專利名稱：繪圖板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種多功能的繪圖工具，它具有比例尺、三角板、曲線板、量角器、圓規(guī)等功能。
現(xiàn)有繪圖工具的功能基本是單一的，一種工具只能實現(xiàn)一種功能，而要完成制圖工作，繪圖工具的五要素比例尺、三角板、量角器、曲線板及圓規(guī)卻是必要的功能的單一性與工具的必備性說明了繪圖工具有改進(jìn)的余地。
本實用新型的目的是提供一種繪圖工具“繪圖板”；它具有繪圖工具的五要素功能，使工程技術(shù)人員從各種繁雜的比例換算及多種尺、器的往復(fù)使用中解脫出來，加快繪圖速度，使用方便，不用時可合成一把直尺，攜帶方便，節(jié)約原材料和降低成本，并能從使用中學(xué)得一些知識，所以又叫“論理計算器”。學(xué)生和野外作業(yè)的人最為理想，也是教師教學(xué)的優(yōu)良教具。正規(guī)的繪圖須安裝在特制的丁字尺上。本“繪圖板”能在這種丁字尺上作平行運動，而丁字尺上下，本“繪圖板”也隨之或上或下，這時成垂直90°角的“比例尺”便成了上下定距離尺了，這種安裝方法叫作定距離安裝；就是把整個“繪圖板”安裝在丁字尺前方一定距離上。還有一種叫疊式安裝；就是把特制的“繪圖板”從疊安裝在特制的丁字尺上面同一面線上，能直接在丁字尺面線上成圖。
此種形式的工作尺垂直固定于主尺上，工作尺在丁字尺上的轉(zhuǎn)動或平行移動帶動主尺和比例尺作同樣的轉(zhuǎn)動或移動，此時二尺之間的距離是由比例尺在主尺上作平行滑動達(dá)到的。此種形式的優(yōu)點是工作尺不管在什么樣的角度或部位，所需比例長度都能被比例尺在工作尺上比出來，能直接繪于圖上，因此我們又叫它為“萬向比例繪圖儀”。從疊式安裝的“繪圖板”工作尺只需一根(也可用兩根式的)，因它能旋轉(zhuǎn)180°，在畫線不方便的時候，比例尺可從疊于工作尺的中心點上代替工作尺畫線(這種形式的“繪圖板”比例尺亦可旋轉(zhuǎn)180°。所說不方便畫線是指60°以下的角度，筆尖便畫不到中心點，影響繪圖質(zhì)量)。但此種特制“繪圖板”離開了丁字尺就無單獨使用價值了。為使離開丁字尺還有使用價值，還是用兩根式的“工作尺”為好。且特制的丁字尺亦可定位于圖板上。
為適應(yīng)社會上對單一功能的需要，也可生產(chǎn)一些單功能的和功能不全的“繪圖板”，其中只有一把“工作尺”，沒有“比例尺”。
本“繪圖板”可采用有機(jī)玻璃或工程塑料制作，但其中固定螺絲、螺桿和旋轉(zhuǎn)中心需用金屬制作。為牢固耐用起見，亦可全部采用鋼和鋼板制成，但滑動板上得開一量角器刻度孔，使“工作尺”指示線條能清楚地標(biāo)明其角度位置，或在滑動板上嵌進(jìn)透明玻璃也行，或干脆設(shè)計為暴露形，使指示線條和量角刻度都暴露在上層目標(biāo)，更為清楚一些，利用鋼板制成的優(yōu)越性是量角刻度都能制成齒輪式，每一個齒為1°，用頂頭和頂頭簧頂牢，保證了指示線條在量角刻度盤上的偏差，提高了質(zhì)量，但造價比較昂貴。
以下結(jié)合附圖或模型對本實用新型加以說明附圖的簡要說明


圖1、2是“繪圖板”的主視圖；
