曲線規及其使用方法
2023-11-02 22:24:37 2
專利名稱：曲線規及其使用方法
技術領域：
本發明涉及一種曲線繪圖規，本發明還涉及到該曲線規的使用方法。
前蘇聯國家專利4144538/28-12/156606號特種圓規，公開其結構獨特之處是，裝有兩隻拆裝式套管，每隻套管內有一副齒輪，然而該特種圓規不能繪拋物線、雙曲線等圖形，且繪圖穩定性不太理想，操作也不太方便。
中圍實用新型專利94243226.6曲線規，公開的結構是，和動輪共軸轉盤與滑塊導向連接，滑塊與繪筆連接，出現了動輪與繪筆之間的多級傳動，雖可作出有關曲線，但結構還是複雜，且在繪各種曲線時，操作步驟各不一樣。
本發明的目的是提供一種曲線規，結構更簡單，操作更方便，能繪出合符條件的圓、橢圓、拋物線、雙曲線及其許多圓內外旋輪線等各種曲線，且繪圖精確、穩定性好。
本發明的另一個目的是提供使用該曲線規，繪出合符條件的上述各類曲線的統一操作方法。
為達到上述目的，本發明的曲線規，由規柄、軸腳、繪筆、定輪、動輪和中間輪組成，定輪、動輪、中間輪可以是嚙合傳動的齒輪，或磨擦傳動的磨擦輪；定輪、動輪也可以是傳動帶傳動的帶輪，上述有關零件通過支架進行如下組合裝有軸腳和固有規柄的支架與裝有定輪的座體活動連接，可彎折的繪筆與可在支架上移動的推桿活動連接，動輪與繪筆上端為可裝拆的卡式連接，一止動機構可將推桿和中間輪座固定在支架上。
上述規柄、定輪及軸腳的軸線相同，捏緊定輪座體不動，旋轉規柄，與規柄同體的支架帶著繪筆繞軸腳公轉，當繪筆上端的動輪(或通過中間輪，或傳動帶)與定輪連接，此時，繪筆在繞軸腳公轉的同時，進行自轉。
為了便於使用該曲線規，繪出有關各種圖形，要求將軸腳對準所繪圖形的旋轉中心，直立軸腳，捏緊曲線規定輪座體不動，旋轉規柄，本發明操作方法包括以下幾個步驟選擇該曲線規定輪配匹的動輪，使動輪半徑與定輪半徑之比等於一確定值(簡稱選輪)；移動該曲線規的推桿，確定動輪軸線與定輪軸線距離(簡稱定位)；彎折該曲線規的繪筆，確定繪筆端點到動輪軸線距離(簡稱調筆)。
採用這樣的結構，克服了動輪至繪筆的多級傳動，大大減少了組合零件的個數，使其結構更為簡單；以支架為主體，組合有關零件，其結構更穩定，確保繪圖的穩定，精確；傳動結構明了，使有關曲線形成的抽象原理，形象化、具體化，是關於曲線形成教學的有力教具。
實施這樣的使用方法，不但操作方便，而且開闢了挖掘有關曲線內涵的新途徑，有利於關於曲線的教學、研究及應用。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。
圖1是本發明曲線規第一具體實施方式
結構圖(含第一個止動機構)；
圖2是本發明曲線規第二具體實施方式
結構圖(含第二個止動機構)；圖3是本發明曲線規的第三個止動機構俯視剖圖；圖4是本發明曲線規的第四個止動機構俯視剖圖；圖5是本發明曲線規的第五個止動機構俯視剖圖；圖6是繪橢圓曲線實例；圖7是繪拋物線實例；圖8是繪雙曲線實例。
圖1所示曲線規，由規柄8、軸腳1、繪筆15、定輪7、動輪13和中間輪12組成，其中規柄8與支架6連體，定輪7按直徑大小分層組成，且與座體9導鍵連接，規柄8與座體9活動連接，繪筆15可彎折，繪筆15上端與動輪13是能裝拆的卡式連接，套在繪筆15上的螺帽14與推桿5螺紋連接，旋鬆螺帽14繪筆15可在推桿5上轉動，旋緊螺帽14，繪筆15被固定在推桿5上，可將推桿5和中間輪座4固定在支架6上的止動機構是一個軸腳1頂著彈簧3，套接於其內的旋柄2，旋柄2穿過裝有中間輪12的中間輪座4的長形槽11和推桿5的長形槽10，旋入支架6，旋緊旋柄2，可將中間輪座4和推桿5固定在支架6上。
