橢圓規(guī)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種橢圓規(guī)，包括圓規(guī)、自由滑軌、伸縮滑軌、滑動(dòng)裝置、筆、固定端和緊固螺栓，其中圓規(guī)的一只腳固定，另一只腳與固定端通過(guò)滑動(dòng)裝置相連，圓規(guī)的兩端通過(guò)伸縮滑軌相連，自由滑軌一端安裝有齒輪，自由滑軌不隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，滑動(dòng)裝置可以通過(guò)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)兩邊同時(shí)伸長(zhǎng)，且可以保證自由滑軌垂直平分滑動(dòng)裝置所構(gòu)成的線(xiàn)段，筆放置在自由滑軌與伸縮滑軌的交點(diǎn)處并隨兩個(gè)滑軌運(yùn)動(dòng)，緊固螺栓可以固定圓規(guī)的半徑，使用本發(fā)明的橢圓規(guī)可方便快捷地繪制出已知長(zhǎng)軸和焦距的任意橢圓。
【專(zhuān)利說(shuō)明】橢圓規(guī)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種繪圖儀，具體涉及一種用于繪制橢圓的橢圓規(guī)。
【背景技術(shù)】
[0002]圓規(guī)作為一種常見(jiàn)的繪圖工具，可以方便的繪出已知參數(shù)的圓。但是橢圓的繪制卻沒(méi)有一個(gè)方便的工具可供使用，如何方便快速的畫(huà)出一個(gè)已知參數(shù)的橢圓是需要解決的問(wèn)題。
[0003]在目前在已公開(kāi)的文獻(xiàn)中所出現(xiàn)的橢圓規(guī)主要有以下6類(lèi):投影原理式、焦距中心式、十字槽塊式、曲柄連桿式、齒輪嚙合式和連桿齒輪組合式，主要存在以下問(wèn)題:
1)理論上單純、作圖精度差、使用不方便，特別對(duì)扁平度較大的橢圓無(wú)法畫(huà)圖，部分裝置無(wú)法繪制指定參數(shù)的橢圓；
2)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重，畫(huà)筆運(yùn)動(dòng)方向與受力方向不一致且?jiàn)A角較大，從而作圖十分困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種根據(jù)長(zhǎng)軸和焦距可以快速繪制橢圓的裝置。
[0005]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的橢圓規(guī)，包括鉸接于手柄處的第一支腿和第二支腿，所述第一支腿和第二支腿的自由端之間連接有伸縮滑軌，所述伸縮滑軌內(nèi)具有第一滑槽，所述第一支腿的自由端安裝有第一固定腳，所述第二支腿的自由端與滑動(dòng)裝置的一端鉸接，所述滑動(dòng)裝置的另一端安裝有第二固定腳，所述滑動(dòng)裝置包括依次嚙合的上齒條、齒輪和下齒條，所述齒輪的轉(zhuǎn)軸與自由滑軌固定連接，所述自由滑軌內(nèi)具有第二滑槽，所述第一滑槽和第二滑槽的交點(diǎn)處穿設(shè)有筆。
[0006]作為優(yōu)選，為了更好地約束上下齒條，使自由滑軌在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終處于滑動(dòng)裝置的垂直平分線(xiàn)上，所述上齒條和下齒條通過(guò)搭接裝置相互連接，所述搭接裝置包括下齒條的端部的第一滑套，所述第一滑套具有與穿設(shè)于其中的上齒條接觸的滾輪；以及上齒條端部的第二滑套，所述第二滑套也具有與穿設(shè)于其中的下齒條接觸的滾輪。
[0007]作為優(yōu)選，對(duì)于約束上下齒條提出的另一種方案是，所述齒輪外套設(shè)有矩形機(jī)框，所述機(jī)框的內(nèi)壁與上齒條和下齒條的外側(cè)滑動(dòng)配合，所述轉(zhuǎn)軸穿設(shè)于所述機(jī)框的側(cè)壁上。
[0008]作為優(yōu)選，為了便于快速設(shè)定所需繪制橢圓的長(zhǎng)軸，隨時(shí)讀出圓規(guī)的半徑，所述伸縮滑軌上制有刻度線(xiàn)。
[0009]作為優(yōu)選，為了便于固定與調(diào)整圓規(guī)的長(zhǎng)軸，所述第一支腿和第二支腿與固定裝置的鉸接處安裝有緊固螺栓。
[0010]作為優(yōu)選，所述筆上設(shè)有與所述第一滑槽和第二滑槽配合的環(huán)槽，可以通過(guò)自由滑軌和伸縮滑軌自由滑動(dòng)。
[0011 ] 本發(fā)明的原理是已知一個(gè)定圓內(nèi)圓心以外的一定點(diǎn)和圓上一動(dòng)點(diǎn)，連接定點(diǎn)和動(dòng)點(diǎn)得到一條線(xiàn)段，作線(xiàn)段的垂直平分線(xiàn)交動(dòng)點(diǎn)和圓心的連線(xiàn)于一點(diǎn)，動(dòng)點(diǎn)繞圓移動(dòng)一周該點(diǎn)的軌跡即為一個(gè)橢圓。根據(jù)以上論述，通過(guò)該裝置通過(guò)實(shí)現(xiàn)以上的運(yùn)動(dòng)軌跡即可繪制指定長(zhǎng)軸和焦距的橢圓。