圖1為不工作時形狀，圖2為工作時形狀。工作時只需拉起二尺即可使用，它的結(jié)構(gòu)是由“主尺”(1)、“比例尺”(2)、工作尺(3)、滑動板(4)、曲線板(5)、固定螺絲(6)和旋轉(zhuǎn)中心(7)組成；圖3為“主尺”，上帶有比例刻度、量度單位刻度、量角刻度、供螺桿運動弧形孔(11)、供螺桿運動窄長孔(12)、滑槽(13)、繪圓中心孔(14)、滑孔(32)、旋轉(zhuǎn)軸(35)；圖4為“比例尺”，上有旋轉(zhuǎn)中心(7)、角度指示線、長度指示線、厘米刻度；圖5為“工作尺”，上有旋轉(zhuǎn)中心(7)、角度指示線、厘米刻度；圖6為“滑動板”，上有供螺桿運動弧形孔(20)、凹槽(21)、繪圓插筆孔(22)、角度刻度、繪圓半徑指示線、比例指示線、凸塊(26)(便利操作用)、旋轉(zhuǎn)軸(35)；圖7為比例尺的理論公式 (a)/(b) ＝ (L)/(I) ，也可寫成a×I＝b×L；圖8為組成三角形的定義因本“繪圖板”能自由組合出兩個角和邊長。因尺上都有厘米刻度，二尺的尾部都帶有量角器，已知兩交差的直線其對應(yīng)角一定相等，如果我們把角都作直線延長，其交差的對應(yīng)角又被量角器直接標(biāo)出，此三角形邊長又被刻度尺標(biāo)明，也就是說已知三角形兩邊和一角或兩角一邊，這個三角形自然可組合出或求出來了。只要這兩個角的和在180°之內(nèi)(不包含180°)，它們的延長線就有可能相交，也就是說這個三角形是存在的；圖9、
圖10為“繪圖板”安裝在丁字尺上之形狀，圖9為距離式安裝，上有丁字尺(27)、丁字尺上的滑槽(28)、滑動片(29)、安裝繪圖板插片(30)，滑動片能在丁字尺滑槽中作平行滑動，帶動“繪圖板”作同樣平行運動。
圖10為從疊式安裝，上有滑動板(4)(能帶動工作尺(3)在主尺(1)上作平行移動，但這時的滑動板只起到工作尺與比例尺(2)的定比例距離作用，而工作尺的旋轉(zhuǎn)中心(7)與丁字尺滑動片(29)上的旋轉(zhuǎn)軸(31)是連在一起的，工作尺并垂直固定在主尺上)，丁字尺(27)、丁字尺上的滑槽(28)、滑動片(29)(能帶動主尺在丁字尺滑槽中作平行滑動，而主尺又能在“滑動片”旋轉(zhuǎn)軸(31)上作旋轉(zhuǎn)運動，工作尺所需的角度是通過主尺旋轉(zhuǎn)達(dá)到的，比例尺也是連在主尺上的，這樣便達(dá)到了工作尺在任何部位，比例尺都能直接在工作尺上得出比例數(shù)據(jù))，旋轉(zhuǎn)軸(31)、丁字尺滑動片上有“角度刻度盤”、角度指示線；
圖11是為學(xué)生設(shè)計的“繪圖板”。工作尺為單根式之圖形，它的特點是這根工作尺能旋轉(zhuǎn)120°(兩根工作尺的每根只需旋轉(zhuǎn)90°，兩根加起來為180°)，180°－120°＝60°，因為在三角形中總有一個角不會小于60°，因此已經(jīng)夠用；
圖12為“繪圖板”原始圖形(以上各種為“繪圖板”發(fā)展形)。上有主尺(1)、工作尺(3)、旋轉(zhuǎn)中心(7)、量角刻度、角度指示線、繪圓二孔(37)；
圖13為反向尺原理圖(42)為代替比例尺尾部長度刻度盤，(38)為再現(xiàn)圖上部分，(39)為圖上部分；
圖14為放大器原理圖大輪(40)轉(zhuǎn)90°，小輪(41)可轉(zhuǎn)一圈或幾圈，如在小輪上裝上指針、刻度范圍可放大一圈或幾圈。
本實用新型提出的“繪圖板”是在現(xiàn)有的直尺基礎(chǔ)上改進(jìn)而來的。如
圖1、2、11所示，其特征是在加寬的直尺(叫主尺(1))上的一側(cè)裝有一能繞量角器中心旋轉(zhuǎn)90°的“比例尺”(2)和一能繞量角器中心旋轉(zhuǎn)并能作平行滑動的“工作尺”(3)，“主尺”內(nèi)部有一長形大滑孔(32)，供帶動“工作尺”的滑動板(4)在孔的滑槽(13)中滑動，下邊還有一與滑孔平行的窄長孔(12)供滑動板上固定螺桿運動，旋緊螺桿帽(6)即能起到固定滑動板的作用，因而“工作尺”在主尺上的位置便定了下來、旋松則能恢復(fù)“工作尺”的平行滑動，“工作尺”和“比例尺”的旋轉(zhuǎn)也同樣有固定螺絲(6)可以固定在你需要的角度上，二尺的尾部都有量角器刻度盤，因此，二尺尾部線條所指度數(shù)，即為兩尺的度數(shù)?！