圖2給出本發明的另一個具體實施方式
。規柄8與支架6連體，按直徑大小分層組成的定輪7與座體9導鍵連接，定輪7與動輪13通過傳動帶17連接，扭裝傳動帶17，動輪13將產生反向轉動，可彎折的繪筆15，其上端與動輪13是能裝拆的卡式連接，套在繪筆15上的螺帽14與推桿5螺紋連接，旋鬆螺帽14，繪筆15可在推桿5上轉動，旋緊螺帽14，繪筆15被固定在推桿5上，可將推桿5固定在支架6上的止動機構是一旋在支架6上的螺釘16，旋鬆螺釘16，推桿5可在支架6上移動，旋緊螺釘16，可將推桿5固定在支架6上。
圖3所示為第三止動機構俯視剖圖，僅在支架6上轉動的螺杆18與推桿5螺紋連接，旋轉螺杆18，受螺紋的驅迫下推桿5可在支架6上移動，停轉螺杆18，推桿5受螺紋制約，固定在支架6上。
圖4為第四個止動機構俯視剖圖。一個旋在推桿5上的螺釘19，支架6與該螺釘19相應位置處，開有一條長形槽20，螺釘19從此長形槽20旋入推桿5，旋鬆螺釘19，推桿5在支架6上移動時，螺釘19可沿此長形槽20移動，旋緊螺釘19，可將推桿5固定在支架6上。
圖5表示第五個止動機構的俯視剖圖。支架6上開有一個與扣條21橫斷面大小相應的一個孔22，扣條21從此孔22穿入，裡端可扣著推桿5的長形槽10邊緣，外端與壓板23連接，壓板23一端與彈簧24連接，另一端旋入調節螺釘25，按壓壓板23有彈簧24的一端，推桿5可在支架6上移動，不按壓壓板23，推桿5被扣條21卡住，而固定在支架6上。
現以下面數個繪圖實例，說明本發明曲線規的使用方法例1.繪出滿足方程x2/a2+y2/b2＝1或x＝acost；y＝bsint，的橢圓曲線。
繪圖步驟如下(圖6)選輪選擇動輪13使其半徑與定輪7半徑之比等於1/2；定位移動推桿5，使繪筆15與軸腳1間的距離等於OO1＝(a+b)/2，移動中間輪座4，使中間輪12與定輪7、動輪13嚙合，旋緊旋柄2，將推桿5和中間輪座4固定在支架6上；調筆彎折繪筆15，使繪筆15偏折距離為O1A＝(a-b)/2。
將軸腳1對準點O，直立軸腳1，捏緊定輪座體9不動，旋轉規柄8，使繪筆15在繪圖面上留下痕跡，所繪圖形為滿足上述方程的橢圓曲線。
例2.繪出拋物線圖形，使其滿足方程y2＝2px。
繪圖步驟如下(圖7)選輪選擇動輪13，使其半徑與定輪7半徑之比等於1/3；定位移動推桿5，使繪筆15與軸腳1間的距離等於OO1＝(9/4)p，移動中間輪座4，使中間輪12與定輪7、動輪13嚙合，旋緊旋柄2，將推桿5和中間輪座4固定在支架6上；調筆彎折繪筆15，使繪筆15偏折距離為O1A＝p/4。
將軸腳1對準點O，直立軸腳1，捏緊定輪座體9不動，旋轉規柄8，使曲線規繞OO1所在軸線上下各擺動72°，並讓繪筆15在繪圖面上留下痕跡，所繪圖形為滿足上述方程的拋物線。
例3.繪出滿足方程x2/a2-y2/b2＝1的雙曲線圖形。
首先，求出該雙曲線的離心率，根據 若求得e＝1.2，其次，求出c-a值，令c-a＝h。
繪圖步驟如下(圖8)選輪選擇動輪13，使其半徑與定輪7半徑之比等於13/45；定位移動推桿5，使繪筆15與軸腳1間的距等於OO1＝8.25h，移動中間輪座4，使中間輪12與定輪7、動輪13嚙合，旋緊旋柄2，將推桿5和中間輪座4固定在支架6上。
調筆彎折繪筆15，使繪筆15偏折距離為O1A＝c-a，將軸腳1對準點O，直立軸腳1，捏緊定輪座體9不動，旋轉規柄8，使曲線規繞OO1所在軸線上下各擺動72°，並讓繪筆15在繪圖面上留下痕跡，所繪曲線是滿足上述方程的雙曲線中的一支。
