一種多功能矢量運算器的製作方法

2023-05-22 06:02:56

專利名稱：一種多功能矢量運算器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種文具，具體涉及一種用於計算矢量合成或分解的多功能矢量運
背景技術：
矢量的計算是現代學生必修的課程之一，對於矢量的合成和分解問題，在非特 殊角情況下計算矢量的大小和方向，要先測出兩個矢量的相對角度，再用餘弦定理進行 運算，運算繁鎖，而且對於初學者來說，在紙面上用平行四邊形定則計算矢量的合成和 分解，表達得不夠直觀、生動，使人理解得比較慢。

發明內容
本發明所要解決的問題是，針對上述技術的不足，設計出一種能夠直接求出待 測矢量大小和方向的多功能矢量運算器。本發明為解決其問題所採用的技術方案是一種多功能矢量運算器，包括四條 首尾相鉸接成四邊形的測量邊，四邊形的其中一組對角上鉸接有斜邊，測量邊和斜邊上 設有刻度線和刻度數字，測量邊和斜邊均為伸縮杆，在斜邊的一端設有量角器。在本發明中，所述伸縮杆由若干條空心支杆組成，後一條空心支杆插入前一條 空心支杆內，空心支杆上設有刻度線和刻度數字。在本發明中，位於最前面的空心支杆的刻度數字沿其伸縮方向由小到大排列， 位於其後的空心支杆上的刻度數字的排列方向與最前面的相反，且後面的空心支杆的刻 度數字的初始值為前一條空心支杆的最大值。在本發明中，相鄰兩條空心支杆通過定位螺栓固定。在本發明中，所述四邊形至少一個角上設有向外凸出的把手。在本發明中，與把手相鄰的兩條測量邊的末端分別設有圓規腳和鉛筆。在本發明中，所述相鄰測量邊的鉸接處設有通孔，量角器通過轉軸插入通孔 中。本發明的有益效果是在對矢量進行合成和分解運算時，根據已知條件將測量 邊和斜邊調節成相應的平行四邊形，就可以從測量邊和斜邊的刻度數字上直接讀出待求 矢量的大小和方向，操作簡單、計算方便，而且其表達方式明確、直觀，非常適合作為 示教工具，方便初學者理解和學習。