氨壤摺睘榉奖闫鹨?。厘米數(shù)也直接標(biāo)在尾部刻度盤上(因刻度盤面積有限，不能刻出更多的厘米數(shù)，因此在實際應(yīng)用上須加上放大器，或在尾部加上反向原樣尺)。和“工作尺”相互關(guān)系實現(xiàn)比例換算?！爸鞒摺被瑒影迳嫌幸徊骞P孔(22)，滑孔兩端各有一小孔可插進(jìn)大頭針為畫圓中心點(14)，一端畫小圓，另一端可畫大一點的圓。另外“主尺”背面裝有一曲線板(5)，用時可取下來使用，不用時放回不影響主尺工作。
上述構(gòu)造的“繪圖板”能實現(xiàn)的功能及優(yōu)點是下面我們參看圖形或?qū)嵨锛右哉f明拉開“比例尺”(上面的這把尺)，可繪出90°以內(nèi)的各種角度，它的量角器是帶在尾巴上的，尾部線條所指度數(shù)即為此尺所繪出的角度數(shù)。因此能很快繪出你所需的各種角度，并有一固定螺絲把你所需的角度固定下來(順時針方向旋緊螺絲即可固定，反之則能旋松)。精確度要求高，而且需要90°以上的角度或定出角度射線的長短，可打開下面的這把“工作尺”，未打開以前可先通過它的中心點劃一條你需要長度的基線，再打開這把尺到你需要的刻度上去(也是尾部線條所指刻度數(shù)為這一圖形的度數(shù))，再從中心點劃一條你所需要長度的線條即成(連接二線條終點，便成了三角形)。如角度數(shù)太大或太小，往往筆尖不能畫到中心點，可把此“工作尺”作平行移動到另一頭，此時的尺為180°(直尺)，再拉起這把尺，拉起10°便是170°，一直拉起到你所需的角度為止，此時的角度可一筆畫成。“工作尺”的平行移動和兩尺中心點(7)的轉(zhuǎn)動都有固定螺絲可以固定，平行移動“工作尺”只需撥動滑動板就行，滑動板在滑槽中運行，滑動板上有一凸出部分(26)，是供撥動滑動板用的。
“工作尺”和“比例尺”的相互關(guān)系可得出一個任意三角形。因此可檢驗?zāi)闼鋈切蔚脭?shù)是否正確和求出三角函數(shù)值。
如一邊長為6厘米的兩夾角分別為95°、40°，求另兩邊長和另一角是多少？先把“工作尺”平行移動到6厘米去，再撥到95°上，這時只需把“比例尺”打到40°，便可清楚看出兩邊長分別為8.45厘米和5.45厘米，另一角為180°－95°－40°＝45°(已知兩邊長和一角，也可得出這個三角形，但要注意此時的圖形是不能直接繪于圖紙上的，否則，形狀變小，一定要繪也只能一邊一邊的拆開來繪)，既知道了三角形邊長和角，當(dāng)然也能求出它的三角函數(shù)值了。
二尺的相互關(guān)系還能起到比例尺的作用，它的理論基礎(chǔ)為(參看圖7)從式中可知I是L的幾分之一，則b也一定是a的幾分之一。反過來L是I的幾倍，則a也一定是b的幾倍，比例尺是利用這種關(guān)系設(shè)計的，從而只要知道了L段與I段之間的倍數(shù)關(guān)系(是用“工作尺”在L段間平行移動達(dá)到的)，也就知道了a段與b段之間的倍數(shù)關(guān)系(a段與b段的長度是利用“比例尺”的轉(zhuǎn)動達(dá)到的)，“工作尺”定在L段的幾分之幾處，則“比例尺”撥到的實際厘米數(shù)也相對縮小或擴(kuò)大幾分之幾。