專利名稱：橢圓規(guī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種繪圖工具。
橢圓是工程繪圖中經(jīng)常需要繪制的曲線。現(xiàn)有繪制橢圓的方法歸納起來有三種(1)描點法，即先繪制出橢圓曲線的若干點，再將各點光滑地連接起來；(2)近似畫法，先利用圓規(guī)和直尺找出四個特定點，然后分別以此四點為圓心畫出四段弧連成近似橢圓；(3)利用繪圖模板繪制。方法(1)繁鎖費(fèi)時，很不方便；方法(2)雖比方法(1)簡便，但仍較繁鎖，且繪出的僅為近似橢圓；方法(3)雖很簡便，但受模板規(guī)格限制，不能隨時繪制所需要的任意橢圓。
本實用新型的目的是提供一種新型的繪制橢圓曲線的工具——橢圓規(guī)，它能簡便地繪制出任意圓曲線。該裝置可為保管和攜帶方便的獨(dú)立裝置，也可作為繪圖機(jī)的一部分設(shè)置在繪圖機(jī)架上。
本實用新型所依據(jù)的幾何原理是(1)當(dāng)一水平平面與一傾斜平面交線上的一點A繞交線上的另一點O在水平平面上作圓周運(yùn)動時，水平平面過A點的法線與傾斜平面的交點B到A點的距離，對應(yīng)于一個與A點作同步圓周運(yùn)動的特定圓半徑的正弦。換句話說在水平平面過A點的法線上取一線段AB，使線段的長度為某個與A點作同步圓周運(yùn)動的特定圓半徑的正弦，則B點總在某個對應(yīng)的傾斜平面上，即OB射線可以構(gòu)造出B點所在傾斜平面。(2)水平平面上的橢圓是傾斜平面上的圓在水平平面上的投影。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的該裝置按功用可分為四個部分(1)定準(zhǔn)裝置，(2)支撐裝置，即規(guī)架，(3)基本橢圓形成裝置，(4)調(diào)節(jié)繪制裝置。
定準(zhǔn)裝置由一個其中心裝有一根細(xì)針(定心針)的Y形(或變形Y形)支腳構(gòu)成(當(dāng)本實用新型是作為繪圖機(jī)的一部分裝置時，為繪圖機(jī)架上的一定向裝置)，定心針用于對準(zhǔn)橢圓中心，Y形支腳用于對準(zhǔn)長軸方向并使其在本實用新型裝置工作時不繞規(guī)軸轉(zhuǎn)動。
規(guī)架套在定準(zhǔn)裝置的對稱軸(即本實用新型裝置的旋轉(zhuǎn)軸——規(guī)軸)上，工作時帶動規(guī)架上的各部分裝置繞規(guī)軸轉(zhuǎn)動。
基本橢圓形成裝置包括一個由與Y形支腳(或繪圖機(jī)架上的定向裝置)固定連接的偏心軸驅(qū)動的以規(guī)軸為曲柄回轉(zhuǎn)中心以規(guī)軸中心和偏心軸中心連線為曲柄的正弦機(jī)構(gòu)，一個其曲柄和連桿等長(即曲柄上的兩個絞鏈中心距與連桿上的兩個絞鏈中心距相等)的對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，其曲柄通過一滑塊與正弦機(jī)構(gòu)相連，在正弦機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下繞規(guī)軸擺動，從而實現(xiàn)前述原理(1)，所述的通過一特定圓半徑的正弦而構(gòu)成傾斜平面的目的；曲柄帶動連桿作同步擺動，驅(qū)動滑塊作徑向(橢圓曲線上的點與橢圓中心的連線方向)伸縮移動，從而實現(xiàn)前述原理(2)所述的傾斜平面上的圓在水平平面上的投影的目的，當(dāng)本實用新型裝置繞規(guī)軸轉(zhuǎn)動時，滑塊軌跡構(gòu)造出一個基本橢圓?；緳E圓形成裝置也可由一個與Y形(或變形Y形)支腳(或繪圖機(jī)架上的定向裝置)通過一根軸固定連接的其上開有一扁圓(不一定是橢圓)軌道(扁圓環(huán)槽(環(huán)凸)、扁圓凸輪)的輪和一個當(dāng)本實用新型繞規(guī)軸旋轉(zhuǎn)時隨扁圓軌道作徑向移動的滑塊構(gòu)成，扁圓軌道是這樣設(shè)定的由扁圓軌道驅(qū)動的滑塊運(yùn)動軌跡為橢圓軌跡。
