專利名稱：一種多功能繪圖工具規度尺的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種繪圖工具。
常用繪圖工具直尺、量角器、圓規、三角尺、丁字尺等功能單一，攜帶、使用不便。
CN2053577U公告的“快速繪圖儀”由量角器、上尺、下尺、支點臂和夾筆器組成，具有直尺、圓規、量角器的功能。但結構復雜，中小學生不易掌握，在畫圓或弧線時手法與目前教師的教法不一致，會給教學帶來一定的困難，該繪圖儀下尺有一定厚度，使上尺懸空，影響了作圖的精確度。
CN2070682U公告的“阿基米德螺線板”解決了長期以來尺規作圖不能解決的任意等分角和圓的問題，只是它不能單獨完成作圖任務，還必須有圓規才行。
本實用新型發明的目的是提供一種多功能繪圖工具，它不僅具有常用繪圖工具直尺、量角器、圓規、分規、三角尺、丁字尺的功能，還具有一些新的功能，例如能夠一筆作出一個任意大小的角，并且能夠直接讀出這個任意大小的角的度數，還能夠測量幾何體上的角，可以運用軌跡法畫橢圓，還可以任意等分一個角或圓。該繪圖工具結構簡單，制圖快而準確，容易掌握，攜帶方便。
為了達到上述目的，本發明用一個鉸鏈和一個卡緊裝置，將兩塊直尺和一塊半圓量角器有機地結合在一起，制成了一種多功能繪圖工具規度尺半圓量角器的直徑與主直尺有刻度的直邊所在直線重合，并且圓心與零刻度重合；半圓量角器與主直尺固定在一起；副直尺與主直尺之間用鉸鏈連接，鉸鏈的軸心與主直尺和副直尺有刻度的直邊在零刻度處相正交；為了解決軸的粗細占有一定位置，筆尖不能直接達到兩直尺相交的角頂的問題，和解決副直尺在主直尺上懸空，不能緊貼作圖平面的問題，本發明采取的技術措施是1、在保證強度的情況下，軸盡量做得細一些；2、副直尺與半圓量角器之間用一卡緊裝置，一方面可以分擔一部分鉸鏈的軸所承受的力，另一方面可以用來確定副直尺在主直尺上的方位，使整個規度尺結實耐用；3、鉸鏈的軸在主直尺的厚度上，零刻度處，留出一個空位，剛好讓主直尺的一部分或它的貼條與副直尺上固定貼條的一部分，在軸心的延長線上正對接觸，形成一條接縫，副直尺上固定貼條的形狀，與主直尺的缺口相配，在副直尺轉動過程中，接縫始終保持在軸心的延長線上，也就是說在直尺的零刻度處。半圓量角器的零刻度處突出一部分，成薄片狀，同時副直尺的對應部位有一條窄縫，使副直尺能夠在主直尺上轉動180度；當副直尺固定在90度角時，規度尺就相當于一個固定丁字尺，當它固定在任意需要的角度上時，規度尺就相當于一個活動丁字尺，它可以固定在90度、60度、45度、30度等特殊角度上，規度尺就具有了三角尺的功能。半圓量角器上有兩組刻度，可以直接讀出角的度數。量角器的外沿弧線是取的一段阿基米德螺線，極坐標方程為ρ＝aθ(a＞0，π≤θ≤2π)，用這段螺線和圓規可以任意等分角和圓。兩塊直尺長段的兩個端頭分別裝上鋼針和筆套裝置，成為圓規的兩腳，使規度尺具有了圓規或分規的功能；規腳上配有兩根鋼針，鋼針的靠近針尖處有一個環形的槽，系一根軟繩在兩槽內，就可以運用軌跡法畫橢圓；這樣，規度尺就具有了新的功能。
