一種手動簡易繪圖儀的制作方法
【專利摘要】一種手動簡易繪圖儀，包括繪圖臂、畫筆調(diào)節(jié)桿、畫筆部件和齒輪驅(qū)動機構，所述畫筆部件安裝在所述畫筆調(diào)節(jié)桿上且能沿其移動，所述畫筆調(diào)節(jié)桿通過所述齒輪驅(qū)動機構安裝在所述繪圖臂上；驅(qū)動所述繪圖臂繞某軸即第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，所述畫筆調(diào)節(jié)桿隨所述繪圖臂轉(zhuǎn)動的同時，并由被轉(zhuǎn)動中的所述繪圖臂驅(qū)動的齒輪驅(qū)動結構驅(qū)動，使其沿平行于所述第一轉(zhuǎn)軸的另一軸即第二轉(zhuǎn)軸反向轉(zhuǎn)動。本實用新型的手動簡易繪圖儀結構簡單，便于攜帶，而且操作方便，無需外聯(lián)任何設備，可直接手動操作，可繪制直線、圓、橢圓、N葉玫瑰線及其它多種圖形，有利于科研人員和學習者對一些重要曲線如玫瑰線進行進一步研究。
【專利說明】一種手動簡易繪圖儀

【技術領域】
[0001]本實用新型主要涉及一種應用于高等數(shù)學教學及研究領域的繪圖儀。

【背景技術】
[0002]玫瑰線作為高等數(shù)學中的重要曲線，由于變化復雜，難以手繪，不利于科研人員和學習者對其變化特性進行進一步的研究，也阻礙了藝術愛好者的創(chuàng)作。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的發(fā)明目的是提供一種結構簡單、能繪畫出不同曲線的手動繪圖儀。
[0004]本實用新型通過如下技術方案實現(xiàn)其發(fā)明目的:一種手動簡易繪圖儀，其特征在于，包括繪圖臂、畫筆調(diào)節(jié)桿、畫筆部件和齒輪驅(qū)動機構，所述畫筆部件安裝在所述畫筆調(diào)節(jié)桿上且能沿其移動，所述畫筆調(diào)節(jié)桿通過所述齒輪驅(qū)動機構安裝在所述繪圖臂上；
[0005]驅(qū)動所述繪圖臂繞某軸即第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，所述畫筆調(diào)節(jié)桿隨所述繪圖臂轉(zhuǎn)動的同時，并由被轉(zhuǎn)動中的所述繪圖臂驅(qū)動的齒輪驅(qū)動結構驅(qū)動，使其沿平行于所述第一轉(zhuǎn)軸的另一軸即第二轉(zhuǎn)軸反向轉(zhuǎn)動；
[0006]通過所述齒輪驅(qū)動結構調(diào)整所述畫筆調(diào)節(jié)桿與所述繪圖臂的角速度比，和/或通過所述畫筆調(diào)節(jié)桿調(diào)節(jié)所述畫筆部件到所述第二轉(zhuǎn)軸的距離，即可通過所述畫筆部件描繪出直線、圓、橢圓、N (N ^ 3)葉玫瑰線等不同移動軌跡的曲線。
[0007]所述齒輪驅(qū)動機構包括太陽輪組件、行星輪組件和惰輪組件，所述太陽輪組件包括太陽輪支架和套裝其上固定不動的太陽輪齒輪組及套裝其上并能繞其轉(zhuǎn)動的套筒，所述太陽輪齒輪組由若干個直徑依次增大或減小的太陽輪組成，所述太陽輪支架通過所述套筒可拆卸的固定在所述繪圖臂前部，所述行星輪組件包括行星輪支架和套裝其上的行星輪，所述行星輪支架、太陽輪支架均垂直安裝在所述繪圖臂上，所述惰輪組件包括惰輪支架和套裝其上的惰輪，所述惰輪支架同樣垂直安裝在所述繪圖臂上，且位于所述行星輪支架和所述太陽輪支架之間，所述惰輪一側(cè)與一太陽輪嚙合，另一側(cè)與所述行星輪嚙合，用于兩者之間傳動，所述畫筆調(diào)節(jié)桿垂直于所述行星輪支架與所述行星輪相連；
