技術領域：

本發(fā)明涉及一種推拉式萬用尺規(guī)量角儀。

背景技術：
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人們時時刻刻都要繪制角、直線段、圓弧、三角形、扇形等基本圖形，測量長度（或液體深度、曲線長度）、任意角的度數(shù)、曲面凹凸程度等，目前普遍使用的畫筆、直尺、卷尺、三角板、圓規(guī)及量角器等使用功能單一，使用中各工具的輪換次數(shù)多，影響繪圖速度和測量精度，這些工具完成測量和繪制的圖形參數(shù)少，且件數(shù)多給使用和攜帶帶來不便，需要較多的購置費。為提高效率和便于使用，急需一些較為科學的多功能的集成式繪圖儀和測量工具。

為了解決上述問題，近階段也出現(xiàn)了涉及多功能繪圖或測量的裝置，如，專利申請?zhí)枮?01310617740的文獻中給出了“一種帶有量角板功能的便攜式筆帽”，將量角板、筆帽合為一體，方便使用，但缺少繪制功能。專利申請?zhí)枮镃N201420613740.8的文獻中給出了“一種新型圓規(guī)筆”，將常用的普通圓規(guī)和筆組合起來，既可作為筆使用也可作圓規(guī)使用，但缺少許多測量功能。專利申請?zhí)枮镃N201420213433.0的文獻中給出了“一種多功能教學繪圖儀”，將多個連桿鉸接并在連桿上設置角度盤、圓規(guī)尖及粉筆套，集成了直尺、圓規(guī)和量角板的功能在一起，適合教學，但缺少工程技術或辦公中所需的一些功能。專利申請?zhí)枮镃N201520237682.8的文獻中給出了“一種多功能繪圖儀”，采用主尺、副尺、轉盤、小尺、可伸縮連桿副等，實現(xiàn)了各種繪圖儀在不同工作條件下的相互轉換，但缺少一次性繪圖與測量功能。

技術實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術存在的問題而提供一種推拉式萬用尺規(guī)量角儀。

本發(fā)明所采用的技術方案有：一種推拉式萬用尺規(guī)量角儀，包括扇形支架、分區(qū)格架、扇形蓋板、量角板、切向卷尺、徑向卷尺、磁鐵鎖扣、繞線畫筆和切向校正器，切向校正器固定于扇形支架上，分區(qū)格架、量角板、切向卷尺、徑向卷尺置于扇形支架內，且切向卷尺和徑向卷尺的活動端均伸出扇形支架的外部，磁鐵鎖扣連接在徑向卷尺的活動端，繞線畫筆連接在磁鐵鎖扣上，扇形蓋板固定在扇形支架的上面。

進一步地，所述扇形支架包括圓柱滾輪、第一圓柱軸、四棱柱軸、三棱柱軸、徑向卷尺托架、切向卷尺托架、內鎖阻板以及圓心角為270o的扇形盤底，所述圓柱滾輪轉動連接于扇形盤底上，第一圓柱軸設于扇形盤底的中心處，徑向卷尺托架和切向卷尺托架均設于扇形盤底上，四棱柱軸和三棱柱軸分別對應連接在徑向卷尺托架和切向卷尺托架上，內鎖阻板連接在扇形盤底上且位于第一圓柱軸和徑向卷尺托架之間。

進一步地，所述分區(qū)格架包括橫軸立面、縱軸立面、圓柱管套以及圓心角為270o扇形狀的圓立面，所述橫軸立面與縱軸立面相互垂直的設于圓立面內，且橫軸立面與縱軸立面形成圓立面的兩條直徑，圓柱管套設于圓立面的中心處，在橫軸立面上設有橫軸刻度，在縱軸立面上設有縱軸刻度與凹槽，且凹槽位于縱軸刻度的下方；在圓柱管套上開有矩形豁口，在圓立面上設有方形豁口。

