專利名稱:多用尺的制作方法
本實(shí)用新型是一種主要是在黑板上作圖的繪圖工具。
現(xiàn)在數(shù)學(xué)教師課堂上的黑板作圖、使用三角板和粉筆圓規(guī)，這對(duì)使用和攜帶都很不方便。因此相當(dāng)一部份教師是徒手作圖，但這必須經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)期的練習(xí)。而且作出的圖形既不準(zhǔn)確，也不美觀。本實(shí)用新型不僅集三角板、圓規(guī)、量角器的功能于一體，而且還具有畫平行線、畫角平分線等多種功能，為教師的黑板作圖帶來極大方便。
多用尺的構(gòu)造如圖1和圖2、圖1是它的裝配圖，圖2是它的轉(zhuǎn)盤部份放大圖。圖1中的兩個(gè)剖面圖較之主視圖是放大了比例的。多用尺是在一把尺子的一端做一個(gè)兩邊都是圓弧的凹槽，凹槽底面上有角度刻線8，角度刻線8的圓弧中心也是凹槽的中心，在這個(gè)中心裝上轉(zhuǎn)軸4，轉(zhuǎn)軸上裝有轉(zhuǎn)盤6。轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)中心(即轉(zhuǎn)盤上軸孔的圓心)在過角度刻線8的圓弧中心而垂直于凹槽底面的直線上。轉(zhuǎn)盤上的托架3上裝有水準(zhǔn)汽泡玻璃管5，在轉(zhuǎn)盤的另一個(gè)面(和托架相異的另一面)上。有指示角度的刻線9，它通過轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)中心而垂直于水準(zhǔn)汽泡所顯示的水平線。轉(zhuǎn)盤上還裝有放大鏡2，因角度刻線8細(xì)小，用它放大刻線9所指示的角度數(shù)。轉(zhuǎn)盤的直徑略大于尺子的寬度，邊沿滾花，因此用手指很容易在轉(zhuǎn)盤凸出尺子的部份撥動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)。角度刻線8是以過凹槽中心垂直于尺子長(zhǎng)邊的線段為始邊，按順時(shí)針和逆時(shí)針方向從0度刻到180度，也可以只從一個(gè)方向從0度刻到360度。尺子的另外部份做成平常的粉筆圓規(guī)?，F(xiàn)按圖中的序號(hào)做進(jìn)一步的補(bǔ)充說明。
1是尺身，用塑料或不銹金屬制成，用以畫線和承載轉(zhuǎn)盤。
2是放大鏡，用有機(jī)玻璃做成，或用玻璃做放大部份再加以塑料的腳。粘接在轉(zhuǎn)盤6上。
3是托架，用有機(jī)玻璃做成，可與轉(zhuǎn)盤鑄成一體。
4是轉(zhuǎn)軸，用塑料或不銹金屬做成，用以連接尺身和轉(zhuǎn)盤，讓轉(zhuǎn)盤繞其轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)軸上部有一錐度，用以防止轉(zhuǎn)盤脫落。
5是水準(zhǔn)汽泡玻璃管，就是一般水平尺中用的那種。在玻璃管中加水做成，用以顯示水平位置，粘接在托架上。
6是轉(zhuǎn)盤，用有機(jī)玻璃做成，用以帶著水準(zhǔn)汽泡管轉(zhuǎn)動(dòng)。
7是刻尺度的斜面，在這個(gè)斜面上刻上長(zhǎng)度。
8是角度刻線。
9是指示角度的刻線，它可以染為紅色。
10和12是圓規(guī)腳，組成尺身的一部份。
11是粉筆套，用金屬做成，用以套裝粉筆畫弧線。
多用尺的功能1、測(cè)量直線的傾角(與水平方向的夾角)把尺子的邊沿靠齊直線L，撥動(dòng)轉(zhuǎn)盤使汽泡顯示水平位置，刻線9指示的角度即為L(zhǎng)的傾角。
2、過點(diǎn)A作直線L使其傾角等于α撥動(dòng)轉(zhuǎn)盤使刻線9指示角度為α，讓尺子邊沿過A點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)尺子使汽泡顯示水平位置。這時(shí)過A點(diǎn)的直線即為所求。
3、過點(diǎn)A作直線L的平行線讓尺子邊沿靠齊直線L，撥動(dòng)轉(zhuǎn)盤使汽泡顯示水平位置。使汽泡保持此位置，移動(dòng)尺子使邊沿過點(diǎn)A即可。