如你所繪圖形為實物的1／5，可把“工作尺”定在90°的垂直距離上，再把此尺作平行移動到垂直的延長線(下面有一條比例指示線)對準(zhǔn)1／5處，再把“比例尺”撥到實物長度數(shù)去，比如說是20厘米(單位是可變化的，20米或20公里都行，只是得數(shù)也得用米或公里做單位)，可把尾部缺口(為長度指示線)撥到對準(zhǔn)20處，二尺交叉點的“工作尺”數(shù)值即是20厘米的1／5為4厘米；也可把“工作尺”平行移動到一頭的終點，再把“比例尺”直接對準(zhǔn)“工作尺”的2厘米處固定(如工作尺沒有20厘米長，只好縮小十倍對準(zhǔn)2厘米處)，再把“工作尺”回到1／5處，所得0.4厘米即為所求，但應(yīng)當(dāng)擴(kuò)大十倍，變?yōu)?厘米才是正確的。此種方法道理明確，所得比例數(shù)也精確一些，有小數(shù)點以下刻度。(數(shù)位多的可分開來求，一位數(shù)或二位數(shù)比例一次，然后相加，這樣得數(shù)要精確一些，如4756的1／2是多少？可先比出47得23.5，再比出56得28，加起來為2378。但一定要把位數(shù)對好相加)。如反過來要擴(kuò)大5倍，也就是5／1，則“比例尺”的實際厘米數(shù)應(yīng)打在1／5處的“工作尺”上，尾部長度指示線所指數(shù)值即為所求；或把“工作尺”移到盡頭，與“比例尺”交叉點的數(shù)值便是擴(kuò)大倍數(shù)值。(所要說明的是此種比例尺所得結(jié)果能直接繪于圖上。如尺的長度不夠，只有把尺的單位擴(kuò)大再比；此例一厘米看作10厘米，得數(shù)10厘米擴(kuò)大十倍變作100厘米)。
兩尺的相互關(guān)系還可以很方便繪出一個四邊形和推任意角度的平行線。
本“繪圖板”也可以畫圓；兩頭各有一小孔(14)，可插進(jìn)大頭針為圓的中心，平行滑動板上有一大孔(22)可插進(jìn)繪圖筆移動滑動板到需要的繪圓半徑去旋轉(zhuǎn)一圈便畫出了一個圓。一邊的小孔畫小圓，另一邊可畫大一點的圓。圓的半徑可參照滑動板上面刻度(有線條表示)，小孔的所在位置也是有線條指明的。(注意大、小孔一定要在刻度尺的同一平行線上)，兩小孔插進(jìn)大頭針還有固定主尺的作用。
“繪圖板”背面?zhèn)溆幸磺€板，用時可抽出來，不用時可放回去，不影響尺的工作，但繪圓時需拿下曲線板，方法是用手指從滑孔內(nèi)頂起曲線板離出固定樁，即能抽出曲線板。
上面介紹了“繪圖板”的功能及相對于現(xiàn)有繪圖工具單項功能的優(yōu)越性。從整體來看，本實用新型尚有如下優(yōu)點1、由于本實用新型組合了現(xiàn)有繪圖工具的五要素功能，使用此一種繪圖工具便能完成現(xiàn)在需用比例尺、三角板、量角器、曲線板及圓規(guī)五種繪圖工具才能完成的工作，所以作業(yè)時可以免去多種尺器的往復(fù)交換時間和過程，加速繪圖工作；2、節(jié)省原材料，降低成本，本實用新型所用材料量比一套具有相同功能的現(xiàn)有繪圖工具節(jié)省得多；3、本產(chǎn)品安裝在特制的“丁字尺”上繪圖最為方便，正規(guī)繪圖人員免去了用大尺(長尺)畫小線(短線)的麻煩，這也是現(xiàn)有的繪圖工具所不及的。這里要加說明的是用于繪圖的尺與學(xué)生用尺有所區(qū)別，繪圖尺為使左右畫線方便，工作尺分為兩半，也就是變?yōu)閮筛?0°的工作尺，一根畫左邊的90°，一根畫右邊的90°。
我們設(shè)計的“繪圖板”原始圖形是一套三角板(因此我們又叫它“新三角板”)，只是在它的三角形孔內(nèi)加進(jìn)了新功能，能繪出180°以內(nèi)的各種角度，雖落后于上面所介紹的各種發(fā)展型“繪圖板”，但出于社會上對三角板的習(xí)慣勢力，我們首先仍然要生產(chǎn)這種原始型“繪圖板”，才能很快被群眾所接受。只有當(dāng)社會上的群眾習(xí)慣使用這種多功能的原始型“繪圖板”以后，才能推行上面所介紹的發(fā)展型“繪圖板”。到此才能徹底催垮擁有一百多年歷史的“三角板”了。