[0008]調(diào)整所述太陽輪支架使所述惰輪與不同的太陽輪嚙合，以改變所述畫筆調(diào)節(jié)桿與所述繪圖臂的角速度比；
[0009]驅(qū)動所述繪圖臂轉(zhuǎn)動時，所述太陽輪組件的套筒、惰輪組件、行星輪組件和畫筆調(diào)節(jié)桿隨所述繪圖臂一起繞作為第一轉(zhuǎn)軸的所述太陽輪支架轉(zhuǎn)動，同時，惰輪支架上的惰輪沿同其嚙合的太陽輪轉(zhuǎn)動，并帶動行星輪支架上的行星輪反向轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動所述畫筆調(diào)節(jié)桿在繞所述太陽輪支架轉(zhuǎn)動的同時繞作為第二轉(zhuǎn)軸的所述行星輪支架反向轉(zhuǎn)動。
[0010]所述太陽輪齒輪組套裝于所述太陽輪支架上的結構為:所述太陽輪齒輪組的上下端面均由螺母鎖緊，使每個太陽輪均與太陽輪支架固定在一起而不發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，該結構不但實現(xiàn)簡單，而且使更換太陽輪齒輪組中太陽輪的操作變得簡單易行。
[0011]所述太陽輪齒輪組中至少一太陽輪齒數(shù)為所述行星輪的N倍，N為大于等于3的整數(shù)，以便可以畫出N葉玫瑰線。
[0012]所述太陽輪齒輪組中一太陽輪齒數(shù)與所述行星輪相等，以便可以畫出圓；所述太陽輪齒輪組中一太陽輪齒數(shù)為所述行星輪的兩倍，以便可以畫出橢圓或直線。
[0013]在所述繪圖臂的前端沿其長度方向設有剖口，所述剖口的側(cè)壁上橫向設有一排螺孔，所述太陽輪支架和其上的套筒豎向設置在所述剖口中，并由穿過所述螺孔的螺絲頂緊所述套筒實現(xiàn)定位。該結構不但使調(diào)整所述太陽輪支架的操作易如實施，而且也方便了太陽輪支架在繪圖臂上的安裝。
[0014]所述套筒的外壁上均勻地設置有多圈凸緣，相鄰兩圈凸緣之間形成截面為方形的環(huán)形槽，環(huán)形槽寬度與所述繪圖臂高度適配，所述太陽輪齒輪組中的各太陽輪等厚，相鄰兩圈凸緣的中心距與相鄰兩太陽輪的中心距相等，所述繪圖臂剖口的兩側(cè)壁卡在所述環(huán)形槽中，在使所述繪圖臂卡在相鄰的下或上一個環(huán)形槽時，所述惰輪剛好與下或上一個太陽輪嚙合。上述結構使調(diào)整行星輪和不同太陽輪嚙合的操作變得簡單易行。
[0015]所述畫筆部件安裝在所述畫筆調(diào)節(jié)桿上且能沿其移動的具體結構為:所述畫筆調(diào)節(jié)桿為一方形桿，所述畫筆部件包括畫筆和畫筆安裝塊，畫筆安裝塊上部具有方形通孔，其底面設有盲孔，畫筆安裝塊上部和下部分別設有與橫向連通所述方形通孔和所述盲孔的螺紋開孔，所述畫筆安裝在所述盲孔中，并由穿入與該盲孔連通的螺紋開孔的螺釘頂緊，所述畫筆調(diào)節(jié)桿穿入所述畫筆安裝塊的方形通孔中，并由穿入與該方形通孔連通的螺紋開孔的螺釘頂緊。
[0016]增設對準固定塊和安裝架，所述安裝架呈條狀橫向設置，其上沿其長度方向豎向設有一排圓孔，所述安裝架的一端通過一豎向的連桿固定在所述對準固定塊中部，所述太陽輪組件的太陽輪支架一端穿入其中一所述圓孔可拆卸的固定在所述安裝架上。準固定塊和安裝架的設置，實現(xiàn)了太陽輪支架的定位，使操作所述繪圖儀繪圖操作上更加簡單，同時，安裝架上成排安裝孔的結構，不但有利于通過簡單調(diào)整繪畫更大直徑的曲線，同時，也使儀器的使用更加方便，如在空間有限的地方，可適當縮短所述太陽輪支架到所述對準固定塊的距離。
[0017]本實用新型相對于現(xiàn)有技術具有如下有益效果:本實用新型的手動簡易繪圖儀結構簡單，便于攜帶，而且操作方便，無需外聯(lián)任何設備，可直接手動操作，可繪制直線、圓、橢圓、N葉玫瑰線(NS 3)及其它多種圖形，有利于科研人員和學習者對一些重要曲線如玫瑰線進行進一步研究。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型較佳實施例的整體結構示意圖；
[0019]圖2為利用本實用新型上述實施例繪制的圖形展示。

【具體實施方式】
[0020]如圖1所示，該實施例的手動簡易繪圖儀包括對準固定塊1、安裝架2、繪圖臂3、畫筆調(diào)節(jié)桿4、畫筆部件5和齒輪驅(qū)動機構。
[0021]安裝架2呈條狀橫向設置，其上沿其長度方向豎向設有一排圓孔21，安裝架2的右端通過一豎向的連桿6固定在對準固定塊I中部。一排圓孔21的設置，以便使太陽輪支架71 (將在后文中講到)到對準固定塊I的距離可調(diào)。
[0022]齒輪驅(qū)動機構包括太陽輪組件、行星輪組件和惰輪組件。太陽輪組件包括太陽輪支架71和套裝其上固定不動的太陽輪齒輪組及套裝其上并能繞其轉(zhuǎn)動的套筒72。行星輪組件包括行星輪支架81和套裝其上的行星輪82。惰輪組件包括惰輪支架91和套裝其上的惰輪92。太陽輪齒輪組由3個直徑依次減小的太陽輪73組成。太陽輪73、行星輪82和惰輪92相適配。
[0023]行星輪支架81、太陽輪支架71、惰輪支架91均垂直安裝在繪圖臂3上，其中，惰輪支架91位于行星輪支架81、太陽輪支架71之間，惰輪支架91上的惰輪2右側(cè)與其中之一太陽輪73嚙合，左側(cè)與行星輪支架81上的行星輪82嚙合，用于兩者之間傳動，且使繪圖臂3和行星輪支架81與行星輪82的轉(zhuǎn)動方向相反。
[0024]太陽輪組件的太陽輪支架71上端穿入安裝架2上的一圓孔21中，可拆卸的固定在安裝架2上。
[0025]在繪圖臂3的前端沿其長度方向設有剖口 31，剖口 31的側(cè)壁上橫向設有一排螺孔32，太陽輪支架71和其上的套筒72豎向設置在剖口 31中，并由穿過螺孔32的螺絲33頂緊套筒72實現(xiàn)定位。太陽輪組件與繪圖臂3之間的安裝結構，不但使調(diào)整太陽輪支架71的操作易如實施，而且也方便了太陽輪支架71與繪圖臂3之間的安裝。
[0026]套筒72的外壁上均勻地設置有多圈凸緣，相鄰兩圈凸緣之間形成截面為方形的環(huán)形槽，環(huán)形槽寬度與繪圖臂3高度適配，太陽輪齒輪組中的各太陽輪73等厚，相鄰兩圈凸緣的中心距與相鄰兩太陽輪73的中心距相等，繪圖臂3剖口 31的兩側(cè)壁卡在所述環(huán)形槽中，在使繪圖臂3卡在相鄰的下或上一個環(huán)形槽時，行星輪82剛好與下或上一個太陽輪73嚙合。該結構使調(diào)整行星輪82和不同太陽輪73嚙合的操作變得簡單易行。
[0027]套筒72與太陽輪支架71的安裝結構為:在套筒72的上下兩端面上都嵌裝有推力軸承，套筒72通過該推力軸承套裝在太陽輪支架71上，從而可以太陽輪支架72為軸轉(zhuǎn)動。
[0028]太陽輪齒輪組套裝于太陽輪支架72上的結構為:太陽輪齒輪組的上下端面均由螺母鎖緊，使每個太陽輪73均與太陽輪支架72固定在一起而不發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。本實用新型可準備多個太陽輪，以便根據(jù)需求隨時改變太陽輪齒輪組中太陽輪73的組成。
[0029]畫筆調(diào)節(jié)桿4與行星輪支架81垂直，通過一筒狀結構的連軸83固定在行星輪82底面隨其同步轉(zhuǎn)動，畫筆部件5安裝在畫筆調(diào)節(jié)桿4上。畫筆部件5安裝在畫筆調(diào)節(jié)桿4上的具體結構為:畫筆調(diào)節(jié)桿4為一方形桿，畫筆部件5包括畫筆51和畫筆安裝塊52，畫筆安裝塊52上部具有方形通孔，其底面設有盲孔，畫筆安裝塊52上部和下部分別設有橫向連通所述方形通孔和所述盲孔的螺紋開孔，畫筆51安裝在所述盲孔中，并由穿入與該盲孔連通的螺紋開孔的螺釘53頂緊，畫筆調(diào)節(jié)桿4穿入畫筆安裝塊52的方形通孔中，并由穿入與該方形通孔連通的螺紋開孔的螺釘54頂緊，松動螺釘53即可更換畫筆，松動螺釘54即可沿畫筆調(diào)節(jié)桿4移動畫筆部件5使其向行星輪支架82靠近或遠離。
[0030]圖1中太陽輪齒輪組中太陽輪齒數(shù)從小到大分別為78齒、91齒、N*13(N ^ 8)齒，齒輪模數(shù)均為I，壓力角均為20度,惰輪齒數(shù)為20齒,模數(shù)為I,壓力角為20度,行星輪齒數(shù)為13齒，模數(shù)為1，壓力角為20度。當惰輪與最下方的太陽輪嚙合時，可畫出6葉玫瑰線，當惰輪與中間的太陽輪嚙合時，可畫出7葉玫瑰線，當惰輪與最上方的太陽輪嚙合時，可畫出N (N芎8)葉玫瑰線。
[0031]調(diào)整太陽輪支架71使行星輪82與不同的太陽輪嚙合，即改變畫筆調(diào)節(jié)桿4與繪圖臂3間的角速度比Wr/Wl，調(diào)整作為第二轉(zhuǎn)軸的行星輪支架82到作為第一轉(zhuǎn)軸的太陽輪支架71的距離L和畫筆部件5到行星輪支架的距離R，手動驅(qū)動繪圖臂3逆時針轉(zhuǎn)動，太陽輪組件的套筒72、惰輪組件、行星輪組件、畫筆調(diào)節(jié)桿4隨繪圖臂3 —起繞太陽輪支架71逆時針轉(zhuǎn)動，同時，惰輪組件的惰輪92沿同其嚙合的太陽輪73轉(zhuǎn)動，并帶動行星輪支架81上的行星輪82順時針轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動畫筆調(diào)節(jié)桿4在繞太陽輪支架71逆時針轉(zhuǎn)動的同時繞與其平行的行星輪支架81順時針轉(zhuǎn)動，并通過畫筆部件5繪制出直線、圓、橢圓、N (N ^ 3)葉玫瑰線等不同移動軌跡的曲線。
[0032]在L=R,太陽輪73齒數(shù)與通過惰輪92與其嚙合的行星輪82齒數(shù)之比H/Zr=N，N為大于等于3的整數(shù)，則通過畫筆部件5描繪出的運動軌跡即為N葉玫瑰線，如圖2所示；在H/Zr=l，即太陽輪73齒數(shù)與通過惰輪92與其嚙合的行星輪82齒數(shù)相等，調(diào)節(jié)L和R大小即可畫出不同的圓；在H/Zr=2，即太陽輪73齒數(shù)為與通過惰輪92與其嚙合的行星輪82齒數(shù)的兩倍，調(diào)節(jié)L和R大小即可畫出不同長、短軸的橢圓，且在L=R時可畫出直線。
[0033]從附圖1中不難看出，本實用新型即使不設置用于安裝太陽輪支架71的安裝架2，本實用新型也能實施，如用手握持太陽輪支架71實現(xiàn)定位。本實用新型的中太陽輪齒輪組也可以只有一個太陽輪，根據(jù)需要隨時更換即可。本實用新型中畫筆調(diào)節(jié)桿4也不限于圖1中所示結構，可以由兩根以上的桿連接而成。