用這種方法，加上尺子上的長(zhǎng)度刻線，可以畫一對(duì)平行并且相等的線段，從而作出一個(gè)平行四邊形，這在立體幾何作圖中很有用。
4、測(cè)角度數(shù)、畫角平分線測(cè)出OA、OB的傾角α、β，｜α－β｜為∠AOB的度數(shù)， 1/2 ·(α＋β)為∠AOB的平分線的傾角。過O作傾角為 1/2 ·(α＋β)的直線即得∠AOB的平分線，所涉及到的計(jì)算，用粉筆在黑板上進(jìn)行。
5、過點(diǎn)A作直線L的垂線測(cè)出L的傾角α，過點(diǎn)A作傾角為α＋90度的直線即垂直于L。若過A作傾角為α＋u度的直線，則它與L的交角等于u度。
6、作一個(gè)角等于已知角這可用定理“一個(gè)角的兩邊平行于另一個(gè)角的兩邊，則這兩個(gè)角相等”來作，也可先測(cè)出角度數(shù)再作。
以上是在黑板上的作圖功能。
7、測(cè)量斜面的傾斜度，為檔土墻模板指示定位位置這只要在尺面上刻印上傾斜度和傾角的換算關(guān)系，或把角度刻線8刻成傾斜度，即可。
8、作平動(dòng)演示器無論刻線9指在什么位置，轉(zhuǎn)動(dòng)尺子使汽泡顯示水平位置。如尺子在黑板面上運(yùn)動(dòng)，只要汽泡保持顯示水平位置，那么尺子的運(yùn)動(dòng)是平動(dòng)。張開圓規(guī)的兩支腳為直角，還可演示直角坐標(biāo)系的平移。
9、本尺子還可在兩個(gè)平行平面(如圓柱木頭的兩個(gè)端面)內(nèi)畫平行線，還可作圓規(guī)用。
本尺子當(dāng)然可以去掉圓規(guī)的功能，使尺子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。
畫垂線時(shí)為了避免測(cè)角α和計(jì)算α＋90度，有兩個(gè)方法
一、把轉(zhuǎn)盤做成雙聯(lián)式，如圖3。兩個(gè)轉(zhuǎn)盤做成齒輪狀，中間用一齒輪傳動(dòng)。安裝時(shí)讓兩個(gè)轉(zhuǎn)盤的角度指示線9互相垂直。其中一個(gè)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)另一個(gè)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)同樣的度數(shù)。把尺子的邊沿靠齊直線L、撥動(dòng)其中一個(gè)轉(zhuǎn)盤使其汽泡顯示水平位置，再轉(zhuǎn)動(dòng)尺子使另一個(gè)轉(zhuǎn)盤的汽泡顯示水平位置，這時(shí)沿尺子所畫的線與L垂直。
二、用圖4的方法，其中序號(hào)15、16、17、18是刻在尺面上的刻線。15與17在一直線上，16與18在一直線上，這兩條直線都通過轉(zhuǎn)盤中心而又互相垂直。在15的地方安裝一支象圓珠筆芯那樣細(xì)的易擦痕跡的筆，此筆同時(shí)也是象電子表的按鈕的那樣的一個(gè)按鈕。把尺子邊沿靠齊直線L，撥動(dòng)轉(zhuǎn)盤使汽泡顯示水平位置，按動(dòng)按鈕在轉(zhuǎn)盤邊沿上記上一個(gè)色點(diǎn)。撥動(dòng)轉(zhuǎn)盤使這個(gè)色點(diǎn)對(duì)齊線16或18，再轉(zhuǎn)動(dòng)尺子使汽泡顯示水平位置，這時(shí)沿尺的邊沿畫的線與L垂直。
由于現(xiàn)在許多黑板采用毛玻璃、鋼板等硬質(zhì)材料做成，圓規(guī)腳尖在上面不易固定。這可采用吸盤的方式解決，如圖5，它是用橡膠或塑料制成，其內(nèi)有圓心定位釘14。
圓規(guī)畫弧時(shí)，兩腳尖的距離可能會(huì)變動(dòng)，這可用圖6的方法解決。其中13是一塊鋼片，它的一端裝在圓規(guī)腳10內(nèi)，可繞軸釘轉(zhuǎn)動(dòng)。兩腳分開時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)鋼片嵌放在圓規(guī)腳12的槽的右端窄槽內(nèi)，產(chǎn)生的摩擦力可使兩腳和鋼片形成剛性結(jié)構(gòu)。兩腳合攏時(shí)，鋼片13放在腳12的槽內(nèi)。