進一步地，所述扇形蓋板包括內鎖滑塊和圓心角為270o的扇形盤面，在扇形盤面的圓心處設有圓柱軸孔，在扇形盤面上設有圓弧槽溝、內鎖槽溝以及銷釘孔，所述內鎖滑塊設于內鎖槽溝內。

進一步地，所述量角板包括圓形套環(huán)、徑向直桿、推轉螺栓、螺母以及圓心角為90o的透明扇板，圓形套環(huán)設于透明扇板的圓心處，徑向直桿設于透明扇板的一側邊上，推轉螺栓連接于徑向直桿上，螺母螺紋連接在推轉螺栓上；在透明扇板上設有刻度。

進一步地，所述切向卷尺包括第五彈性板條、第五彈簧片、第五圓柱滾筒、圓管套、銷釘軸、筆管、推拉手柄以及彈簧筆，所述第五圓柱滾筒和第五彈性板條分別連接于第五彈簧片的左右兩側，兩圓管套上下分層固定連接于第五彈性板條的右端，銷釘軸設于圓管套內，且銷釘軸的頂端與推拉手柄固定連接，筆管固定于下方的圓管套上，彈簧筆設于筆管內；在第五彈性板條上刻有下刻度線和上刻度線，在第五圓柱滾筒的軸心方向上設有三棱軸孔。

進一步地，所述徑向卷尺包括矩形板條、圓柱套環(huán)、第六彈簧片和第六圓柱滾筒，所述圓柱套環(huán)和第六彈簧片分別連接于矩形板條的左右兩側，第六圓柱滾筒固定于第六彈簧片的右端；所述矩形板條的前后兩端面上分別設有前刻度線后和刻度線，在第六圓柱滾筒的軸心方向上設有四棱軸孔。

進一步地，所述磁鐵鎖扣包括第七矩形平板、軸套、磁鐵板、第七圓柱軸、畫筆卡以及彈簧夾，所述磁鐵板鑲嵌于第七矩形平板內，軸套固定于第七矩形平板的前端面上，第七圓柱軸設于軸套內，畫筆卡固定于第七矩形平板右側面上，彈簧夾固定于第七矩形平板上端；所述第七圓柱軸上設有接線孔。

進一步地，所述繞線畫筆包括圓柱筆管、彈簧筆尖、出入線管、轉軸、繞線圈、彈簧卷、軟線和線軸鎖卡，所述彈簧筆尖固定于圓柱筆管的下端，出入線管固定于圓柱筆管的側壁上且與圓柱筆管的內腔相貫通，轉軸轉動設于圓柱筆管內，線軸鎖卡、彈簧卷以及繞線圈上下分層設于轉軸上，軟線繞設于繞線圈上，且一端穿過出入線管并伸于圓柱筆管外。

進一步地，所述切向校正器包括切向平板、支架立板、彈性壓板、切向滑塊和調節(jié)螺釘，所述彈性壓板設于切向平板的下端面上，調節(jié)螺釘螺紋連接在彈性壓板上端面上，兩支架立板分別垂直固定在切向平板前后兩側面上，在在切向平板上設有切向槽溝，切向滑塊設于切向槽溝內。

本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明操作簡單，組裝完成后只要推拉切向卷尺就能完成演示、繪圖和測量；功能齊全：具備了畫筆、直尺、卷尺、圓規(guī)、三角板、量角板所有的和集成功能；適用性強：選擇不同半徑和卷尺長度能完成多種圖形、符合的繪制及直線和角的測量；成本低廉，攜帶方便，初始狀態(tài)時與普通卷尺大小相同。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明中扇形支架的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明中分區(qū)格架的結構示意圖；