[0012]有益效果:本發(fā)明通過(guò)在現(xiàn)有圓規(guī)上增加滑軌與滑動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)橢圓的繪制，具有以下優(yōu)勢(shì):
1.在圓規(guī)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，滑動(dòng)裝置隨之伸長(zhǎng)(縮短)，自由滑軌隨之運(yùn)動(dòng)，但始終垂直平分第二固定腳與圓規(guī)第二支腿之間的線(xiàn)段，從而兩條滑軌的交點(diǎn)處鉛筆位置不斷變化，其軌跡即為橢圓；
2.圓規(guī)半徑可以設(shè)置并固定，第二固定腳與圓規(guī)第一固定腳之間距離也可以根據(jù)要求固定，使繪制的橢圓具有設(shè)定的長(zhǎng)軸和焦距；
3.將圓規(guī)的第一固定腳和滑動(dòng)裝置的第二固定腳固定，設(shè)置好圓規(guī)半徑，圓規(guī)旋轉(zhuǎn)半周，繪制半個(gè)橢圓，互換第第一固定腳和第二固定腳，即可繪出整個(gè)橢圓。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明橢圓規(guī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中滑動(dòng)裝置的固定方式詳圖；
圖3是圖1中鉛筆與滑軌連接處詳圖；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例中繪制前半個(gè)橢圓的起始狀態(tài)圖；
圖5是本發(fā)明實(shí)施例中繪制前半個(gè)橢圓的中間狀態(tài)圖；
圖6是本發(fā)明實(shí)施例中繪制前半個(gè)橢圓的結(jié)束狀態(tài)圖；
圖7是本發(fā)明實(shí)施例中繪制后半個(gè)橢圓的起始狀態(tài)圖；
圖8是本發(fā)明實(shí)施例中繪制后半個(gè)橢圓的中間狀態(tài)圖；
圖9是本發(fā)明實(shí)施例中繪制后半個(gè)橢圓的結(jié)束狀態(tài)圖；
圖中各標(biāo)號(hào):圓規(guī)1、自由滑軌2、伸縮滑軌3、滑動(dòng)裝置4、鉛筆5、第二固定腳6、緊固螺栓7、搭接裝置8。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例:本實(shí)施例的橢圓規(guī)如圖1所示，包括圓規(guī)1，其第一支腿通過(guò)第一固定腳固定于繪制的表面，第二支腿的自由端與第二固定腳6通過(guò)滑動(dòng)裝置4相連，圓規(guī)I的兩端通過(guò)可自由伸縮的伸縮滑軌3相連，并在伸縮滑軌3上制有刻度，自由滑軌2 —端置于滑動(dòng)裝置4上，滑動(dòng)裝置4包括與齒輪相嚙合的上、下齒條，可以實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)條向兩邊等距離滑動(dòng)，使齒輪始終處于滑動(dòng)裝置的中點(diǎn)處，而自由滑軌與齒輪連接處可以轉(zhuǎn)動(dòng)，即自由滑軌不隨著齒輪發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，保持水平即通過(guò)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)兩邊同時(shí)伸長(zhǎng)且可以保證自由滑軌2垂直平分滑動(dòng)裝置4所構(gòu)成的線(xiàn)段，緊固螺栓7可以固定圓規(guī)I的半徑。
[0015]如圖2所示，滑動(dòng)裝置4通過(guò)搭接裝置8互相連接，且不影響伸縮運(yùn)動(dòng)。搭接裝置8包括下齒條端部用于穿過(guò)上齒條的滑套，安裝于滑套上并與上齒條接觸的滾輪。
[0016]如圖3所示，鉛筆5上有兩個(gè)圓環(huán)形凹槽，放置在自由滑軌2與伸縮滑軌3的交點(diǎn)處并隨兩個(gè)滑軌運(yùn)動(dòng)。
[0017]當(dāng)然本發(fā)明不拘泥于上述形式，實(shí)現(xiàn)自由滑軌垂直平分滑動(dòng)裝置所在線(xiàn)段的方式可以采用其他形式，例如也可以在齒輪與上、下齒條外套設(shè)矩形機(jī)框，該矩形機(jī)框具有分別與上、下齒條外側(cè)滑動(dòng)配合的上、下內(nèi)壁，并將轉(zhuǎn)軸穿過(guò)機(jī)框的側(cè)壁。