鉸鏈由一帶有軸的，與主直尺缺口相配的頁片和一個帶有套筒的頁片組成，兩頁片的寬度分別等于或小于主、副直尺的厚度，并分別安裝在主、副直尺上。
規度尺如果用一種塑料或一種金屬材料制作時，鉸鏈上的兩頁片，可以直接與主、副直尺做在一起，軸和套筒分別與主、副直尺直接做在一起或固定在一起。也可以在主、副直尺上各做一個套筒，用軸把它們連接起來。
半圓量角器上的刻度是兩組，沿半圓量角器邊沿的弧線從上向下排列，一組是0度至180度，另一組是360度至180度，即0度和360度共用一條刻度線，兩個180度共用一條刻度線。
副直尺與半圓量角器之間有一卡緊裝置，用來確定副直尺在主直尺上的方位。該卡緊裝置是一付螺絲螺母，旋松螺母，就可以將副直尺在主直尺上轉到所需的位置，再旋緊螺母使副直尺固定在半圓量角器上。
如果用兩種材料制作主直尺和半圓量角器，那么半圓量角器應粘牢在主直尺上，或用螺釘緊固在主直尺上；如果用一種塑料或金屬制作時那么應將半圓量角器與主直尺直接做在一起。半圓量角器應與主直尺等厚，至少半圓量角器的邊沿與主直尺等厚，使半圓量角器邊沿的阿基米德螺線緊貼作圖平面。
為了克服現有技術中軌跡法作橢圓的不足，本發明采用了兩根鋼針安在圓規腳上，鋼針的靠近針尖處各有一個環形槽。將軟繩的兩頭系在兩鋼針的槽內，系松一點，使繩能在槽內轉動，但不能上下滑動。
也可以在一根鋼針的槽內套一個“0”形或“8”字形的小環，在另一根鋼針的槽內套一個帶有卡繩裝置的小環，兩環都能在鋼針的槽內轉動，卡繩裝置可以卡緊軟繩；為防止筆尖脫離軟繩，可以在兩鋼針間的軟繩上套一個活動的小圓環。以上技術措施能確保繪制的橢圓圖形準確。軟繩的一頭固定在“0”或“8”字形的環上，另一頭穿過活動的小圓環，再由下向上穿過卡繩裝置上的小孔，最后繞在收繩輪上。
本實用新型如果用木料制作主、副直尺時，規度尺的總長度在50厘米至90厘米之間。它適用于教學，宣傳板報，板金工下料，木工作業等。
用一種塑料或一種金屬制作規度尺，可以做得小巧精密一些，其總長度在15厘米至35厘米之間。制作時，半圓量角器連同零刻度處的突出部分、軸、量角器邊沿的貼條、主直尺上的貼條，與主直尺直接做在一起或固定在一起；副直尺與套筒直接做在一起或固定在一起；副直尺上的套筒套在主直尺的軸上以后，再固定副直尺上的貼條。為了確保軸與主直尺連接牢固，可以在軸與主直尺之間加一個小圓平臺，以增大連接面積，增加強度。這種規度尺不能做得太薄，原因是1、軸在主直尺的厚度上應留出一個適當的空位；2、副直尺與半圓量角器之間的卡緊裝置上的螺絲頭或倒鉤形滑塊都有一定的厚度，需要有一定的空間才能自由地滑動。解決方法1、加貼條；2、適當的做厚一點。圓規腳的端頭做成“c”形，鉆孔后裝上螺絲螺母作為卡緊裝置，“c”縫中插入鋼針或鉛筆芯。再配上畫橢圓的裝置和鴨嘴筆。
