[其他]多用曲线仪

说明书

教学和制图中，经常要划直线、圆、椭圆、星形线、心脏线、各种内外旋轮线，目前，不仅没有一种能画出上述各种曲线的仪器，就是能画其中一种曲线－－椭圆的仪器，也还未圆满解决，本发明的目的就是要提供一种崭新的供教学和绘图使用的仪器－－多用曲线仪，用它能方便、精确、流畅地一次画出所要的上述任一曲线。

教学和制图中，经常要画直线、圆、椭圆、星型线、心脏线、各种内旋轮线、外旋轮线。目前，不仅没有画出上述各种曲线的仪器，就是能画其中一种曲线-椭圆的仪器，也还未圆满解决。

本发明的目的是提供一种崭新的能画多种曲线-直线、圆、椭圆、星型线、心脏线、各种内旋轮线、外旋轮线的仪器，该仪器不仅结构简单、可调范围大，而且能根据所给数据，如由椭圆的2a和2b，方便、精确、流畅地一次画出上述任一曲线来。

本发明的基本原理是：利用两对伞形齿轮，通过内旋轮线和外旋轮线的定义来实现，其中直线、圆、椭圆是一种内旋轮线的特例。

本发明的具体结构是：由附图，该仪器主要由手柄（2）、支架（4）、动长轴（16）（上有刻度）、动短臂（23）、（上有刻度）、两齿数相同且互相齿合的渐开线圆柱齿轮（14）（15）以及两对各自相互齿合的渐开线伞形齿轮（11）、（12）、（18）、（19）组成，前三个齿数相同为m，第四个齿数为n，一手紧压支架（4），另一手反时针旋转手柄（2），通过轴（3），（8）和（11）即同步旋转，齿轮（11）又带动齿轮（12）旋转，通过长轴（13）和齿轮（14）与（15），（15）与（19）即同步旋转，齿轮（19）又带动齿轮（18）旋转。

一、当齿轮（19）位于齿轮（18）右面时，与齿轮（18）固装在一起的短臂（23）即做顺时针旋转，位于短臂（23）上的笔架（25）下的笔头P即画出内旋轮线。设齿轮（11）之中心到齿轮（18）之中心间距离O₁O₂＝x，齿轮（18）之中心到笔架（25）之下的笔头间距离O2P＝y，则由x、y确定的此内旋轮线定义中的定圆半径R＝mx/m-n,动圆半径r＝nx/m-n，这里x+y＝R，y＝r，x∶y＝（m-n）∶n。当y刚好等于r时，得到正内旋轮线;当y＜r时，得到短内旋轮线;当y＞r时，得到长内旋轮线;

二、当齿轮（19）位于齿轮（18）左面时，与齿轮（18）固装在一起的短臂（23）即做反时针旋转，位于短臂（23）上的笔架（25）下的笔头P即画出外旋轮线。由x、y确定的此外旋轮线定义中的定圆半径R＝mx/m+n，动圆半径r＝nx/m+n，这里x-y＝R，y＝r，x∶y＝（m+n）∶n。当y刚好等于r时，得到正外旋轮线;当y＜r时，得到短外旋轮线;当y＜r时，得到长外旋轮线。

本发明的使用办法是：使用时，应先调好螺丝（30）、（31）使动长臂（16）上的零刻度O₁与固装于轴（3）顶端的定心针（27）对正，必要时可移动齿轮（12）在动长臂（13）上的位置。松开螺丝（32），使固装于轴（22）顶端的读数针（17）在动长臂（16）上指在预定的读数x处。拧紧螺丝（32）固定下来，移动齿轮（19）使与齿轮（18）齿合，也固定下来。移动笔架（25）使其在动短臂（23）上指在预定的读数y处，拨下小托架（20）上之定向片（24），使其下端嵌入动短臂（23）的中心槽内，必要时，可转动转臂（2）以保证嵌入，以保证旋转支架梁（8）、动长臂（16）、动短臂（23）位于同一铅直平面内;移动游标（26）使其在动短臂（23）上左边之读数也是X;置游标（26）上之小针于图纸上的坐标原点处，移动仪器，使笔架（25）下之笔头P落在x轴上，上推游标（26）上之小针使之离开图面，一手压住仪器支架（4），一手转动转柄（2）一圈，笔架（25）下之笔头即自动画出一个由x、y确定的旋轮线来。

特例，当读书针（17）指到O₁时，即O₁、O₂重合时，P处画出以O₁为圆心、O₁P为半径之圆;当m∶n＝2∶1时，且齿轮（19）位于齿轮（18）右边时，取x＝y，P处画出的是一条线段，此时，若取x＝1/2（a+b），y＝1/2（a-b），这很容易做到，则P处画出的是长轴2a，短轴为2b之椭圆;当m＝n时，且齿轮（19）位于齿轮（18）左边时，而x∶y＝2∶1时，画出的是心脏线。