圖4是本發(fā)明中扇形蓋板的結構示意圖；

圖5是本發(fā)明中量角板的結構示意圖；

圖6是本發(fā)明中切向卷尺的結構示意圖；

圖7是本發(fā)明中徑向卷尺的結構示意圖；

圖8是本發(fā)明中磁鐵鎖扣的結構示意圖；

圖9是本發(fā)明中繞線畫筆的結構示意圖；

圖10是本發(fā)明中切向校正器的結構示意圖。

具體實施方式：

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。

如圖1所示，本發(fā)明一種推拉式萬用尺規(guī)量角儀，包括扇形支架1、分區(qū)格架2、扇形蓋板3、量角板4、切向卷尺5、徑向卷尺6、磁鐵鎖扣7、繞線畫筆8和切向校正器9，切向校正器9固定在扇形支架1的上部外側，分區(qū)格架2、量角板4、切向卷尺5、徑向卷尺6置于扇形支架1內，且切向卷尺5和徑向卷尺6的活動端均伸出扇形支架1的外部，磁鐵鎖扣7連接在徑向卷尺6的活動端，繞線畫筆8連接在磁鐵鎖扣7上，扇形蓋板3固定在扇形支架1的上面。

如圖2所示，扇形支架1包括扇形盤底11，該扇形盤底11的圓心角為270o，在扇形支架1的底面邊緣上設有外立面12，在外立面12的內側設有圓柱滾輪13，在扇形盤底11的中心設有第一圓柱軸14，以第一圓柱軸14為原點建立坐標系，扇形盤底11處在第二、三、四象限內，第一象限在扇形盤底11的兩條邊線外。在扇形盤底11的第四象限內設有開口的徑向卷尺托架17，徑向卷尺托架17內設有四棱柱軸15，在徑向卷尺托架17外接近圓柱軸14處設有內鎖阻板111。在扇形盤底11的第三象限內設有開口的切向卷尺托架18，切向卷尺托架18內設有三棱柱軸16，在扇形盤底11的第二、四象限內分別開有第一方孔110和圓孔19。

如圖3所示，分區(qū)格架2包括圓立面21、橫軸立面22、縱軸立面23和圓柱管套24，圓立面21的圓心角為270o，橫軸立面22與縱軸立面23是不變形的硬鐵板，橫軸立面22與縱軸立面23以圓柱管套24為中心相互垂直設置于圓立面21內，且橫軸立面22與縱軸立面23形成圓立面21的兩條直徑，橫軸立面22上劃有橫軸刻度25，在縱軸立面23的底部設有凹槽27，在縱軸立面23的上且位于凹槽27的上方劃有縱軸刻度26，在圓柱管套24上開有矩形豁口28，在圓立面21上開有方形豁口29。

如圖4所示，扇形蓋板3包括扇形盤面31和外包立面32，扇形盤面31是圓心角為270o的扇形硬板，形狀與扇形盤底11相似，在扇形盤面31的下底面邊緣上設有外包立面32，在扇形盤面31的圓心設有圓柱軸孔34，在扇形盤面31上接近外邊緣處開有90o弧的圓弧槽溝33，在扇形盤面31上接近圓心處開有內鎖槽溝35，內鎖槽溝35內裝有內鎖滑塊36，在扇形盤面31上還開有銷釘孔37。

如圖5所示，量角板4包括透明扇板41、圓形套環(huán)42、徑向直桿44、推轉螺栓45以及螺母46，透明扇板41是圓心角為90o的扇形硬薄板，在透明扇板41的圓心角處設有圓形套環(huán)42，在透明扇板41的上面接近圓弧的邊緣處劃有刻度43，透明扇板41的左邊線上設有徑向直桿44，在徑向直桿44的外端垂直固定一根推轉螺栓45，推轉螺栓45的上端設有螺母46。

如圖6所示，切向卷尺5包括第五彈性板條51、第五彈簧片52和第五圓柱滾筒53，第五彈性板條51是彈性較好的矩形硬鋼板，在第五彈性板條51上刻有下刻度線55和上刻度線56，在第五彈性板條51上非零刻度端連接一段第五彈簧片52，第五彈簧片52的另一端固定在第五圓柱滾筒53上，第五圓柱滾筒53的內軸孔是三棱軸孔54。在第五彈性板條51的零刻度端設有上下兩個圓管套57，在兩個圓管套57中設有銷釘軸58，在下方圓管套57的下部設有筆管59，在筆管59內設有彈簧筆511，在銷釘軸58的上端設有推拉手柄510。

