[其他]多用规

说明书

本实用新型是一种多功能绘图工具。

以往在制图中画椭圆及其它复杂的曲线，基本方法是：1.由公式算出许多座标点并将各点光滑连成；2.用圆规直尺等近似作图法；3.数控绘图仪。近年来据报纸和电视报导，国内外有不少人研究椭圆规。先后发明了连杆机构为主的椭圆仪，能画几种重要平面曲线。

本实用新型的目的是提供一种能画上万种重要平面曲线的绘图工具。

本实用新型的内容是这样的：它是按数学六条摆线的定义（见1979年北京人民教育出版社数学手册390～360页）以齿轮传动机构为主的设计而成的多功能绘图工具。为了说明，仅引列其中二条定义如下。

内次摆线——动圆O₂圆周沿定圆O₁圆周内部无滑动的滚动时，则动圆O₂内或外一点M所描成的轨迹。见图1椭圆例。

外摆线——动圆O₂圆周沿定圆O₁圆周外部无滑动的滚动时，动圆周上一点M所描成的轨迹。见图2

为了模仿摆线的定义，本多用规的基本结构如图3所示，它由四大部件组成。以定心部件1取代定圆心O₁并产生转矩，以动心部件3取代动圆心O₂并接受部件2传来的转矩将其变成绘图动作，以传动部件2将部件1、3有机连接，并将部件1产生的转矩传给部件3。上架4的两脚还分别与部件1、3顶端铰链相连，能调节和固定它们在传动杆上的距离即定、动圆心的距离O₁O₂。

定心部件1的主要组成是定心件①的水平悬臂梁与定心脚④腰部的槽孔相连，以调节和固定定心件到定心脚上辊轮②的水平距离R。辊轮周边均布有钢针，轮上带键槽的轴穿过定心脚的孔与主动齿轮③的键槽孔串联，当辊轮以R为半径绕定心件在图面上滚动时，主动齿轮随其同步旋转，并使与它啮合的左动齿轮⑤产生转矩。由于距离R可按需调节，则辊轮在绕定心件滚动和被它滚动时所形成的圆面就是一对传递比能按需改变的摩擦轮，它能将多用规有限的齿轮的传递比连续地放大和缩小。定心件①与图面的交点即为定圆心O₁。

传动部件2是水平连接部件1和部件3的桥梁。它由传动杆⑥的键槽轴穿过定心件①、定心脚④、动心脚⑧的光滑孔分别与左动齿轮⑤、右动齿轮⑦的键槽孔同步串联而成。左右动齿轮还分别与主动齿轮③、右从齿轮⑨啮合成左、右两对工作齿轮，以将部件1产生的转矩传给部件3的成形件⑩。

动心部件3由动心脚⑧、右从齿轮⑨串联而成。右从齿轮接受右动齿轮⑦传来的转矩并能在需要的高度上相对动心脚旋转。在右从齿轮下部固有悬臂铰链与成形件⑩相连，可以调节成形件或笔尖到动心脚根的距离。笔尖代替动圆O₂内、外或上一点M，它随右从齿轮同步转动，以描绘M点的轨迹。成形件①也可以是划针及其它能实现曲线形状的工具。

本多用规绘图时除一付公用件选配两对工作齿轮外，还有若干对能互换的传递比不同的备用齿轮，供画不同的曲线选用。

本多用规能克服圆规直尺等繁琐的近似作图法和数控绘图仪昂贵笨重的缺点，能画出六条摆线中的全部曲线如椭圆、桃轮、心脏、星形、玫瑰线等多种曲线。由于两对工作齿轮的传递比能被连续地调节即缩小和放大，使本规变化多端，可画出更多预想不到的曲线。因此它除供教学、科研、设计外，可供人们探索复杂的数学曲线的娱乐游戏。

附图说明：

图1是内次摆线定义图。其中O₁为定圆心，O₂为动圆心，M为动圆O₂内部或外部的一点，r为M到O₂的距离。

图2是外摆线定义图。其中M为动圆O₂圆周上的一点。

图3是多用规对照内次摆线画椭圆的基本视图。其中1定心部件：①定心件；②辊轮；③主动齿轮；④定心脚。2传动部件：⑤左动齿轮；⑥传动杆；⑦右动齿轮。3动心部件：⑧动心脚；⑨右从齿轮；⑩成形件或笔。4定位上架的形状与圆规上架相近似。a椭圆长半轴，b为短半轴，设D为定圆O₁直径，d为动圆O₂直径。其余符号同图1。

图4是多用规画外摆线的俯视图。其中D＝3d，r＝ 1/2 d。

注：图中实线为M点或笔描成的曲线，双点划为定、动圆，虚线为辊轮②以R为半径绕定心件①滚动一周所形成的圆。

下面结合图3或图4将介绍本多用规的实施及使用方法：