調(diào)節(jié)繪制裝置包括一個由基本橢圓形成裝置驅(qū)動的比例機(jī)構(gòu)，一個由比例機(jī)構(gòu)驅(qū)動的以規(guī)臂為曲柄的正弦機(jī)構(gòu)、一個由正弦機(jī)構(gòu)驅(qū)動的對稱V形規(guī)臂。和連在規(guī)臂上的筆頭裝置。比例機(jī)構(gòu)由兩個桿、兩個滑塊和一個絞鏈組成，其第一個桿分別通過絞鏈和滑塊與基本橢圓形成裝置中對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的滑塊(或扁圓軌道驅(qū)動的滑塊)和規(guī)架相連；第二個桿通過一個在第一個桿上滑動的滑塊與第一桿相連，構(gòu)成調(diào)節(jié)繪制裝置中正弦機(jī)構(gòu)的固定滑塊。比例機(jī)構(gòu)接收基本橢圓形成裝置中對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的滑塊(或扁圓軌道驅(qū)動的滑塊)的徑向移動，并按比例將此徑向移動通過正弦機(jī)構(gòu)傳遞給規(guī)臂。規(guī)臂為一對稱V形規(guī)臂，由等長的內(nèi)半臂(靠近規(guī)架的部分)和外半臂(遠(yuǎn)離規(guī)架的部分)構(gòu)成，兩半臂均由一平行四邊形雙搖桿機(jī)構(gòu)和一對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的復(fù)合機(jī)構(gòu)構(gòu)成(也可由一個裝有一對齒輪的平行四邊形雙搖桿機(jī)構(gòu)構(gòu)成)，對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)(或一對在平行四邊形雙搖桿機(jī)構(gòu)上的齒輪)保證內(nèi)外兩半臂同步擺動，平行四邊形雙搖桿機(jī)構(gòu)保證筆頭裝置始終平行于規(guī)軸。內(nèi)規(guī)臂的里端用絞鏈連在規(guī)架上，外規(guī)臂外端通過絞鏈連接筆頭裝置，V形規(guī)臂的機(jī)械功用相當(dāng)于一個以規(guī)臂與規(guī)架的連接點為旋轉(zhuǎn)軸心，以內(nèi)規(guī)臂為曲柄(搖桿)、以外規(guī)臂為連桿、以規(guī)臂與規(guī)架和筆頭裝置的兩個連接點的連線為滑塊導(dǎo)路中心線的對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。當(dāng)將本實用新型裝置加工成獨(dú)立裝置時，為縮小裝置體積，不宜設(shè)置滑塊的實體導(dǎo)路，故將該對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的機(jī)械功能用一個多桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)；當(dāng)將本實用新型為繪圖機(jī)的一部分裝置或?qū)⒈緦嵱眯滦脱b置加工成獨(dú)立裝置但整體結(jié)構(gòu)允許時，也可用結(jié)構(gòu)簡單的對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)代替結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的多桿機(jī)構(gòu)。調(diào)節(jié)繪制裝置中的正弦機(jī)構(gòu)，是以規(guī)臂為曲柄、以規(guī)臂和規(guī)架的連接中心為曲柄回轉(zhuǎn)中心，以比例機(jī)構(gòu)中第二桿為固定滑塊、以及同比例機(jī)構(gòu)中第二桿固定連接的連桿、在連桿上滑動的滑塊構(gòu)成的正弦機(jī)構(gòu)，該正弦機(jī)構(gòu)由比例機(jī)構(gòu)驅(qū)動并驅(qū)動規(guī)臂。該正弦機(jī)構(gòu)中固定滑塊位置和規(guī)臂(內(nèi)臂或外臂)與連桿上滑塊的連接位置均可調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)規(guī)臂與連桿上滑塊的連接位置可以調(diào)節(jié)所繪橢圓的長軸半徑，通過調(diào)節(jié)固定滑塊位置可以調(diào)節(jié)所繪橢圓的長軸短軸之半徑比。