轉(zhuǎn)盤部份被粉筆灰污染后看不清角度刻線，但由于都是用不銹材料制成，只要用水沖洗就行了。
由于是黑板上的粉筆作圖，因此精度要求是不高的。作圖的精度和多用尺各個(gè)零件的尺寸及精度的關(guān)系是容易求出的，為保證所需的作圖精度，可加寬尺身，使角度刻線的圓弧半徑加大。然而，提高放大鏡的倍數(shù)，提高零件的精度和刻線的精度，可使這個(gè)半徑限制在一定范圍內(nèi)而滿足作圖精度的要求，從而使尺身寬度較小，尺身寬度在4厘米左右時(shí)，多用尺可兼作教鞭。
尺子靠在黑板上調(diào)整汽泡到水準(zhǔn)點(diǎn)，所需時(shí)間不多于2秒。可以算出保證一定的作圖精度的前提下，允許汽泡波動(dòng)的范圍。
一般地，轉(zhuǎn)盤6的中心也就是它的轉(zhuǎn)動(dòng)中心。
權(quán)利要求
1.一種主要用于黑板作圖的繪圖工具，其特征在于它是由做成圓規(guī)[10、12]的尺子[1、7、10、12]和帶有水準(zhǔn)汽泡管[5]的轉(zhuǎn)盤[6]組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的繪圖工具，其特征在于所述的尺子〔1〕與所述的轉(zhuǎn)盤〔6〕是用轉(zhuǎn)軸〔4〕聯(lián)接的，轉(zhuǎn)軸〔4〕通過角度刻線〔8〕的圓弧中心和轉(zhuǎn)盤〔6〕的轉(zhuǎn)動(dòng)中心。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1的繪圖工具，其特征在于所述的轉(zhuǎn)盤〔6〕上有水準(zhǔn)汽泡管〔5〕、指示角度的刻線〔9〕、放大鏡〔2〕和托架〔3〕，刻線〔9〕過轉(zhuǎn)盤〔6〕的轉(zhuǎn)動(dòng)中心與水準(zhǔn)汽泡管〔5〕所顯示的水平線垂直。水準(zhǔn)汽泡管〔5〕粘接在托架〔3〕上。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1的繪圖工具，其特征在于所述的尺子〔1〕的面上可以有一對(duì)互相垂直的刻線〔15、16、17、18〕，在其中一刻線處有記色點(diǎn)的按鈕。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1的繪圖工具，其特征在于兩條圓規(guī)腳〔10、12〕構(gòu)成所述的尺子〔1、7、10、12〕的一部份，在其中一條圓規(guī)腳〔10〕上有畫直線的斜面〔7〕。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1的繪圖工具，其特征在于由轉(zhuǎn)軸〔4〕聯(lián)接于尺子〔1〕上的轉(zhuǎn)盤〔6〕可以只是一個(gè)，也可以是兩個(gè)，是后者時(shí)，兩轉(zhuǎn)盤之間用齒輪連接傳動(dòng)。
專利摘要
數(shù)學(xué)教師課堂上的黑板作圖。需要三角板和圓規(guī)。這對(duì)攜帶和使用很不方便；而徒手作圖很難。且圖形不準(zhǔn)確、也不美觀。本實(shí)用新型的多用尺是在尺子的一端裝上一個(gè)帶有水準(zhǔn)汽泡的玻璃管的轉(zhuǎn)盤，尺上相應(yīng)的部位有角度刻線。尺子其余部分做成圓規(guī)。從而不僅集三角板、圓規(guī)、量角器的功能于一體，而且還具有畫平行線、畫角平分線、測(cè)量斜面傾角、為檔土墻模板指示定位位置等多種功能。為教師在黑板上作出準(zhǔn)確、美觀的圖形帶來極大的方便。
文檔編號(hào)G09B11/00GK85203037SQ85203037
公開日1988年2月10日 申請(qǐng)日期1985年7月25日
發(fā)明者陳國(guó)正 申請(qǐng)人:陳國(guó)正導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan