專利名稱：圓錐曲線制圖儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種準(zhǔn)確繪制各種圓錐曲線的繪圖儀器。
目前畫圓的圓規(guī)很多，畫各種圓錐曲線的儀器極少，偶而有之，也僅能笨拙地繪制固定大小的某一種圓錐曲線而矣。
本實用新型的目的是提供一種圓錐曲線制圖儀，它既可繪制不同直徑的圓，又可畫出任意大小的橢圓、雙曲線、拋物線。并且還有使用方便、制圖準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)簡單、組合自由等特點。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，讓其大體外型與圓規(guī)相仿，也是由兩只可以張合的針腳組成。不同的是，也是本實用新型最大的特征是，引入準(zhǔn)繩----一條結(jié)實而耐磨損，柔軟而無彈性的細(xì)線繩(截面也可以方形)來輔助制圖。為實現(xiàn)一體多能(指同體具有繪制圓、橢圓、雙曲線、拋物線四種曲線的能力)的目的，設(shè)計了與準(zhǔn)繩相配合的控制器、延伸腳、外展腳、制動器、線槽等部件。其中控制器是以彈簧片為動力的同軸上有兩個大小完全一樣的串聯(lián)在一起的線圈組成，可控制準(zhǔn)繩拉出與收回，且保證向兩針腳輸出或收回的準(zhǔn)繩長度相等的設(shè)備。延伸腳是由活動軸固定在兩針腳間的畫拋物線的輔助設(shè)備，它的下端里部有一個帶彈簧的滑動桿，彈簧在滑動桿上伸縮帶動繪圖用的筆尖(其上有一小掛鉤，可掛著準(zhǔn)繩一同動力)運(yùn)動。其作用是為繪制拋物線提供一個水平方向的分運(yùn)動，從而與準(zhǔn)繩和針腳所產(chǎn)生的垂直于水平方向的分運(yùn)動合成，共同達(dá)到繪制拋物線的目的。外展腳是以手柄下端為軸，并可繞軸旋轉(zhuǎn)，所帶的墨線腳由彈簧絲外彈的繪制橢圓，雙曲線的輔助設(shè)備，在其墨線腳的下部有一個掛鉤和一線夾，分別起到掛著準(zhǔn)繩滑動和阻止準(zhǔn)繩滑動的作用。制動器就是靠手柄的螺絲扣的旋緊與旋松來控制控制器內(nèi)線圈軸的旋轉(zhuǎn)與否，來達(dá)到保持準(zhǔn)繩長度是否一定的作用。線槽是在兩針腳內(nèi)(或表面)的一條將準(zhǔn)繩由控制器中的線圈中傳到針腳下端的通道。當(dāng)然這種由不同部件組成的圓錐曲線制圖儀，完全可以分開進(jìn)行適當(dāng)組合成為繪制某一種曲線的專用儀器。


圖1為本實用新型整體外觀圖圖2為本實用新型整體剖面圖圖3為本實用新型延伸腳示意圖圖4為本實用新型控制器示意圖其中1手柄、2外展腳、3控制器外殼、4彈片固定頭、5、(左、右)兩針腳、6、活動軸、7延伸腳、8掛鉤B、9筆尖、10準(zhǔn)繩、11、制動器、12固定盤、13彈簧絲、14彈簧片、15線圈、16線圈軸、17線槽、18滑動桿、19彈簧、20線夾、21掛鉤、22掛鉤A、23墨線腳、控制器(圖4，由4、12、14、15、16、組成)本實用新型的具體結(jié)構(gòu)，組合方式，繪制方法由以下實施例給出參照圖一至圖四1圓，把整個儀器的外展腳(2)，延伸腳(7)摘下，便成了一個變形的圓規(guī)，將兩針腳(5)的一只換上墨線腳，便可作出圓來了。
2橢圓，只按上外展腳(2)。將兩針腳(5)上的準(zhǔn)繩接到一起，拉開兩針腳(5)，使準(zhǔn)繩拉長至欲畫橢圓長軸的長度，旋緊手柄(1)，使制動器(11)工作，保持準(zhǔn)繩的固定長度，然后將兩針腳(5)分別插到欲畫橢圓的兩個焦點上，把準(zhǔn)繩掛到外展腳下部的掛鉤(21)上(準(zhǔn)繩可自由活動)旋轉(zhuǎn)外展腳(2)，便可畫出橢圓來。
3雙曲線，也只按上外展腳(2)。將兩針腳(5)上的準(zhǔn)繩(10)接到一起，拉動兩針腳(5)，插到欲繪雙曲線的兩焦點上。然后在拉緊的準(zhǔn)繩上找一點，使這一點所分兩段準(zhǔn)繩的長度差為雙曲線的實軸長，之后把這一點掛在外展腳下的掛鉤(21)上，壓上線夾(20)，使準(zhǔn)繩不能在掛鉤(21)上滑動，上下移動外展腳(2)，由于控制器向兩針腳所輸出或收回的準(zhǔn)繩長度相等，軌跡上的便都保持了原來的差值，所以所得軌跡是雙曲線的一分支?；Q兩針腳所在的焦點，便可畫出另一分支。