前所述及的定準(zhǔn)裝置及與定準(zhǔn)裝置固定連接的偏心軸(或有扁圓軌道的輪)構(gòu)成本實用新型裝置的固定部分，該部分在本實用新型裝置工作時不繞規(guī)軸轉(zhuǎn)動；基本橢圓構(gòu)造裝置中正弦機(jī)構(gòu)的連桿、固定滑塊、滑塊和對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)(或扁圓軌道所驅(qū)動的滑塊)、調(diào)節(jié)繪制裝置以及規(guī)架構(gòu)成本實用新型裝置的活動部分，該部分在本實用新型裝置工作時繞規(guī)軸轉(zhuǎn)動。
本實用新型使用時，將定心針對準(zhǔn)橢圓中心，將Y型支腳的兩個支腳尖插在長軸軸線上，按橢圓長軸半徑調(diào)節(jié)規(guī)臂與正弦機(jī)構(gòu)中連桿上滑塊的連接位置，保持Y型支腳固定不動，轉(zhuǎn)動規(guī)架90°(此時筆頭不接觸繪圖平面)，按短軸半徑調(diào)節(jié)正弦機(jī)構(gòu)中的固定滑塊位置，然后轉(zhuǎn)動規(guī)架，使筆頭接觸繪圖平面，便在繪圖平面上繪制出所需橢圓曲線，使用非常方便。
本實用新型加工成獨(dú)立裝置時，攜帶保管方便，可隨時繪制所需橢圓；本實用新型作為繪圖機(jī)的一部分裝置時，可隨時繪制所需橢圓。
本實用新型具體結(jié)構(gòu)由以下實施例及附圖給出。


圖1是根據(jù)本實用新型提出的橢圓規(guī)的正投影圖。
下面結(jié)合
圖1詳細(xì)說明依據(jù)本實用新型提出的具體裝置的細(xì)節(jié)及工作情況。
裝有定心針(1)的Y形支腳(2)通過軸(3)支撐一個裝有偏心軸的輪(8)，軸(3)與支腳(2)、輪(8)與軸(3)、偏心軸與輪(8)均為固定連接。定心針(1)用于對準(zhǔn)橢圓中心，Y形支腳(2)用于對準(zhǔn)長軸方向并支持輪(8)上的偏心軸不旋轉(zhuǎn)。規(guī)架(4)上裝有一個正弦滑塊(9)，正弦滑塊(9)可在規(guī)架上的槽中滑動，正弦滑塊(9)上開有一個長槽，輪(8)上的偏心軸可在該長槽內(nèi)滑動，正弦滑塊(9)和輪(8)上的偏心軸用于構(gòu)成正弦機(jī)構(gòu)。正弦滑塊(9)上還裝有一細(xì)柱，該細(xì)柱可插在擺動伸縮桿(11)上的長槽內(nèi)滑動，擺動伸縮桿(11)由兩根等長(即桿的兩絞鏈中心距相等)的桿通過絞鏈相接連，擺動伸縮桿(11)內(nèi)端與軸(3)構(gòu)成絞鏈，外端上裝有一細(xì)柱與傳遞桿(12)的一端構(gòu)成絞鏈，擺動伸縮桿(11)與軸(3)構(gòu)成一曲柄連桿長度相等的對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，與正弦滑塊(9)和輪(8)上偏心軸一起在擺動伸縮桿(11)的外端構(gòu)造一個橢圓。傳遞桿的另一端通過一細(xì)軸與直擺桿(5)的上端構(gòu)成絞鏈；直擺桿(5)的下端開有一個打通的長槽套住規(guī)架(4)上的一個細(xì)柱，長槽可在細(xì)柱上滑動；直擺桿(5)上開有一個上部接近上端軸孔、下端與打通的長槽相重疊的不打通的長槽，該不打通的長槽套在傳遞框(7)上短軸調(diào)節(jié)柱裝置(6)的柱頭上；傳遞框(7)為一個矩形框，框的兩水平桿鉗在機(jī)架(4)的兩個滑槽中，框上靠近直擺桿(5)的豎直桿上開有一個不打通的較寬的長槽和一個重疊在較寬長槽上的打通的較狹的長槽，供安裝短軸調(diào)節(jié)柱裝置(6)；傳遞框(7)上靠近規(guī)臂(13)的豎直桿上開有一個不打通的長槽套在規(guī)臂(13)上的長軸調(diào)節(jié)柱裝置(14)的柱頭上；傳遞桿(12)、直擺桿(5)和傳遞框(7)的作用是將擺動伸縮桿(11)外端的徑向移動按比例傳遞給規(guī)臂，短軸調(diào)節(jié)柱裝置(6)用于調(diào)節(jié)這種比例，從而達(dá)到調(diào)節(jié)短軸半徑的目的。