如圖7所示，徑向卷尺6包括矩形板條61、第六彈簧片65和第六圓柱滾筒66，矩形板條61采用具有彈性長條式的軟鋼板，矩形板條61的兩面分別刻有前刻度線62后和刻度線63，在矩形板條61上零刻度端設有圓柱套環(huán)64，在矩形板條61上非零刻度端連接第六彈簧片65，第六彈簧片65另一端固定在第六圓柱滾筒66的外表面上，第六圓柱滾筒66的內軸孔是四棱軸孔67。

如圖8所示，磁鐵鎖扣7包括第七矩形平板71、軸套72、磁鐵板73、第七圓柱軸74和畫筆卡76，在第七矩形平板71的內部鑲嵌有磁鐵板73，在第七矩形平板71的前面設有軸套72，軸套72內有第七圓柱軸74，在圓柱軸74的中下部開有接線孔75，在第七矩形平板71右側面上設有畫筆卡76，在矩形平板71的上邊設有彈簧夾77。

如圖9所示，繞線畫筆8包括圓柱筆管81、筆尖82、轉軸84、繞線圈85和彈簧卷86，圓柱筆管81是一段硬直圓管，在圓柱筆管81的下端設有彈簧畫筆82，在圓柱筆管81的中下部設有出入線管83，在圓柱筆管81內部設有轉軸84，在轉軸84上且與出入線管83相同高度處設有繞線圈85，在轉軸84上且位于繞線圈85上部設有彈簧卷86，在轉軸84的上端設有線軸鎖卡88，在繞線圈85上纏繞軟線87，軟線87的另一端穿過出入線管83。

如圖10所示，切向校正器9包括切向平板91、支架立板92和彈性壓板93，切向平板91是一塊呈長方體狀平直的硬板，在切向平板91的下底面右半部分設有彈性壓板93，在彈性壓板93的正上方設有調節(jié)螺釘97，在切向平板91的左半部開有切向槽溝94，在切向槽溝94內設有切向滑塊95，在切向平板91的右端下面開有畫筆凹槽96。兩個支架立板92分別垂直固定在切向平板91前后兩個側面上，在支架立板92左端開有第九方孔99，在支架立板92的內側下邊緣處開有內槽滑道98。

本發(fā)明的工作原理是，根據(jù)直角三角形及其外角的變化關系，將兩只卷尺在不同方向伸縮能形成圖形和角的變化，從而實現(xiàn)繪制和測量功能。

本發(fā)明具有測量功能，能測量長度(深度)、曲線弧長、角度，一次性測得實物凹凸角及邊長，操作步驟是：

1）組裝：在所有項部件準備好的情況下，將纏好軟線的繞線畫筆卡在磁鐵鎖扣的畫筆卡內，把軟線的另一端接在磁鐵鎖扣的接線孔中；將切向校正器用銷釘通過扇形支架上的第一方孔垂直固定于縱軸立面的上端出口；將量角板上的螺母卸下，把量角板上的推轉螺栓朝上套在扇形支架中心的第一圓柱軸上；將分區(qū)格架的圓柱管套套在扇形支架中心的第一圓柱軸上，讓橫軸立面和縱軸立面分別與扇形盤底的邊線重合；把徑向卷尺的第六彈簧片纏繞在第六圓柱滾筒上，將第六圓柱滾筒套在扇形支架的四棱柱軸上，拉動圓柱套環(huán)的一端穿過分區(qū)格架上矩形豁口后，把圓柱套環(huán)套進磁鐵鎖扣的第七圓柱軸上；把切向卷尺有刻度的一面向內纏繞在第五圓柱滾筒上，將第五圓柱滾筒套在扇形支架的三棱柱軸上，拉動彈簧筆的一端依次經(jīng)過方形豁口、圓柱滾輪及切向校正器彈性壓板下的內槽滑道，把筆管卡在畫筆凹槽中；把扇形蓋板的圓弧槽溝套進量角板上的推轉螺栓，圓柱軸孔套在分區(qū)格架的圓柱管套上，用銷釘在銷釘孔與扇形支架上的圓孔間固定。