[0018]使用時(shí)包括以下步驟:第一步，用直尺標(biāo)定所繪橢圓的焦點(diǎn)位置，在兩個(gè)焦點(diǎn)位置固定圓規(guī)I的第一固定腳和第二固定腳6，然后張開(kāi)圓規(guī)使得伸縮滑軌3上的刻度等于所繪橢圓長(zhǎng)軸的長(zhǎng)度并通過(guò)緊固螺栓7固定圓規(guī)I的半徑。
[0019]第二步，如圖4、圖5和圖6所示，轉(zhuǎn)動(dòng)圓規(guī)I半周，當(dāng)圓規(guī)I轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)裝置4隨之伸長(zhǎng)縮短，但滑動(dòng)裝置4上的齒輪始終處于滑動(dòng)條中點(diǎn)位置，從而自由滑軌2實(shí)現(xiàn)了在圓規(guī)I運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終垂直平分滑動(dòng)裝置4所構(gòu)成的線(xiàn)段，所以鉛筆5到第二固定腳6的距離加上到圓規(guī)I固定腳的距離便等于圓規(guī)I的半徑，即伸縮滑軌3的長(zhǎng)度，旋轉(zhuǎn)圓規(guī)I半周時(shí)，鉛筆5便會(huì)繪制出已知焦距和長(zhǎng)軸的橢圓的一半。
[0020]第三步，如圖7、圖8和圖9所示，調(diào)換圓規(guī)I的固定腳與第二固定腳6的位置，采用同樣的方式即可繪制另外的半個(gè)橢圓。繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)圓規(guī)I半周，當(dāng)圓規(guī)I轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)裝置4隨之伸長(zhǎng)縮短，但滑動(dòng)裝置4上的齒輪始終處于滑動(dòng)條中點(diǎn)位置，從而自由滑軌2實(shí)現(xiàn)了在圓規(guī)I運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終垂直平分滑動(dòng)裝置4所構(gòu)成的線(xiàn)段，所以鉛筆5到第二固定腳6的距離加上到圓規(guī)I固定腳的距離便等于圓規(guī)I的半徑，即伸縮滑軌3的長(zhǎng)度，旋轉(zhuǎn)圓規(guī)I半周時(shí)，鉛筆5便會(huì)繪制出已知焦距和長(zhǎng)軸的橢圓的另一半。
[0021]本發(fā)明所述的橢圓規(guī)，尤其適用于學(xué)生課堂使用，涉及的未說(shuō)明部分與現(xiàn)有技術(shù)相同或采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種橢圓規(guī)，包括鉸接于手柄處的第一支腿和第二支腿，其特征在于:所述第一支腿和第二支腿的自由端之間連接有伸縮滑軌，所述伸縮滑軌內(nèi)具有第一滑槽，所述第一支腿的自由端安裝有第一固定腳，所述第二支腿的自由端與滑動(dòng)裝置的一端鉸接，所述滑動(dòng)裝置的另一端安裝有第二固定腳，所述滑動(dòng)裝置包括依次嚙合的上齒條、齒輪和下齒條，所述齒輪的轉(zhuǎn)軸與自由滑軌固定連接，所述自由滑軌內(nèi)具有第二滑槽，所述第一滑槽和第二滑槽的交點(diǎn)處穿設(shè)有筆。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橢圓規(guī)，其特征在于:所述上齒條和下齒條通過(guò)搭接裝置相互連接，所述搭接裝置包括下齒條的端部的第一滑套，所述第一滑套具有與穿設(shè)于其中的上齒條接觸的滾輪；以及上齒條端部的第二滑套，所述第二滑套也具有與穿設(shè)于其中的下齒條接觸的滾輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橢圓規(guī)，其特征在于:所述齒輪外套設(shè)有矩形機(jī)框，所述機(jī)框的內(nèi)壁與上齒條和下齒條的外側(cè)滑動(dòng)配合，所述轉(zhuǎn)軸穿設(shè)于所述機(jī)框的側(cè)壁上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橢圓規(guī)，其特征在于:所述伸縮滑軌上制有刻度線(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橢圓規(guī)，其特征在于:所述第一支腿和第二支腿與固定裝置的鉸接處安裝有緊固螺栓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之任一所述的橢圓規(guī)，其特征在于:所述筆上設(shè)有與所述第一滑槽和第二滑槽配合的環(huán)槽。
【文檔編號(hào)】B43L11/04GK104015529SQ201410279563
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】陳喜坤, 柏寧, 于立婷, 陳彧 申請(qǐng)人:河海大學(xué)