本發明的優點是1、功能多，攜帶方便除保留直尺和半圓量角器的原有功能外，還具有圓規、分規、三角尺、丁字尺、阿基米德螺線板、畫橢圓等功能。2、具有新的功能由于鉸鏈的軸心與主直尺和副直尺有刻度的直邊在零刻度處相正交，張開主、副直尺，就構成兩組對頂角，這樣副直尺有刻度的直邊與主直尺有刻度的直邊所夾角的度數，就是副直尺有刻度的直邊在半圓量角器上所指的度數。半圓量角器上的刻度，沿半圓弧線從上向下排列一組是0度至180度，另一組是360度至180度。有公共端點的兩條射線所組成的圖形是角，我們可以把這個圖形看成兩個角，小于180度的角，可以從0度至180度一組的刻度直接讀出，大于180度的角可以從360度至180度一組的刻度直接讀出；同理，可以畫出任意一個已知角，還可以測量幾何體上的角，測量幾何體上的角時，只要將兩直尺垂直于被測角的棱，尺身緊貼棱邊的兩個面，或一個面和一條棱，就可以直接讀出度數來。運用阿基米德螺線的“曲直”轉換規律，用規度尺上的圓規和量角器邊沿的阿基米德螺 線，可以任意等分角和圓。運用規腳上畫橢圓的裝置，還可以方便地用軌跡法畫橢圓。3、繪圖準確而方便副直尺可以卡緊在半圓量角器的任意位置上，固定一個角的大小或規足尖之間的距離，在作圖過程中不會因用力不當而發生變動，產生誤差。而且好調節，松開卡緊裝置，可以很容易地調節張角的大小和規足尖之間的距離。4、作圖效率高省去了作圖時頻繁的換工具過程。作多個相等角十分方便，例如作光線入射和反射的光路圖時的入射角和反射角。可以筒化尺規作圖法。5、用途廣在機械制圖、工程制圖、在宣傳板報、板金工下料、木工作業，特別在大、中小學的教學作圖中，教和學用同一工具，同一方法，不僅方便，而且效果好。6、本發明解決了現有木圓規換廢粉筆頭困難的缺點，殘留筆頭可以用鋼針通掉。7、本發明基本保留傳統作圖方法，容易掌握，結構簡單，制造方便，造價低。
圖1是本發明第一個實施例的主視圖。
圖2是
圖1實施例的沿A——A線的剖視圖。
圖3是本發明第二個實施例的主視圖。
圖4是圖3的右視圖。
圖5是本發明第三個實施例的主視圖。
圖6是圖5實施例的沿B——B線的剖視圖。
圖7是圖6的Ⅰ處的放大圖。
圖8是圖5的沿C——C線的剖視圖。
圖9是圖5的Ⅱ處的放大圖。
在
圖1、圖2、所示規度尺中，半圓量角器(3)的唯一直徑與主直尺(1)有刻度的直邊所在直線重合，并且圓心與零刻度重合。半圓量角器(3)是金屬做的，粘牢在木制的主直尺(1)上。副直尺(2)與主直尺(1)之間用鉸鏈(4)連接，鉸鏈(4)的軸心(5)與主直尺(1)和副直尺(2)有刻度的直邊在零刻度處相正交，該鉸鏈(4)有一個“直角”形的頁片，與主直尺(1)的厚度等寬，剛好和主直尺(1)上的缺口(13)形狀相配，它緊貼在主直尺(1)的缺口(13)上，使軸心(5)正處于主直尺(1)的零刻度上，軸(10)固定在這一頁片上，在保證強度的情況下，軸(10)應盡量做得細一些；鉸鏈(4)上另一帶套筒的頁片，與副直尺(2)厚度等寬，緊貼在副直尺(2)被卡緊在半圓量角器(3)上的一段上，使軸心(5)對準副直尺(2)的零刻度處。副直尺(2)上有一形狀、大小與主直尺(1)缺口(13)相配或稍窄的固定貼條(12)，因為鉸鏈(4)的軸(10)的粗細占有一定位置，筆尖不能達到兩尺相交的角頂，所以，實施例1的鉸鏈(4)的軸(10)，長度短于主直尺(1)、副直尺(2)厚度的和，在主直尺(1)的厚度上，零刻度處留出一段空位，剛好讓主直尺(1)的一部分或它的貼條(22)，與副直尺(2)上的固定貼條(12)的一部分，在軸心(5)的延長線上正對接觸，形成一條接縫(15)，在副直尺(2)轉動過程中，接縫(15)始終保持在軸心(5)的延長線上，也就是在零刻度處。