從
圖12可以看出三角孔內(nèi)互為垂直的兩邊刻有厘米刻度，轉(zhuǎn)動中心(7)尾部雖只標(biāo)有90°量角刻度，但三角孔內(nèi)為90°直角，加起來便是180°，用時只需在三角孔內(nèi)下方畫一條基線，然后打開三角尺，打開多少度(尾部角度指示線條所指度數(shù))，重畫的線條與原線條的夾角便是多少度，一直可打開到90°，如需要90°以上的角，只須重畫它們互為垂直的另一邊。因為它們本身就有90°，并且同樣可作90°旋轉(zhuǎn)，因此，從1°－180°都可畫出來了?？變?nèi)有厘米刻度可定出線條長度。三角尺可通過固定器固定在任何部位。但要求平整，便利兩面都能作圖。本原始型“繪圖板”還可畫圓上有繪圓二孔(37)，一孔可用大頭針固定為圓心，另一孔可插進(jìn)繪圖筆，拉開三角尺，尾部線條所指厘米數(shù)為圓的半徑，轉(zhuǎn)一圈便畫出了一個圓。
權(quán)利要求1.“繪圖板”內(nèi)部一側(cè)設(shè)置了一旋轉(zhuǎn)“比例尺”(2)，上刻有厘米數(shù)和一個能旋轉(zhuǎn)又能作平行滑動的“工作尺”(3)上同樣刻有厘米數(shù)，二尺的旋轉(zhuǎn)是通過旋轉(zhuǎn)中心(7)達(dá)到的，二尺尾部都刻有指示線條，能在兩刻度盤和主尺(1)上“比例刻度”、滑動板(4)上比例指示線的作用下，讀出長度數(shù)、角度數(shù)和比例數(shù)，主尺(1)上刻有長度單位、角度刻度、比例刻度和繪圓中心孔(14)，“滑動板”(4)上刻有角度數(shù)、比例指示線、繪圓插筆孔(22)，繪圓的半徑是通過滑動板(4)上的繪圓半徑指示線達(dá)到的，主尺(1)背面有一能拿下來使用的曲線板(5)，比例尺(2)、工作尺(3)、滑動板(4)都安有固定螺絲(6)可以固定，主尺(1)上也有二個繪圓中心孔(14)還可作固定主尺(1)用，其特征是量角器都安在尺的尾巴上，工作尺(3)、比例尺(2)都能繞它的中心點(7)旋轉(zhuǎn)，工作尺(3)還能在滑動板(4)的帶動下在主尺上作平行滑動，本“繪圖板”并能安裝在特制的“丁字尺”(27)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是能在丁字尺(27)的滑動片(29)和其旋轉(zhuǎn)軸(31)的帶動下在丁字尺(27)上或前面作平行滑動和轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是把“三角板”分為不等的兩半主尺(1)和工作尺(3)，用一“旋轉(zhuǎn)中心”(7)連接，使其能開能關(guān)，主尺(1)尾部刻有角度數(shù)，工作尺(3)尾部刻有角度指示線條。
專利摘要“繪圖板”是一種多功能的繪圖工具，它的外部輪廓在不工作時似一長形曲線板，內(nèi)部一側(cè)設(shè)置了一旋轉(zhuǎn)“比例尺”和一個能旋轉(zhuǎn)又能作平行滑動的“工作尺”，“主尺”上刻有厘米數(shù)和角度數(shù)等，還有比例刻度標(biāo)記和繪圓孔等，“主尺”背面有一能拿下來使用的曲線板。其特征是量角器都帶在尺的尾巴上，尺都能繞中心點旋轉(zhuǎn)，“工作尺”還能作平行滑動，因此，“主尺”中心開有長形滑孔和帶連“工作尺”在滑槽中運行的“滑動板”，使其實現(xiàn)比例換算等多種功能。
文檔編號B43L7/00GK2060400SQ8821407
公開日1990年8月15日 申請日期1988年9月23日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月23日
發(fā)明者周國元 申請人:周國元