4拋物線，將外展腳(2)摘下，按上延伸腳(7)。張開兩針腳(可隨意，但為制圖方便，可張大些)拉出兩針腳的準(zhǔn)繩(不要接到一起)將右針腳的準(zhǔn)繩頭掛到筆尖掛鉤B(8)上。調(diào)整準(zhǔn)繩使筆尖(9)和掛鉤B(8)與右針腳平齊(最好是重合)。然后旋轉(zhuǎn)手柄(1)讓制動器(11)工作使準(zhǔn)繩保持原來的狀態(tài)，接著把右針腳插到欲繪拋物線的焦點上，左針腳也插到與焦點同一坐標(biāo)軸上的某一點。然后沿活動軸(6)平移延伸腳(7)，使原來筆尖(9)和掛鉤B(8)與拋物線的準(zhǔn)線和坐標(biāo)軸的交點重合，這時筆尖和掛鉤B由于準(zhǔn)繩的作用使它們處的位置是拋物線的頂點。固定延伸腳(7)，使它只能繞活動軸(6)旋轉(zhuǎn)而不能進(jìn)行平移，隨后將延伸腳上的筆尖及掛鉤B(8)所帶的準(zhǔn)繩向掛鉤A(22)處移動，壓縮內(nèi)部滑動桿(18)上的彈簧(19)，直至最大位移處。外旋(方向恰好與拋物線的準(zhǔn)線方向一致)延伸腳(7)直到掛鉤B(8)與左針腳間的準(zhǔn)繩拉緊為止。最后使筆尖(9)接觸紙面，松開筆尖，由于滑動桿(18)上彈簧(19)外展和針腳(5)的準(zhǔn)繩共同作用，使筆尖(9)所留下的軌跡正是所要繪制的拋物線。它依據(jù)的原理是拋物線上的點到準(zhǔn)線和焦點的距離相等。
由以上實施方法的敘述可知本實用新型與現(xiàn)有的可繪制圓錐曲線的用具相比，具有功效大同體可繪制四種曲線，隨意性強(qiáng)可繪制任意大小的圖形，結(jié)構(gòu)簡單，制圖準(zhǔn)確等優(yōu)點。
權(quán)利要求1.圓錐曲線制圖儀是一種繪制各種圓錐曲線的繪圖儀器，它的大體外形與圓規(guī)相仿，也是由兩只可以張合的針腳組成，其特征是在主體內(nèi)增設(shè)了一條結(jié)實而耐磨損、柔軟而無彈性的細(xì)線繩(截面也可為方形)一準(zhǔn)繩，與之相配合地又在兩針腳上部設(shè)有控制器、外展腳(由手柄下端固定在控制器的外殼上部)、制動器；在兩針腳內(nèi)設(shè)有線槽；在兩針腳中部設(shè)有由活動軸固定在兩針腳間的延伸腳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓錐曲線制圖儀，其特征是控制器內(nèi)有組以彈簧片為動力的同軸上串聯(lián)兩個大小一樣的線圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓錐曲線制圖儀，其特征是延伸腳的下端里部有一個帶彈簧的滑動桿；彈簧在滑動桿上伸縮帶動一個筆尖〔其上有一掛鉤(8掛鉤B)〕
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓錐曲線制圖儀，其特征是外展腳以手柄下端為軸，并可繞軸旋轉(zhuǎn)；其上有一個由彈簧絲向外彈出的墨線腳。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓錐曲線制圖儀，其特征是制動器內(nèi)的手柄和線圈軸間有一螺絲扣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓錐曲線制圖儀，其特征是外展腳、延伸腳分別通過手柄和活動軸與主體相結(jié)合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述圓錐曲線制圖儀，其特征是延伸腳下端右下角處有一小掛鉤(22掛鉤A)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述圓錐曲線制圖儀，其特征是外展腳上所帶的墨線腳的下端有一掛鉤和一線夾。
專利摘要實用新型圓錐曲線制圖儀涉及一種繪制圓錐曲線的繪圖儀器。它解決了目前不能用簡單儀器準(zhǔn)確繪制任意大小的橢圓、雙曲線、拋物線等圓錐曲線的技術(shù)難題。其特征是引入準(zhǔn)繩進(jìn)行輔助繪圖。并相應(yīng)地設(shè)計了控制器(控制準(zhǔn)繩伸縮)、延伸腳(為繪制拋物線提供分運(yùn)動)、外展腳(繪制雙曲線、橢圓的設(shè)備)、制動器(控制控制器的運(yùn)動)等設(shè)備。本實用新型最主要的用途就是能準(zhǔn)確繪制任意大小的圓、橢圓、雙曲線、拋物線等圓錐曲線。
文檔編號B43L11/00GK2270635SQ9621329
公開日1997年12月17日 申請日期1996年6月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月12日
發(fā)明者張景偉 申請人:張景偉