[發明專利]變參數心形線演示及蝸線繪制儀

有效

• 申請號: 201610364987.4
• 申請日: 2016-05-26
• 公開（公告）號: CN106004179B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 王書營
• 申請（專利權）人: 南京工業職業技術學院
• 主分類號: B43L11/00
• 分類號: B43L11/00;G09B25/02
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙)32238
• 代理人: 陳揚

技術領域

本發明涉及一種教學儀器和工程制圖儀，是把圓周運動和徑向直線運動統一起來的裝置，具體地說是一種能直觀演示極坐標系下不同心形線的函數關系并繪制出相應蝸線的繪制儀。

背景技術

隨著我國職業教育事業的發展和技術進步，教師教學、學生學習、工程設計、現場施工等都需要快捷方便多功能的演示和繪圖儀器。心形線是常用的蝸線之一，在中等數學、大學數學和工程制圖中占有重要地位，通過直觀演示極坐標系下的函數關系并描繪出相應的連續曲線，既能減輕教師的教學壓力也能幫助學生理解和領會，是提高數學、制圖等課程教學質量的重要手段。蝸線在實際應用中也異常廣泛，工程技術人員在各種設計、圖紙繪制，施工人員在現場的許多布線等經常用到。目前的畫圖主要采用手工列表描點、圖板短線連接等方法，取點繁瑣計算結果主要為近似值，定點間的連線多用折線或離散點代替，看不到真實曲線形成的全貌，繪畫效率低且聯動性和通用性差，操作簡單使用方便的演示和繪圖儀器是他們的急需。

為了解決上述問題，近階段也出現了少數繪圖裝置，如，專利號為201510136361.3的文獻中給出了“伸縮式復合教具”，實現方式是：把量角器和多個直尺按一定結構連在一起，能進行圓弧和直線的多參數演示及曲線描繪功能；專利申請號為201410227956.5的文獻中給出了“多功能機械用繪圖板”，主要是把傳統用的直尺、三角板和量角器獨立地結合在一起,完成各自的功能或部分合作功能，不能繪制非圓弧曲線；專利號為201410577646的文獻中給出了“一種凸輪輪廓曲線繪制演示儀”，只能繪制凸輪閉曲線圖形，難以完成極坐標系下的蝸線的繪制。

綜上所述文獻存在如下不足：不能通過簡單的機械構件直觀演示蝸線的極坐標對應關系，不能通過簡單的旋轉操作工具繪制出各種蝸線，尤其是不利于學生個人用于學習，也不易在固定平面或工作現場繪制曲線，功能不足適用性低。

發明內容

為了克服手工畫圖做不到或現有儀器中缺少的功能，本發明的目的是提供一種變參數演示心形線及蝸線繪制儀，該裝置能在教室、繪圖室、施工現場使用，操作簡單功能齊全攜帶方便，繪制的蝸線清晰準確，工作效率高。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種變參數心形線演示及蝸線繪制儀，其特征在于：該儀器包括定位支架、基圓繞線盤、輔助支腳、徑向撐桿、滾輪推桿、壓線桿、畫筆、變軌線盤、周期轉換盤和連接系統；所述定位支架包括支桿，在支桿上下兩端分別設有抓手盤和錐形尖頂，在支桿的中部設有活動軸套，在支桿的軸套上部開有固定孔；基圓繞線盤通過固定孔用銷釘固定在支桿上，兩個輔助支腳分別固定在基圓繞線盤的外緣和中部，徑向撐桿的內側一端垂直固定在定位支架的軸套上，在徑向撐桿上從外到內依次裝有滾輪推桿、變軌線盤、周期轉換盤、畫筆和多個壓線桿，基圓繞線盤、畫筆、變軌線盤、周期轉換盤通過連接系統連接。

本發明中，基圓繞線盤由透明盤底、纏線輪圈、圓箍套構成，透明盤底是具有一定厚度和強度的透明圓環盤，圓箍套固定在透明盤底的內環上，在透明盤底的下面圓箍套的外面固定有多個半徑不同的纏線輪圈，在每個纏線輪圈的外側開有繞線槽溝，在槽溝的底部設有線卡，在透明盤底外緣和中部都留有支腳插孔，在透明盤底的上面中心部位設有量角盤，在量角盤的0°方向畫有極軸，基圓繞線盤通過圓箍套上圓孔與定位支架上的固定孔連接在一起。其中，透明盤底、纏線輪圈、圓箍套有共同的圓心，纏線輪圈的半徑為R＝a。

本發明中，輔助支腳由平板支架、支桿、地腳、帶孔套管、彈簧管架、鎖箱等構成，彈簧管架、鎖箱嵌在平板支架的中部，在彈簧管架的上端設有螺旋彈簧，在彈簧內有支桿穿過，支桿的上下兩端分別設有按鈕盤和地腳，在支桿的中部套有一段帶孔套管，在鎖箱內的上部設有彈簧鎖舌，在鎖箱內的下部設有推壓開關，平板支架兩端各開有釘孔。輔助支腳用銷釘把平板支架固定在軌道圓盤的支腳插孔處。其中，帶孔套管和鎖箱結合緊密，以彈簧鎖舌伸出能鎖住帶孔套管為準。