專(zhuān)利名稱(chēng)：多功能函數(shù)比例尺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種繪圖用具，特別是一種可以用來(lái)計(jì)算三角函數(shù)、乘除并具有直尺、比例尺、三角板、量角器等多功能特點(diǎn)的繪圖器具。
現(xiàn)有的比例尺多為三棱形，由于棱面數(shù)量的限制，只能提供幾種固定的比例。國(guó)家專(zhuān)利局86207752號(hào)專(zhuān)利提出了一種多棱形的比例尺；85205623號(hào)專(zhuān)利又提出了另一種表面刻有一組集線(xiàn)和平行線(xiàn)構(gòu)成的刻度網(wǎng)式平板比例尺，皆在增加比例數(shù)量。為此，本發(fā)明人于89年5月2日申請(qǐng)了名稱(chēng)為《比例尺》、申請(qǐng)?zhí)枮?9206681.4的實(shí)用新型專(zhuān)利，并被授予了專(zhuān)利權(quán)。該專(zhuān)利提供了一種組合式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可用于繪制任意比例的比例尺。
以上三種比例尺解決了多種，任意比例的問(wèn)題。但沒(méi)能提供出更為方便實(shí)用的綜合性比例尺，以滿(mǎn)足學(xué)生或教學(xué)、設(shè)計(jì)的需要。
本發(fā)明的目的在于提供一種組合式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、可用來(lái)計(jì)算三角函數(shù)、乘除法，并具有直尺、三角板、量角器和繪制任意比例特點(diǎn)的多功能繪圖工具。
本發(fā)明提供的比例尺為平板組合式結(jié)構(gòu)，由表面刻有直角坐標(biāo)、量角器、尺格的透明面尺與滑尺底板上下兩邊相結(jié)合一體、二者之間由兩側(cè)插入刻有尺格線(xiàn)的滑尺，在其透明面尺上面的右下角鉚接有一透明活動(dòng)直尺。其透明面尺和透明直尺均為薄透明材料制成?；叩装鍖?duì)稱(chēng)開(kāi)有二個(gè)長(zhǎng)圓形豎置的透孔。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可隨身攜帶，或夾在書(shū)里，使用起來(lái)帶有知識(shí)性、趣味性。
2.可直觀表達(dá)多種計(jì)算關(guān)系，便于教學(xué)演示。
3.工程設(shè)計(jì)繪圖中使用極為方便，可提高繪圖速度和質(zhì)量。


如下圖1為透明面尺平面圖；圖2為透明活動(dòng)直尺平面圖；圖3為滑尺平面圖；圖4為滑尺底板平面圖；下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳述；如圖所示，其透明面尺1表面刻制有直角坐標(biāo)刻度線(xiàn)，在橫軸距原點(diǎn)一百單位處定點(diǎn)有一條垂直定線(xiàn)，刻有1-1/1000比例刻度組，在橫軸定點(diǎn)距原點(diǎn)比例為1/2、1/4、1/5、1/10處，各有垂線(xiàn)一條。一組五毫米等距平行線(xiàn)組與縱軸垂直相交。在坐標(biāo)上刻有以原點(diǎn)為圓心，圓心距定點(diǎn)長(zhǎng)度為半徑90°度角的量角器，為計(jì)算三角函數(shù)正弦--余割的刻度線(xiàn)。量角器交縱軸的垂線(xiàn)為計(jì)算三角函數(shù)正切的刻度線(xiàn)。橫軸下方有一個(gè)以原點(diǎn)為圓心的量角器。用手指通過(guò)滑尺底板4上對(duì)稱(chēng)兩長(zhǎng)圓形透孔5來(lái)推動(dòng)滑尺2縱向垂直橫軸滑動(dòng)。透明活動(dòng)直尺2一端與透明面尺1坐標(biāo)原點(diǎn)相連接，并可繞接點(diǎn)在透明面尺1表面轉(zhuǎn)動(dòng)。
根據(jù)相似三角形原理不難看出，上述結(jié)構(gòu)中透明活動(dòng)直尺2在透明面尺1表面直角坐標(biāo)中任意截取兩條縱向平行線(xiàn)均成一定比例，且比例即為兩條縱向平行線(xiàn)距原點(diǎn)水平距離(橫坐標(biāo))之比；確定比例數(shù)，并在橫軸上確定其比例點(diǎn)、移動(dòng)滑尺3其縱向線(xiàn)與比例點(diǎn)相交，與定線(xiàn)形成兩條平行直線(xiàn)，移動(dòng)透明活動(dòng)直尺2與其中一條縱向平行直線(xiàn)已知尺寸相交，即可在另一條平行直線(xiàn)截取所求尺寸。上述使用方法可根據(jù)已知的實(shí)際尺寸或比例尺寸、求得比例尺寸或?qū)嶋H尺寸，放大或縮小均可，同樣，利用該尺亦可由已知實(shí)際尺寸和比例尺寸求比例。
