虚、实轴圆锥曲线规制造技术

一种圆锥曲线规，由支撑器、倾角调整器、锥角调整器和画笔构成，支撑器由底座和立柱组成，立柱装在底座上，倾角调整器套在立柱上，高度可调，倾角调整器可在空间确定一根轴（虚轴或实轴）的轴线与绘图平面的倾角β，画笔可在锥角调整器的笔套中滑动，锥角调整器可调整画笔与轴线的角度（半锥角）α，当画笔绕该轴线旋转时，便可绘得所需要双曲线、抛物线、椭圆和圆，本划规因锥角调整器与倾角调整器的配合有轴－套式和套－轴式而有两种构型，结构严谨、通过构件间不同配合，能在很宽范围内精确调整，绘图方便、准确，可制成普通型和专业型，以满足人们对绘图的不同要求。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种绘图工具，特别是一种可以绘制圆锥曲线(圆、椭圆、抛物线，双曲线)的划规。
技术介绍
在公开的一些绘制圆锥曲线的绘图工具专利中，有的采用使笔杆绕一真实轴旋转，笔杆运动轨迹是一圆锥面，以绘图平面作剖切平面，笔尖在绘图平面绘出图线是圆锥曲线的方案，这些方案虽可绘出一些图锥曲线，但存在重大缺陷。如中国专利88201682.2的笔杆中心线与迥转轴线是异面直线，当笔绕迥转轴旋转时，笔杆中心线不是圆锥面素线，因而笔尖所绘图线不是准确的圆锥曲线；中国专利93214821.2是在普通圆规的左腿上设有支撑架，右腿上增加附腿；另一份中国专利95116402.3由角度迥转轴、定杆迥转轴、定位销、定杆套、动杆套和画笔构成，这三份文献均采用三角支撑结构，工作时是使笔尖绕一真实轴(实轴)旋转，由于结构本身的限制，锥面顶点距绘图面的高度不能调小。由于上述专利存在着调整范围窄、动作不可靠等缺陷，不能适应绘图的需要。
技术实现思路
为了克服已有技术的缺陷，本专利技术人经过多年精心研究，设计了一种采用“虚--实轴”方案，通过几种构件的不同组合，能在很宽范围内精确调整，可方便、准确地绘制出各种圆锥曲线的划规。本技术是这样实现的；虚、实轴圆锥曲线规由支撑器、倾角调整器、锥角调整器和画笔构成，其中支撑器由立柱和底座构成，立柱装在底座上，倾角调整器上设有立柱套，立柱套套在立柱上，在立柱上可上下移动，锥角调整器上设有笔套，画笔穿在笔套中，可上下滑动，倾角调整器和锥角调整器通过连接件联接。上面所述的倾角调整器和锥角调整器的连接件有两种形式，一种是锥角调整器的锥轴套套在倾角调整器的锥轴上并可以绕锥轴转动，另一种是锥角调整器的锥轴插入倾角调整器的锥轴套中并可以在其中转动，前者称为套--轴式虚、实轴圆锥曲线规，后者称为轴--套式虚、实轴圆锥曲线规。倾角调整器上还设有轴和刻度盘、制动螺帽，刻度盘用螺钉固定，立柱套通过轴与锥轴(套)联接，立柱套和锥轴(套)间角度可调。锥角调整器还设有轴和刻度盘，刻度盘用螺钉固定，笔套通过轴与锥轴(套)联接。以上所述的锥角调整器和画笔可用柱面调整器和实轴代替，实轴可穿入倾角调整器的锥轴套中并用制动螺帽紧固，柱面调整器套入实轴中，可绕实轴上下滑动和转动，柱面调整器可不设制动螺帽。本技术的工作原理是；当一锥角为2α的圆锥面被一个与圆锥面中心线交角为β的平面所截时，所得交线为圆锥曲线，其离心率e为e＝cosβ/cosα当e＜1时，β＞α，曲线为椭圆；当e＝1时，β＝α，曲线为抛物线；当e＞1时，β＜α，曲线为双曲线。改变锥角2α和倾角β的值及锥顶距剖切平面的距离，可得到不同的圆锥曲线。本技术的技术方案是以绘图平面为剖切平面，使倾角调整器与支撑器相配合，在空间确定一根轴(虚轴或实轴)的轴线与绘图平面的倾角β，使画笔以交角α绕该轴线旋转，其运动轨迹为圆锥面，使锥顶至绘图平面的距离为某一给定值，则笔尖在绘图平面绘出的图线即为求作的圆锥曲线。附图说明图1是绘制双曲线时轴—套式虚、实轴圆锥曲线规装配示意图；图2是绘制p较小抛物线时套—轴式虚、实轴圆锥曲线规的装配示意图；图3是绘制p较大抛物线时套—轴式虚、实轴圆锥曲线规的装配示意图；图4是绘制椭圆时轴—套式虚、实轴圆锥曲线规的装配示意图；图5是绘制椭圆时套—轴式虚、实轴圆锥曲线规的装配示意图。具体实施方式1、轴—套式虚、实轴圆锥曲线规的实施方式如图1所示，轴—套式虚、实轴圆锥曲线规主要由支撑器，倾角调整器7、锥角调整器13、画笔12几大部件组成。其中锥角调整器13为轴式结构，倾角调整器7为套式结构，支撑器由立柱5、底座1组成，立柱5装在底座1上。