根據不同需要，選擇不同的與定輪配匹的動輪，仿上述作圖過程，可繪出許多圓內旋輪線若不用中間輪，讓動輪直接與定輪嚙合，可繪出許多圓外旋輪線。
本發明不僅適合於曲線規，對於其它類似的曲線形成裝置，只要其採用了上述結構和上述使用方法，均屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種曲線規，由規柄、軸腳、繪筆、定輪、動輪和中間輪組成，定輪、動輪、中間輪可以是嚙合傳動齒輪或磨擦傳動的摩擦輪；定輪、動輪也可以是傳動帶傳動的帶輪，本發明的特徵是裝有軸腳和固有規柄的支架與裝有定輪的座體活動連接，可以彎折的繪筆與可在支架上移動的推桿活動連接，動輪與繪筆上端為能裝拆卡式連接，一止動機構可將推桿固定在支架上。
2.根據權利要求1所述的曲線規，其特徵在於該定輪是按直徑大小分層組成，且定輪與座體導鍵連接。
3.根據權利要求1所述的曲線規，其特徵在於該軸腳頂著彈簧，套接於旋柄內，旋柄與支架連接。
4.根據權利要求1所述的曲線規，其特徵在於套在繪筆上的螺帽與推桿螺紋連接，旋鬆螺帽，繪筆可在推桿上轉動，旋緊螺帽，繪筆固定在推桿上。
5.根據權利要求1、3、4所述的曲線規，其特徵在於該止動機構是一個所說的旋柄，推桿上開有長形槽，該旋柄從此長形槽旋入支架，推桿可在支架上移動，旋緊該旋柄，可將推桿固定在支架上。
6.根據權利要求1、4所述的曲線規，其特徵在於該止動機構是一個旋在支架上的螺釘，旋鬆螺釘，推桿可在支架上移動，旋緊螺釘，推桿被固定在支架上。
7.根據權利要求1、4所述的曲線規，其特徵在於；該止動機構是一個僅在支架上轉動的螺杆，該螺杆與推桿螺紋連接，旋轉該螺杆，推桿可在支架上移動，停轉該螺杆，推桿固定在支架上。
8.根據權利要求1、4所述的曲線規，其特徵在於該止動機構是一個旋在推桿上的螺釘，支架上與此螺釘相應位置處，開有一條長形槽，該螺釘從此長形槽旋入推桿，推桿在支架上移動時，該螺釘可沿長形槽移動，旋緊該螺釘，可將推桿固定在支架上。
9.根據權利要求1、4、5所述的曲線規，其特徵在於該止動機構是一個裝在支架上的彈簧夾，該彈簧夾由壓板、扣條、調節螺釘和彈簧組成，支架上開一個與扣條橫斷面大小相應的孔，扣條從此孔穿入，裡端可扣著推桿長形槽邊緣，外端與壓板連接，壓板一端與彈簧連接，另一端旋入調節螺釘，按壓壓板有彈簧一端，推桿可在支架上移動，不按壓壓板，推桿被扣條卡住，固定在支架上。
10.根據權利要求1-3所述的曲線規，其特徵在於該定輪、動輪為齒輪或磨擦輪時，裝有中間輪，其輪座開有長形槽，所說旋柄從此長形槽旋入支架，旋緊該旋柄，可將中間輪座固定在支架上。
11.一種使用權利要求1-10所述的曲線規的方法是，將軸腳對準所繪圖旋轉中心，直立軸腳，捏緊定輪座體不動，旋轉規柄，其特徵在於，包括下述步驟選擇該曲線規定輪配匹的動輪，使動輪半徑與定輪半徑之比等於一確定值(簡稱選輪)；移動該曲線規的推桿，確定動輪軸線與定輪軸線距離(簡稱定位)；彎折該曲線規的繪筆，確定繪筆端點至動輪軸線的距離(簡稱調筆)。
全文摘要
本發明公開了一種曲線繪圖規,由規柄8、軸腳1、繪筆15組成,支架6與裝有定輪7的座體9活動連接,繪筆15與可在支架6上移動的推桿5活動連接,動輪13與繪筆15上端為能裝拆的卡式連接,內套接軸腳1的旋柄2可將推桿5、中間輪座4緊固在支架6上。本發明還公開了該曲線規的使用方法,通過選輪、定位、調筆步驟,可繪出合符條件的圓、橢圓、拋物線、雙曲線等許多圖形,有利於關於曲線的教學、研究及應用。
文檔編號B43L11/00GK1389352SQ01114
公開日2003年1月8日 申請日期2001年5月31日 優先權日2001年5月31日
發明者嚴吉瑞 申請人:嚴吉瑞