[發明專利]一種圓錐曲線規及其使用方法

在審

• 申請號: 202110617307.6
• 申請日: 2021-06-03
• 公開（公告）號: CN113183666A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 王少楠
• 申請（專利權）人: 王少楠
• 主分類號: B43L11/02
• 分類號: B43L11/02;B43L11/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種圓錐曲線規，包括焦定十字尖、調節桿、轉筒、手柄、鉸鏈、平行桿、筆桿、筆頭及筆尖等多個部分，各桿之間通過鉸鏈連接，轉筒內設軸承，且轉筒、筆頭一側設有旋緊螺絲，并在此基礎上開發相應繪圖方法。本發明可繪制桿長范圍內任意的橢圓、拋物線以及雙曲線，結構簡便，功能廣泛，適用性強。

技術領域

本發明涉及一種手控式繪圖工具以及用法，尤其涉及一種繪制橢圓、拋物線以及雙曲線的圓錐曲線規及其使用方法。

背景技術

在日常教學、工程測繪過程中，需要頻繁繪制橢圓等圓錐曲線，而傳統的繪圖工具與方法在設備與操作上不夠便捷，一種簡單方便的繪圖工具往往會優化人們使用的體驗感。經過專利檢索，發現目前已存在多種用于繪制圓錐曲線的繪圖工具，盡管各設計皆為巧妙，但多數都難以推廣應用，如中國專利號為CN204020330U 的圓錐曲線繪圖儀，使用繩索、滑塊、基架等結構，存在對生產工藝要求高、使用過程中容易卡頓等缺陷；又如中國專利號為CN201036954Y的圓錐曲線規，設計簡潔，忽略固定支架對操作過程的阻礙，繪制的軌跡圖像集合相對偏小。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種圓錐曲線繪圖工具，其目的在于，提供一種簡單、方便、易于推廣的圓錐曲線規（以下簡稱曲規）及其使用方法。

為實現上述目的，本發明提供的曲規是這樣實現的：

主要原理：在空間中，一平面截一正圓錐所得圖形邊沿的圖像為圓錐曲線軌跡圖像，且通過調整平面與正圓錐中軸線的夾角、正圓錐的錐角可得大小不同、離心率各異的橢圓、拋物線以及雙曲線；在平面幾何中，有一夾角可變的平行四邊形，在其外側可補充一線段與延長平行四邊形一邊構成等腰梯形，而滿足此結構可保證補充的線段未與平行四邊形相交的一端點，恒在該平行四邊形一邊的延長線上。

技術方案：本發明曲規構成主要包括調節桿、調節鉸鏈、平行桿和筆桿幾個部分，調節桿底端設有焦定十字尖，所述焦定十字尖中軸與調節桿中軸在同一直線上，其結構特征類似十字螺絲刀的尖部，用于對準繪制圓錐曲線的一個焦點；上端還設有手持柄，供操作者使用拇指持握按壓；中部設有轉筒，轉筒內部與桿體之間固定軸承，轉筒與桿體可輕松地進行在同一中軸線上的相對轉動，轉筒一側粗糙較平且設有凸出的螺絲，所述凸出的螺絲與調節鉸鏈相連接，通過旋緊和旋松連接處的螺母來實現調節鉸鏈與轉筒的相對固定和相對轉動，凸出的螺絲與旋緊螺母一并稱為旋緊螺絲。

所述調節鉸鏈中間與轉筒相連，兩端與一對平行桿相連，除了與轉筒相連可以調節螺母外，其余兩處鉸接處只可使一對平行桿分別繞其鉸接處輕松轉動，此處存在一個調節鉸鏈中軸與轉筒中軸的間距需要和另一處筆頭中軸與筆桿中軸的間距相等且調節鉸鏈與筆頭在平型桿中軸與筆桿中軸所在平面的同一側，保證調節桿中軸與筆頭中軸也在同一平面。

所述平行桿，由一對子母桿組成，母桿處于子桿外側，則與調節鉸鏈鉸接處也偏外端，子桿可比母桿稍微細窄一些，但兩者長度必須相等，所述母桿在與筆桿連接的一端設有齒輪結構，與筆桿齒輪結構相咬合，齒輪固定在桿上，保證母桿與筆桿可分別繞其齒輪中心輕松轉動且相對與它們對稱軸有同等的開合角度，兩齒輪中心距與調節鉸鏈上子母桿鉸接中心距相等，與等長的子母桿組成平行四邊形；所述子桿另一頭端的中心與筆桿齒輪中心連接并重合，保證兩者間可以自由輕松開合，子桿由于筆桿在空間有不可避免的厚度而可以設在距母桿與筆桿所在平面的稍微平移量的位置，起到支持和牽拉筆桿的作用，同時垂直兩齒輪中心軸設有固定的外殼，且外殼上方設有手捏柄，供使用者另一只手按壓扭動。

所述筆桿除了與母桿連接一端，另一端設有筆頭，筆頭一側粗糙較平設有凸出的螺絲，通過筆桿末端小孔連接在筆桿上且設有螺母旋緊與旋松，使筆頭筆桿間能微調保證筆尖頂點到筆桿齒輪中心距離與平行子母桿長度都相等，在平面幾何上構成等腰梯形的結構，所述筆尖正對固定在筆頭末端，根據需要可以使用鉛筆頭、圓珠筆頭、粉筆頭等在不同場合使用，必要時可手握筆頭對曲規進行牽引繪圖。