倾角调整器7上设有制动螺帽4、立柱套3、螺旋测微器2，正背面均刻有角度的刻度盘18、螺钉9、轴8、锥轴套17，制动螺帽46(参见图4)。螺旋测微器2通过罗纹与立柱套3联接，刻度盘18用螺钉9固定在倾角调整器7上，锥轴套17与立柱套3通过轴8联接。锥轴套17绕轴8转过的角度就是锥轴套17中心线与绘图平面的倾角β，β可由指示台6上的指示刻线K指示，指示台6用螺钉紧固在倾角调整器7上，锥角调整器13上设有锥轴16，螺钉15，轴14，笔套10，刻度盘11，刻度盘11用螺钉15紧固在锥角调整器13上，锥轴16与笔套10通过轴14联接，锥轴16绕轴14转过的角度就是笔套10的中心线与锥轴16中心线的交角α，也就是画笔12中心线(圆锥面素线)与虚轴轴线(圆锥面中心线)的夹角α，α可由笔套10上指示刻线K指示。倾角调整器可以不设螺旋测微器2。A双曲线的绘制如图1所示，将倾角调整器7的β调为0°，根据所需绘双曲线调整锥角调整器13的角度α，调整螺旋测微器2并使其下端面对正立柱5上适当的毫米刻线，旋紧制动螺帽4，使倾角调整器7定位于立柱5上，将锥角调整器13的锥轴16插入锥轴套17中，放入垫片，旋紧螺帽。将画笔12插入笔套10中。使底座1左右两侧中间的竖刻线对正双曲线实轴的延长线，使笔套10位于锥轴套17的正上方，笔尖指在双曲线与实轴交点处，一手压住底座1，一手使画笔12绕锥轴的中心线(虚轴)旋转，笔尖便可绘出所需的双曲线。B抛物线的绘制调节倾角调整器7及锥角调整器13，使β＝α，其余操作方法与绘制双曲线的操作方法基本相同。2、套—轴式虚，实轴圆锥曲线规实施方式如图2，图3所示，套—轴式虚，实轴圆锥曲线规主要由支撑器、倾角调整器7，锥角调整器13、画笔12几大部件组成。其中倾角调整器为轴式，锥角调整器为套式，倾角调整器7的制动螺帽4，立柱套3、螺旋测微器2，轴8、螺钉9，与图1的对应结构相同，不同的是角度指示刻线K直接刻在倾角调整器7上，刻度盘18是单面刻有角度，以锥轴16、垫圈、螺帽代替锥轴套17，倾角调整器7可以不设螺旋测微器2，锥角调整器13与图1的对应结构基本相同，不同的是以锥轴套17代替锥轴16和垫圈、螺帽。图3的锥角调整器13上也设有刻度盘11、笔套10、轴14和锥轴套17，还有紧定旋钮35、指针38，制动螺帽46(参见图5)。刻度盘11和指针38分别用螺钉紧固在锥角调整器13上，笔套10与锥轴套17通过轴14联接，笔套10与锥轴套17间角度可调。A 绘图方法除锥轴套套入锥轴的方向不同外，其绘图方法与轴—套式虚、实轴圆锥曲线规的绘图方法相同。其中图2给出了绘制P较小的抛物线时示意图。当抛物线的P较大时，将倾角调整器反向套入立柱5中，如图3所示。3、椭圆的绘制当锥角2α＝0时，圆锥面就成了圆柱面。与圆柱面中心线交角为β的平面截圆柱面所得交线就是椭圆。当β＝90°时，交线是圆。当柱面调整器笔尖到实轴44的距离不变且绕实轴44旋转时，笔尖是在圆柱面上运动。因此，笔尖绕与绘图平面倾角为β的轴线旋转一周所绘图线即为椭圆。椭圆的短半轴b等于笔尖到该轴线的距离，椭圆的长半轴a＝b/sinβ。A用轴—套式虚、实轴圆锥曲线规绘制椭圆如图4所示，将倾角调整器7按所需调整β角，将倾角调整器7反向套入立柱5中并用制动螺帽4紧固在立柱5合适高度上。将柱面调整器45套入实轴44中，调整笔尖到实轴44轴线的距离等于b，将实轴44穿入锥轴套17中，旋紧制动螺帽46，将实轴44针尖扎在椭圆中心，按图1中所述操作方法使笔尖绕实轴44旋转一周，即可绘得所需椭圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种虚、实轴圆锥曲线规，其特征在于：它由支撑器、倾角调整器（７）、锥角调整器（１３）和画笔（１２）构成，其中支撑器由立柱（５）和底座（１）构成，立柱（５）装在底座（１）上，倾角调整器（７）上设有立柱套（３），立柱套（３）套在立柱（５）上，在立柱（５）上可上下移动，锥角调整器（１３）上设有笔套（１０），画笔（１２）穿在笔套（１０）中，可上下滑动，倾角调整器（７）和锥角调整器（１３）通过连接件联接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴光文，
申请(专利权)人：吴光文，
类型：实用新型
国别省市：45[中国|广西]