2）初始狀態(tài)調整：逆時針推轉量角板至第二象限內并用螺母固定；松開切向滑塊拉伸切向卷尺，旋轉切向校正器的調節(jié)螺釘使切向卷尺伸出部分垂直于縱軸立面后固定，恢復切向卷尺到原位置；松開內鎖滑塊，調整繞線畫筆的軟繩處于緊張狀態(tài)卡在磁鐵鎖扣上，轉動磁鐵鎖扣與徑向卷尺重合后貼近縱軸立面壓緊內鎖滑塊鎖住徑向卷尺。

3）測量長度：測量無障礙空間中兩點間的距離，用切向卷尺或徑向卷尺測量，方法同普通的卷尺一樣；測量細管、縫隙或液體中兩點間的距離，將切向卷尺沿切向校正器拉伸成硬直尺，深入到所測位置測量；測量曲面上兩點間的曲線長，將徑向卷尺拉伸沿曲面上曲線纏繞，測量方法同普通軟尺一樣。

4）測量平面銳角：當本發(fā)明推拉式萬能尺規(guī)量角儀（以下簡稱測量儀）處在初始狀態(tài)時，松開切向滑塊拉伸切向卷尺一定長度后鎖住，松開內鎖滑塊拉伸徑向卷尺將磁鐵鎖扣貼緊切向卷尺的末端并用彈簧夾固定，切向卷尺、徑向卷尺及縱軸立面圍成直角三角形。若測量左向銳角（頂點在連線的左面，邊在的上方）：將測量儀底部中心軸置于角的頂點，縱軸立面與邊重合，左手松開切向滑塊右手推拉切向卷尺使徑向卷尺邊線與邊重合后壓緊滑塊，右手擰開螺母順時針推轉量角板的零刻度貼近徑向卷尺時再擰緊，量角板上縱軸立面處的讀數(shù)就是的度數(shù)；若測量右向銳角（頂點在連線的右面，邊在的上方），將切向卷尺上的筆尖置于角的頂點處，在切向卷尺邊線與邊重合時用右手固定，左手松開切向滑塊推拉切向卷尺使徑向卷尺與邊重合后鎖住，松開右手去擰開螺母并順時針轉動量角板的零刻度貼近徑向卷尺時再擰緊，縱軸立面處的讀數(shù)為，的度數(shù)為。

5）測量平面鈍角，松開切向滑塊拉伸切向卷尺一定長度后鎖住，松開內鎖滑塊拉伸徑向卷尺將磁鐵鎖扣貼在切向卷尺一定長度處并用彈簧夾固定，切向卷尺、徑向卷尺及縱軸立面圍成有外角的直角三角形。測量左向鈍角，將磁鐵鎖扣上畫筆卡內的筆尖置于角的頂點處，切向卷尺外端邊線與邊重合，用右手固定，左手松開切向滑塊推拉測量儀使徑向卷尺與邊重合后鎖住，轉動量角板得到縱軸立面處的讀數(shù)為，鈍角的度數(shù)為。

6）測量物體的凸銳角，測量儀的調整同測量平面角時的直角三角形狀態(tài)，左手松開切向滑塊推拉切向卷尺使徑向卷尺與橫軸立面所成的角超過要測量的角后鎖住，將測量儀的橫軸立面貼近測量物體的一面邊線，繼續(xù)調整使徑向卷尺與測量物體的另一面邊線貼緊后鎖住，讀出兩面邊線的長度數(shù)，右手推轉量角板測量出角度。