下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明 圖1為本發明的主視圖2為本發明的後視圖； 圖3為本發明測量邊的刻度線和刻度數字。
具體實施例方式參照附圖1至圖3，本發明所提供的一種能夠直接求出待測矢量大小和方向的多 功能矢量運算器，包括四條首尾相鉸接成四邊形的測量邊11、12、13、14，四邊形的其 中一組對角上鉸接有斜邊2，測量邊11、12、13、14和斜邊2上設有刻度線和刻度數字， 測量邊11、12、13、14和斜邊2均為伸縮杆，在斜邊2的一端設有量角器3。作為優選的實施方式，所述伸縮杆由若干條空心支杆組成，後一條空心支杆插 入前一條空心支杆內，空心支杆上設有刻度線和刻度數字，位於最前面的空心支杆的刻 度數字沿其伸縮方向由小到大排列，位於其後的空心支杆上的刻度數字的排列方向與最 前面的相反，且後面的空心支杆的刻度數字的初始值為前一條空心支杆的最大值。這樣 使用時，所讀取的數字為最後一條空心支杆與前一條空心支杆交界處的數字。在本實施例中，所述相鄰兩條空心支杆通過定位螺栓4固定，當伸縮杆拉伸到 需要的距離時，就用定位螺栓4使之固定並保持固定長度。為了方便操作和使用，四邊 形至少一個角上設有向外凸出的把手5，把手5設在斜邊2的延長線上，這樣通過把手5 能更好地移動測量邊11、12、13、14和斜邊2。進一步，與把手相鄰5的兩條測量邊的末端分別設有圓規腳6和鉛筆7，而且相 鄰測量邊的鉸接處設有通孔8，量角器3通過轉軸插入通孔8中。這樣使整個矢量運算器 具有更多的功能，將斜邊2和未安裝有圓規腳6或鉛筆7的測量邊拆卸掉，可將矢量運算 器轉換為圓規使用，一舉多得。本發明的工作原理以矢量的合成為例，假設有兩個力F1=60N、F2=80N,其 夾角為80°，先把將與量角器3相鄰兩條測量邊11、14的最大刻度分別調節到60mm和 80mm的刻度處，再擰緊其背後的定位螺栓4，然後量角器3的零點作為兩個力的共同作 用點並使量角器3上的零刻度線正對測量邊11的軸心線，再調節另一個測量邊14使其軸 心線正對量角器800刻度線，這兩條軸心線的夾角就是Fl、F2的夾角了。最後分別將 測量邊13、12的有效長度調節到60mm和80mm，這樣就可以直接從斜邊2上讀出合力 的大小，從量角器3讀出其角度的大小。如果被測量的三個力之中有一個力的大小超出了對應的測量邊或斜邊2的有 效長度，可以按一定的比例擴大或縮小來計算。例如，在上例中，如果F1=600N， F2=800N,可以用Imm代表ΙΟΝ。這樣，把測量邊11、14的有效長度調至60mm和 80mm就分別代表了 600N和800N 了，讀出斜邊2的線段長度後再用同樣的比例折算成合 力的大小。當然，本發明除了上述實施方式之外，其它等同技術方案也應當在其保護範圍 之內。
權利要求
1.一種多功能矢量運算器，其特徵在於包括四條首尾相鉸接成四邊形的測量邊 (11、12、13、14)，四邊形的其中一組對角上鉸接有斜邊(2)，測量邊(11、12、13、14)和斜邊(2)上設有刻度線和刻度數字，測量邊(11、12、13、14)和斜邊 (2)均為伸縮杆，在斜邊(2)的一端設有量角器(3)。
2.根據權利要求所述的一種多功能矢量運算器，其特徵在於所述伸縮杆由若干條 空心支杆組成，後一條空心支杆插入前一條空心支杆內，空心支杆上設有刻度線和刻度 數字。
3.根據權利要求2所述的一種多功能矢量運算器，其特徵在於位於最前面的空心 支杆的刻度數字沿其伸縮方向由小到大排列，位於其後的空心支杆上的刻度數字的排列 方向與最前面的相反，且後面的空心支杆的刻度數字的初始值為前一條空心支杆的最大值。
4.根據權利要求2所述的一種多功能矢量運算器，其特徵在於相鄰兩條空心支杆 通過定位螺栓(4)固定。
5.根據權利要求1所述的一種多功能矢量運算器，其特徵在於所述四邊形至少一 個角上設有向外凸出的把手(5)。
6.根據權利要求5所述的一種多功能矢量運算器，其特徵在於與把手相鄰(5)的 兩條測量邊的末端分別設有圓規腳(6)和鉛筆(7)。
7.根據權利要求1所述的一種多功能矢量運算器，其特徵在於所述相鄰測量邊的 鉸接處設有通孔(8)，量角器(3)通過轉軸插入通孔(8)中。
全文摘要
本發明公開了一種能夠直接求出待測矢量大小和方向的多功能矢量運算器，包括四條首尾相鉸接成四邊形的測量邊，四邊形的其中一組對角上鉸接有斜邊，測量邊和斜邊上設有刻度線和刻度數字，測量邊和斜邊均為伸縮杆，在斜邊的一端設有量角器，在對矢量進行合成和分解運算時，根據已知條件將測量邊和斜邊調節成相應的平行四邊形，就可以從測量邊和斜邊的刻度數字上直接讀出待求矢量的大小和方向，操作簡單、計算方便，而且其表達方式明確、直觀，非常適合作為示教工具，方便初學者理解和學習。
文檔編號G09B23/02GK102012716SQ20101054932
公開日2011年4月13日 申請日期2010年11月18日 優先權日2010年11月18日
發明者劉倬銘, 柯慶文 申請人:劉倬銘