半圓量角器(3)上的刻度，沿半圓量角器弧線由上向下排列，一組是0度至180度，另一組是360度至180度，兩組度數值的中間有一條半圓弧形的縫，用一付螺絲螺母(6)將副直尺(2)卡在半圓量角器(3)上；或在副直尺(2)上安裝一倒鉤形滑塊，勾在半圓量角器(3)的縫中，在副直尺(2)上有一個帶螺紋的孔，用一個帶柄的螺絲壓緊在半圓量角器(3)上。這樣不僅能確定副直尺(2)在主直尺(1)上的方位，而且能分擔一部分軸(10)所承受的力，使整個規度尺結實、耐用。在量角器(3)和主直尺(1)上與縫相應的位置，挖出能讓螺絲頭通過的槽(17)。在半圓量角器(3)的零刻度處突出一部分(16)，同時，副直尺(2)上的貼條(12)有一個與半圓量角器(3)突出部分(16)相對應的窄縫，這樣副直尺(2)在主直尺(1)上可以轉動180度，從而能測量出或作出任意大小的角。
半圓量角器(3)邊沿的弧線，是一段阿基米德螺線(14)，極坐標方程為ρ＝aθ，(a＞0，π≤θ≤2π)，S點是極點，SA1、SA2和SA3是極徑。將S點重合在被等分角的頂點，運用A1到A2或A1到A3之間的一段螺線，就可以任意等分角和圓。
半圓量角器(3)的邊沿，除零刻度處突出的部分(16)、及半圓量角器上與主直尺(1)的缺口(13)等寬的部分外，其余部分都與主直尺(1)等厚。
副直尺(2)的一頭是手柄(11)，另一頭裝有帶環形槽的鋼針(9)，主直尺(1)的一頭與半圓量角器(3)連成一體，另一頭的端頭上也裝有一個帶環形槽的鋼針(9)，還裝有一卡緊裝置，該卡緊裝置是一帶小鉤的金屬彈簧(8)，外面套有一個裝粉筆的筆套管(7)，該筆套管(7)內部的形狀是兩頭開口大，中部細的錐形管，中部最細處的直徑為9毫米，套粉筆一端的錐度在130至135之間。一頭可以方便地套在主直尺(1)端頭的錐形小圓柱上，被彈簧(8)卡緊，另一頭安裝粉筆。取下筆套管(7)，用副直尺(2)上的鋼針(9)可以通掉廢粉筆頭。
實施例二與實施例一基本相同，不同點在于1、規度尺收攏時，實施例二的主、副直尺重疊在一起；而實施例一的主、副直尺并列，有刻度的直邊所在的兩條直線靠攏。2、實施例二中副直尺的規腳段被卡緊在量角器上，副直尺長于主直尺；而實施例一中副直尺的手柄段被卡緊在量角器上，除手柄外，主、副直尺幾乎等長。
實施例一、二都適用于教學，宣傳板報，板金工下料、木工作業等，規度尺的總長度在50厘米至90厘米之間比較適當。
實施例三是用一種塑料或一種金屬制作的規度尺，該金屬可以用鋼或銅材料，這種規度尺可以做得小巧、精密一些，供書面作圖用。它的總長度在15厘米至35厘米之間比較適當。
實施例三與實施例一、二不同處在于1、實施例三中的鉸鏈頁片，直接與主、副直尺做在一起或固定在一起。如果是焊接，則只需將軸(10)焊接在主直尺(1)上，套筒(18)焊接在副直尺(2)上。