7）測量物體的凹銳角，當測量儀處在初始狀態(tài)時，松開切向滑塊拉伸切向卷尺一定長度后鎖住，松開內鎖滑塊，把磁鐵鎖扣卸掉將徑向卷尺的圓柱套環(huán)與切向卷尺末端的銷釘軸相連，左手松開切向滑塊右手調整切向卷尺與徑向卷尺形成的夾角小于要測量的角后鎖住，將夾角插入測量物體的凹陷處（凹銳角），讓切向卷尺貼近一條邊線，松開切向滑塊調整切向卷尺使徑向卷尺與凹陷處的另一條邊線貼緊后鎖住，讀出兩條邊線的長度數(shù)，推轉量角板得到讀數(shù)為，所測凹銳角度數(shù)為。

本發(fā)明具有繪圖功能，能一次性畫出直線段、圓弧、角、扇形、三角形等，操作步驟是：

a）與上述步驟1）相同。

b）與上述步驟2）相同。

c）畫線段：在已給平面上畫點到點的線段，左手抓住測量儀松開切向滑塊待右手拉伸切向卷尺長度大于、間的距離時鎖住，左手移動測量儀使切向卷尺邊線平直地放置在線段上后固定，輕輕松開切向滑塊讓切向卷尺沿線段慢慢收縮，當彈簧筆尖到達點時，右手向下按推拉手柄讓筆尖接觸平面，輕輕向左推動推拉手柄，畫筆隨切向卷尺的收縮在平面上畫出直線，當筆尖到達點時松開右手，切向卷尺回位到初始狀態(tài)，平面上畫出線段。

d）畫角：同測量平面鈍角時一樣，調整測量儀處在有外角的直角三角形狀態(tài)。繪制度數(shù)為的左銳角，左手松開切向滑塊右手調整切向卷尺使徑向卷尺與縱軸立面間的夾角大于左銳角后鎖住，順時針轉動量角板至讀數(shù)為時固定，松開切向滑塊調整測量儀使徑向卷尺貼緊量角板右邊線后鎖住，逆時針轉動量角板回位后固定，徑向卷尺與縱軸立面間的夾角度數(shù)為，在平面上固定好測量儀，在卷尺立面上分別定好兩條邊線的刻度點，用筆沿徑向卷尺邊線和縱軸立面底線畫出角；繪制度數(shù)為的左鈍角，左手松開切向滑塊右手調整切向卷尺與徑向卷尺間夾角度數(shù)大于后鎖住，順時針轉動量角板至讀數(shù)為時固定，松開切向滑塊調整測量儀使徑向卷尺貼緊量角板右邊線后鎖住，在兩個卷尺上分別定好兩條邊線的刻度點，在平面上固定好測量儀，用畫筆沿徑向卷尺邊線和切向卷尺邊線畫出角。

e）畫圓?。喊霃綖閳A心角為的銳角圓弧畫法：將測量儀處在初始狀態(tài)，左手松開內鎖滑塊，右手拉伸徑向卷尺讀數(shù)至時鎖住，順時針轉動量角板至讀數(shù)為時固定，將測量儀底盤中心軸固定在圓弧所在的圓心位置，右手抓住磁鐵鎖扣轉動徑向卷尺貼緊量角板右邊線時，按住畫筆畫出標記，右手將量角板回位后固定，重新按住畫筆逆時針推轉，畫筆就畫出半徑為圓心角為的圓?。话霃綖閳A心角為的鈍角圓弧畫法：同測量平面鈍角時一樣調整測量儀處在直角三角形并有外角的狀態(tài)鎖住，推轉量角板至讀數(shù)為時固定，調整測量儀使徑向卷尺貼緊量角板右邊線后鎖住，左手固定測量儀，右手打開畫筆卡取出繞線畫筆，沿徑向卷尺拉伸至刻度數(shù)為時拇指壓緊筆桿上的線軸鎖卡，按住畫筆垂直移動到切向卷尺的邊線位置，就畫出需要的鈍角圓弧。

f）畫扇形：將畫角和圓弧的步驟合成即可。

g）畫三角形：將畫角和直線段的步驟合成即可。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下還可以做出若干改進，這些改進也應視為本發(fā)明的保護范圍。