規(guī)臂(13)由四個稍長的等長桿(即桿的兩絞鏈中心距相等)、兩根稍短的等長桿、和連片、筆頭座構(gòu)成，四個稍長的等長桿每兩個相互以絞鏈相連，再分別以絞鏈同規(guī)架、筆頭座相連，構(gòu)成規(guī)臂(13)的上、下兩規(guī)臂，并用一連片將上、下規(guī)臂中間的絞鏈連接起來，上、下兩規(guī)臂在規(guī)架、連片和筆頭座上的絞鏈中心距相等，以保證規(guī)臂(V形)的內(nèi)外兩個半臂作同步擺動時，筆頭(15)始終平行于規(guī)軸且工作時總在繪圖平面上運(yùn)動；兩個稍短的等長桿相互與絞鏈相連，再分別以絞鏈連在下規(guī)臂與規(guī)架和筆頭座連接的連接點上，且兩桿中間的連接絞鏈限制在連片上的一個滑槽內(nèi)，該滑槽在上、下規(guī)臂中間絞鏈中心的連線上，以保證規(guī)臂的內(nèi)外兩個半臂同步擺動，構(gòu)成本實施例上臂內(nèi)半臂的桿上開有一個互相重疊的不打通的較寬長槽和打通較狹長槽，供安裝長軸調(diào)節(jié)柱裝置(14)，長軸調(diào)節(jié)柱裝置(14)供調(diào)節(jié)長軸半徑用。規(guī)臂(13)的各桿在實際制作時，可按結(jié)構(gòu)需要加工成直桿或曲桿和加工成分別安裝在規(guī)架(4)兩邊的兩個桿構(gòu)成。
使用本實用新型時，先將定心針(1)對準(zhǔn)繪圖平面上的橢圓中心；再將Y型支腳(2)的兩個尖點插在長軸軸線上；放松長軸調(diào)節(jié)柱裝置(14)，使定心針(1)與筆頭(15)筆尖間距為長軸半徑后旋緊長軸調(diào)節(jié)柱裝置(14)；保持Y型支腳(2)不動，通過規(guī)架(14)上的手柄(10)旋轉(zhuǎn)規(guī)架90°(此過程中不讓筆頭(15)接觸平面)，放松短軸調(diào)節(jié)柱裝置(6)，使定心針(1)與筆頭(15)的筆尖間距為短軸半徑后旋緊短軸調(diào)節(jié)柱裝置(6)；然后保持Y形支腳(2)不動，使筆頭(15)的筆尖接觸繪圖平面，轉(zhuǎn)動手柄(10)使規(guī)架旋轉(zhuǎn)一周，即可繪出所需橢圓曲線。用畢后，放松長軸調(diào)節(jié)柱裝置(14)，將規(guī)臂(13)向規(guī)架(4)收攏。
權(quán)利要求1.一種繪制橢圓曲線的新型繪圖工具-橢圓規(guī)，其特征是定準(zhǔn)裝置通過一個軸與基本橢圓形成裝置相連，基本橢圓形成裝置通過一個滑塊與調(diào)節(jié)繪制裝置的比例機(jī)構(gòu)相連，比例機(jī)構(gòu)通過一個正弦機(jī)構(gòu)與一個裝有繪圖筆頭裝置的規(guī)臂相連，規(guī)架套在與定準(zhǔn)裝置固定連接的軸上，支撐基本橢圓形成裝置和調(diào)節(jié)繪制裝置的各機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于定準(zhǔn)裝置為一個裝有定心針的Y形支腳，Y形支腳通過一個固定連接的軸與一個偏心軸固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于定準(zhǔn)裝置為一個裝在繪圖機(jī)架上裝有定心針的定向機(jī)構(gòu)，該定向機(jī)構(gòu)通過一個固定連接的軸與一個偏心軸固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于基本橢圓形成裝置由一個以規(guī)軸為曲柄回轉(zhuǎn)中心、以規(guī)軸中心到偏心軸中心的連線為曲柄的正弦機(jī)構(gòu)和一個以規(guī)軸為曲柄回轉(zhuǎn)中心、曲柄與連桿長度相等的對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于基本橢圓形成裝置由一個其上有扁圓軌道的輪和一個由輪上扁圓軌道驅(qū)動的滑塊構(gòu)成，扁圓軌道的設(shè)定原則是使其驅(qū)動的滑塊當(dāng)規(guī)架轉(zhuǎn)動時形成橢圓軌跡。