2、半圓量角器(3)連同它在零刻度處的突出部分(16)和主直尺(1)直接做在一起，厚1毫米，除突出部分(16)和半圓量角器(3)上與缺口(13)等寬的部分外，半圓量角器(3)的邊沿有一個“C”型的貼條(23)、厚1毫米，主直尺(1)有刻度的直邊有一條1毫米厚的貼條(22)，加貼條的目的是為了讓副直尺(2)能靈活地在窄縫(17)上移動，因為螺絲頭或倒鉤形滑塊都有一定的厚度，需要一定的空間才能自由地滑動，也可以將規度尺做厚一些，如2毫米厚，窄縫(17)處和突出部分(16)取1毫米厚。
3、主直尺(1)上在零刻度處的鈍角應盡量大一些，這樣軸(10)與它連接的面積大，結實。同時軸(10)的位置上，有一個凸起1毫米厚的小圓平臺(19)，平臺(19)的懸空部分削去一塊，使余下部分呈圓錐形的一部分，這樣就在主直尺(1)的厚度上零刻度處留出了一個適當的空位，軸(10)固定在小圓平臺(19)上。
4、套筒(18)和副直尺(2)直接做在一起或固定在一起，高1毫米，與小圓平臺(19)相配的套筒(18)也向上凸起1毫米，副直尺(2)有刻度的直邊下面有一條2毫米厚的貼條(12)，副直尺(2)上的貼條(12)的厚度等于主直尺(1)與它的貼條(22)的厚度和。貼條(12)用螺絲或鉚釘固定在副直尺(2)上，在與突出部分(16)相對應處，貼條(12)上有一條窄縫，可以讓突出部分(16)通過。手柄(11)用螺絲螺母固定在副直尺(2)的端頭上，它可根據需要轉動，使手柄(11)始終垂直于作圖平面，便于畫圓或弧。
5、圓規腳就利用主、副直尺端頭側邊的料，向貼條(12)或貼條(23)的反面彎成馬蹄形，鉆上孔用螺絲螺母固定鋼針(9)或鉛筆芯(20)，鋼針(9)或鉛筆芯(20)可以插入馬蹄形筆套筒的兩個孔穴中。
6、副直尺(2)的規腳上配的用軌跡法畫橢圓的裝置，不僅僅是兩根有環形槽(24)的鋼針(9)，在一根鋼針的槽(24)內套有一個“8”或“0”形的小環(25)，另一根鋼針(9)的槽(24)內套有一個帶有卡繩裝置的小環(26)，卡繩裝置有一個小圓筒，內有螺紋。側下方有個小孔傾斜向下與圓筒孔相通，通過螺絲可以緊固軟繩；軟繩(28)的一頭固定在“0”形或“8”字形環(25)上，另一頭穿過一個活動圓環(27)再由下向上穿過卡繩裝置(26)上的小孔，最后繞在收繩輪(29)上。畫橢圓時，先取下無卡繩裝置的鋼針(9)，插入主直尺(1)的馬蹄形筆套筒(7)的孔內，筆尖插入活動圓環(27)中，即可運用軌跡法畫橢圓。
7、主直尺(1)上裝有鴨嘴筆(21)，它可以旋轉到需要的位置，不用時，可往上推一些。也可以用它和鉛芯(10)一次畫兩個同心圓。
實施例三如果用一種塑料注塑或金屬鑄造，可以將量角器(3)連同突出部分(16)、平臺(19)、軸(10)、量角器(3)邊沿的貼條(23)、主直尺(1)上的貼條(22)和主直尺(1)直接做在一起；副直尺(2)與套筒(18)可直接做在一起，但副直尺(2)上的貼條(12)不能直接做在一起，因為要先將套筒(18)套在軸(10)上后，才能加貼條(12)。否則就套不上去。
