調支架杆10上安裝一齒輪，使該齒輪與齒輪組7、9之一相嚙合，齒輪組下裝L型可調畫筆1。
A、當畫筆筆尖在齒輪組的齒輪邊緣時，所畫曲線為螺線。
B、當畫筆超出齒輪組齒輪邊緣時，畫筆的軌跡為外擺線。
10、根據圖8，可調支架杆10與帶U型針尖支撐腳14固接，在支架杆10上適當位置通過銷軸13固接輔助支架杆3並使其與支架杆10平行，再根據要求在輔助支架杆3上確定銷軸12的位置，將銷軸13裝在輔助滑杆18的滑槽內，輔助滑杆18的另一端的下面固定L型可調畫筆1，並使其與滑杆18同向，用齒條6的一端通過銷軸12固定在輔助支架杆3上，另一端則固定在輔助滑杆18下，這樣根據所繪蝸線要求，調節齒條6和畫筆1的長度和位置，讓L型可調畫筆1繞銷軸12轉動，便可畫出蝸線。
11、根據圖9、
圖10所示的結構，將滑杆組2、15、17通過銷軸12垂直固定在可調支架杆10上適當位置，可調支架杆10仍與帶U型針尖支撐腳14固連，輔助滑杆18的一端通過銷軸13安裝在可調支架杆10下，另一端則與滑塊16相連，滑塊16在滑杆15上滑動，可調L型畫筆1固定在輔助滑杆18下，並與其同向；根據需要調節兩銷軸12、13之間的距離和可調L型畫筆1的位置，使畫筆1繞銷軸13旋轉，即可畫出蚌線。
12、因本實用新型主要根據連杆機構的特點製成，故可結合實際需要，自行組合畫出連杆機構的曲線。
本實用新型的功能較多，能繪製圓、橢圓、拋物線、雙曲線、直線擺線、圓周外擺線、螺線、蝸線(其中包括心形線)、漸開線、蚌線和連杆機構所特有的各種曲線(包括卵圓、腰形圓等)，特別是可以畫滿足方程需求的橢圓系、雙曲線系的標準曲線。因此，本實用新型對於生產、科研、教學有很廣泛的應用市場。
權利要求1.一種多功能繪圖儀，其特徵在於齒輪(7)通過軸(1)與齒輪(9)形成齒輪組，可調支架杆(10)安裝在支撐腳(4)，齒條(6)通過轉臂(8)與齒輪(9)嚙合且一端通過銷軸12與滑杆(2)(15)(17)組成的滑杆組固接並與其垂直，齒條(6)的一端通過銷軸(13)與滑塊(16)相連，可調畫筆(1)裝在滑塊(16)下面。
專利摘要一種多功能繪圖儀，它是根據二元二次函數定義，結合齒輪、齒條運動原理和連杆機構特點製成。主要由齒輪組、齒條、支撐腳、支架杆、滑杆組、滑杆、可調畫筆，輔助滑杆組成。採用不同的裝配方式將上述構件組合可繪製成符合一般二元二次方程的圓、橢圓系、雙曲線系、拋物線曲線，還可繪出螺線、蝸線、擺線、漸開線、擺線、蚌線、連杆曲線等，具有繪圖功能齊全、方便適用之特點，是學習、科研、教學的理想繪圖工具。
文檔編號B43L13/00GK2264676SQ9623410
公開日1997年10月15日 申請日期1996年1月22日 優先權日1996年1月22日
發明者曠躍林 申請人:曠躍林