本比例尺相當(dāng)于一個(gè)平面直角坐標(biāo)和極坐標(biāo)總和，滑尺3的縱向線(xiàn)可走遍整個(gè)坐標(biāo)面，克服了縱橫交錯(cuò)平行線(xiàn)刻度網(wǎng)雜亂之不足，使任意比例都可在坐標(biāo)上解決。
三角函數(shù)坐標(biāo)計(jì)算法是根據(jù)以上原理，在有滑尺3的條件下做出的，因?yàn)槿呛瘮?shù)是直角三角形三條邊任意兩條邊比的關(guān)系，所以任意兩條邊在本尺都可找它的比例線(xiàn)。如余弦比例線(xiàn)定義坐標(biāo)上橫軸一點(diǎn)作一條垂直縱向線(xiàn)、以原點(diǎn)為圓心、距定點(diǎn)長(zhǎng)為半徑作弧、過(guò)原點(diǎn)射線(xiàn)交弧一點(diǎn)，橫軸交區(qū)點(diǎn)的垂線(xiàn)、是定點(diǎn)垂直縱向線(xiàn)以射線(xiàn)與橫軸為夾角的余弦坐標(biāo)比例線(xiàn)。正切比例線(xiàn)定義坐標(biāo)上橫軸或縱軸等距定點(diǎn)、各自作垂直縱向線(xiàn)或橫向線(xiàn)、過(guò)原點(diǎn)的射線(xiàn)交橫向線(xiàn)一點(diǎn)，橫軸交這點(diǎn)的垂線(xiàn)、是定點(diǎn)垂直縱向線(xiàn)以射線(xiàn)與橫軸為夾角的正切坐標(biāo)比例線(xiàn)。
不難證明，滑尺3縱向線(xiàn)與量角器某一角度點(diǎn)相交，與定線(xiàn)形成的平行線(xiàn)、是計(jì)算這個(gè)角度的正弦--余割的比例線(xiàn)。轉(zhuǎn)動(dòng)透明活動(dòng)直尺2與量角器某角度點(diǎn)相交，而且在正切線(xiàn)相交一點(diǎn)，滑尺3的縱向線(xiàn)與這點(diǎn)相交，與定線(xiàn)形成平行線(xiàn)、是計(jì)算這個(gè)角度的正切比例線(xiàn)。已知直角三角形角度和邊長(zhǎng)、即可求得另一邊長(zhǎng)。
直尺2與透明面尺1構(gòu)成一定角度，即可在量角器確定角的讀數(shù)，可測(cè)繪任意角度。
權(quán)利要求
1.多功能函數(shù)比例尺由透明面尺1，透明活動(dòng)直尺2，滑尺3和滑尺底板4組成，其特征在于；表面刻有直角坐標(biāo)、量角器、尺格的透明面尺1與滑尺底板4上下兩邊相粘合成一體，二者之間由兩側(cè)插入刻有尺格線(xiàn)的滑尺3，在其透明面尺1的上面右下角鉚接有一透明活動(dòng)直尺2。
2.如權(quán)利要求1所述的多功能函數(shù)比例尺，其特征在于透明面尺1和透明活動(dòng)直尺2為薄透明材料制成。
3.如權(quán)利要求1所述的多功能函數(shù)比例尺，其特征在于滑尺底板4上對(duì)稱(chēng)開(kāi)有兩個(gè)長(zhǎng)圓形豎置的透孔5。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種繪圖用比例計(jì)算尺，具有直尺、三角板、量角器等功能。可用于計(jì)算任意比例，進(jìn)行三角函數(shù)、乘除運(yùn)算。可用于繪制幾何圖形、美術(shù)繪畫(huà)或用于教學(xué)演示上。本尺由刻制有直角坐標(biāo)尺度線(xiàn)的透明面尺，刻制有縱向線(xiàn)的滑尺和可繞坐標(biāo)圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的透明活動(dòng)直尺組成。該尺結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、與分規(guī)共用可提高測(cè)繪速度和精度、提高繪圖工作效率。本尺用于教學(xué)可提高學(xué)生對(duì)三角函數(shù)、坐標(biāo)、勾股弦定理、相似形的直觀了解和認(rèn)識(shí)。
文檔編號(hào)B43L13/00GK1066423SQ9110609
公開(kāi)日1992年11月25日 申請(qǐng)日期1991年5月3日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月3日
發(fā)明者辛建修 申請(qǐng)人:辛建修