權利要求1.一種多功能繪圖工具規度尺，由主直尺(1)、副直尺(2)、半圓量角器(3)組成，半圓量角器(3)的直徑與主直尺(1)有刻度的直邊所在的直線重合，并且圓心與零刻度重合，半圓量角器(3)與主直尺(1)固定在一起，其特征在于副直尺(2)與主直尺(1)之間用鉸鏈(4)連接，鉸鏈(4)的軸心(5)與主直尺(1)和副直尺(2)有刻度的直邊在零刻度處相正交；軸(10)在主直尺(1)的厚度上留出一段空位，讓主直尺(1)的一部分或它的貼條(22)跟副直尺(2)的貼條(12)的一部分剛好在軸心(5)的延長線上正對接觸，其接縫(15)在副直尺(2)轉動過程中，始終保持在軸心(5)的延長線上；副直尺(2)與半圓量角器(3)之間有一卡緊裝置(6)，半圓量角器(3)的零刻度處突出一部分(16)，同時副直尺(2)的對應部位有一條窄縫，使副直尺(2)能夠在主直尺(1)上轉動180度；半圓量角器上有兩組刻度，它的外沿弧線是取的一段阿基米德螺線(14)，極坐標方程為ρ=αθ、(α＞0、π≤θ≤2π)；主、副直尺長段的端頭安裝筆套裝置(7)和鋼針(9)。
2.根據權利要求1所述的繪圖工具，其特征在于鉸鏈(4)由一個帶有軸(10)的、與主直尺(1)缺口(13)相配的頁片，和一個帶有套筒(18)的頁片組成，兩頁片的寬度分別等于或小于主直尺(1)和副直尺(2)的厚度。
3.根據權利要求1所述的繪圖工具，其特征在于鉸鏈上的軸(10)或套筒(18)與主直尺(1)或副直尺(2)直接做在一起或固定在一起，或主直尺(1)和副直尺(2)上各有一個套筒，用軸(10)把它們連接起來。
4.根據權利要求1所述的繪圖工具，其特征在于半圓量角器(3)上的刻度是兩組沿半圓量角器弧線從上向下排列，一組是0度至180度，另一組是360度至180度。
5.根據權利要求1所述的繪圖工具，其特征在于副直尺(2)與半圓量角器(3)之間的卡緊裝置，是一付螺絲螺母(6)。
6.根據權利要求1所述的繪圖工具，其特征在于半圓量角器(3)與主直尺(1)粘合在一起或者直接做在一起，并且半圓量角器(3)的邊沿與主直尺(1)等厚。
7.根據權利要求1所述的繪圖工具，其特征在于鋼針上靠近針尖處有一個環形槽(24)。
8.根據權利要求1或7所述的繪圖工具，其特征在于鋼針有兩根，一根鋼針的槽上套有一個小環，另一根鋼針的槽上套有一個帶有卡繩裝置的小環。
9.根據權利要求1所述的繪圖工具，其特征在于用木料制作主、副直尺時，規度尺的總長度在50厘米至90厘米之間。
10.根據權利要求1所述的繪圖工具，其特征在于用塑料或金屬制作時，規度尺的總長度在15厘米至35厘米之間。
專利摘要本實用新型公開了一種多功能繪圖工具規度尺，采用鉸鏈和卡緊裝置，將兩塊直尺和半圓量角器有機地組合在一起鉸鏈的軸心與主、副直尺有刻度的直邊在零刻度處相正交，軸在主直尺的厚度上留出一個空位，讓主、副直尺在軸心的延長線上剛好接觸，主、副直尺的一端分別裝有鋼針和筆套裝置。它不僅能代替直尺、量角器、圓規、分規、三角尺、丁字尺、還具有畫橢圓、任意等分角和圓、測量幾何體上的角等功能。結構簡單，制圖準確，用途極廣。
文檔編號B43L13/00GK2122741SQ92208449
公開日1992年11月25日 申請日期1992年4月22日 優先權日1992年4月22日
發明者曹光全, 趙自明 申請人:曹光全, 趙自明