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于調(diào)節(jié)繪制裝置的比例機(jī)構(gòu)由兩個桿、兩個滑塊和一個絞鏈構(gòu)成，其第一個桿分別通過絞鏈和滑塊與基本橢圓形成裝置和規(guī)架相連，第二個桿通過一個在第一個桿上滑動的滑塊與第一桿相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、6所述的裝置，其特征在于調(diào)節(jié)繪制裝置的正弦機(jī)構(gòu)是一個以規(guī)臂為曲柄、以規(guī)臂和規(guī)架的連接中心為曲柄回轉(zhuǎn)中心、以比例機(jī)構(gòu)中的第二個桿為固定滑塊的正弦機(jī)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、7所述的裝置，其特征在于調(diào)節(jié)繪制裝置中正弦機(jī)構(gòu)的固定滑塊位置、在連桿上滑動的滑塊與規(guī)臂的連接位置均可按需要調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后者可獲得所需長軸半徑，調(diào)節(jié)前者可獲得所需長軸短軸半徑之比。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于規(guī)臂為一個由兩個對應(yīng)桿長度相等的平行四邊形雙搖桿機(jī)構(gòu)和兩個對應(yīng)桿長度相等的對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)構(gòu)成的對稱V形規(guī)臂，V形規(guī)臂的機(jī)械功用相當(dāng)于一個以規(guī)臂與規(guī)架連接中心為曲柄回轉(zhuǎn)中心、以V形規(guī)臂靠近規(guī)架的一半為曲柄、以V形規(guī)臂遠(yuǎn)離規(guī)架的一半為連桿、以規(guī)臂與規(guī)架和筆頭裝置的連接中心的連線為滑塊導(dǎo)路的對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于規(guī)臂為一個以規(guī)臂與規(guī)架的連接中心為曲柄回轉(zhuǎn)中心，以規(guī)臂與規(guī)架和筆頭裝置的連接中心的連線為滑塊導(dǎo)路的曲柄連桿長度相等的對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。
專利摘要一種繪制橢圓曲線的繪圖工具，由定準(zhǔn)裝置、基本橢圓形成裝置、調(diào)節(jié)繪制裝置和規(guī)架構(gòu)成。定準(zhǔn)裝置為一設(shè)置定心針的Y形支腳或繪圖機(jī)上的定向裝置；基本橢圓形成裝置由一正弦機(jī)構(gòu)和一對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)構(gòu)成，或由一扁圓軌道及其驅(qū)動的滑塊構(gòu)成；調(diào)節(jié)繪制裝置由一比例機(jī)構(gòu)、一正弦機(jī)構(gòu)和一由多桿機(jī)構(gòu)構(gòu)成的機(jī)械功用相當(dāng)于一對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的對稱V形規(guī)臂構(gòu)成，在結(jié)構(gòu)許可時，規(guī)臂也可為一對心曲柄滑動機(jī)構(gòu)。該裝置使用簡便，可為一個攜帶方便的獨(dú)立裝置，也可作為繪圖機(jī)的一部分裝置。
文檔編號B43L11/04GK2168729SQ9321313
公開日1994年6月15日 申請日期1993年5月18日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月18日
發(fā)明者肖遠(yuǎn)森 申請人:肖遠(yuǎn)森, 徐霞