[0034]總之，本發(fā)明的實施方式不限于上述實施例，凡依本實用新型申請專利范圍及說明書內(nèi)容所作簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本實用新型專利涵蓋的范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種手動簡易繪圖儀，其特征在于，包括繪圖臂、畫筆調(diào)節(jié)桿、畫筆部件和齒輪驅(qū)動機構，所述畫筆部件安裝在所述畫筆調(diào)節(jié)桿上且能沿其移動，所述畫筆調(diào)節(jié)桿通過所述齒輪驅(qū)動機構安裝在所述繪圖臂上； 驅(qū)動所述繪圖臂繞某軸即第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，所述畫筆調(diào)節(jié)桿隨所述繪圖臂轉(zhuǎn)動的同時，并由被轉(zhuǎn)動中的所述繪圖臂驅(qū)動的齒輪驅(qū)動結構驅(qū)動，使其沿平行于所述第一轉(zhuǎn)軸的另一軸即第二轉(zhuǎn)軸反向轉(zhuǎn)動； 通過所述齒輪驅(qū)動結構調(diào)整所述畫筆調(diào)節(jié)桿與所述繪圖臂的角速度比，和/或通過所述畫筆調(diào)節(jié)桿調(diào)節(jié)所述畫筆部件到所述第二轉(zhuǎn)軸的距離，即可通過所述畫筆部件描繪出不同移動軌跡的曲線。
2.根據(jù)權利要求1所述的手動簡易繪圖儀，其特征在于，所述齒輪驅(qū)動機構包括太陽輪組件、行星輪組件和惰輪組件，所述太陽輪組件包括太陽輪支架和套裝其上固定不動的太陽輪齒輪組及套裝其上并能繞其轉(zhuǎn)動的套筒，所述太陽輪齒輪組由若干個直徑依次增大或減小的太陽輪組成，所述太陽輪支架通過所述套筒可拆卸的固定在所述繪圖臂前部，所述行星輪組件包括行星輪支架和套裝其上的行星輪，所述行星輪支架、太陽輪支架均垂直安裝在所述繪圖臂上，所述惰輪組件包括惰輪支架和套裝其上的惰輪，所述惰輪支架同樣垂直安裝在所述繪圖臂上，且位于所述行星輪支架和所述太陽輪支架之間，所述惰輪一側(cè)與一太陽輪嚙合，另一側(cè)與所述行星輪嚙合，用于兩者之間傳動，所述畫筆調(diào)節(jié)桿垂直于所述行星輪支架與所述行星輪相連； 調(diào)整所述太陽輪支架使所述惰輪與不同的太陽輪嚙合，以改變所述畫筆調(diào)節(jié)桿與所述繪圖臂的角速度比； 驅(qū)動所述繪圖臂轉(zhuǎn)動時，所述太陽輪組件的套筒、惰輪組件、行星輪組件和畫筆調(diào)節(jié)桿隨所述繪圖臂一起繞作為第一轉(zhuǎn)軸的所述太陽輪支架轉(zhuǎn)動，同時，惰輪支架上的惰輪沿同其嚙合的太陽輪轉(zhuǎn)動，并帶動行星輪支架上的行星輪反向轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動所述畫筆調(diào)節(jié)桿在繞所述太陽輪支架轉(zhuǎn)動的同時繞作為第二轉(zhuǎn)軸的所述行星輪支架反向轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權利要求2所述的手動簡易繪圖儀，其特征在于，所述太陽輪齒輪組套裝于所述太陽輪支架上的結構為:所述太陽輪齒輪組中每個太陽輪的上和下方均由螺母鎖緊，使其與所述太陽輪之間固定在一起而不發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權利要求2所述的手動簡易繪圖儀，其特征在于，所述太陽輪齒輪組中至少一太陽輪齒數(shù)為所述行星輪的N倍，N為大于等于3的整數(shù)。
5.根據(jù)權利要求4所述的手動簡易繪圖儀，其特征在于，所述太陽輪齒輪組中一太陽輪齒數(shù)與所述行星輪相等，所述太陽輪齒輪組中一太陽輪齒數(shù)為所述行星輪的兩倍。
6.根據(jù)權利要求2所述的手動簡易繪圖儀，其特征在于，在所述繪圖臂的前端沿其長度方向設有剖口，所述剖口的側(cè)壁上橫向設有一排螺孔，所述太陽輪支架和其上的套筒豎向設置在所述剖口中，并由穿過所述螺孔的螺絲頂緊所述套筒實現(xiàn)定位。
7.根據(jù)權利要求6所述的手動簡易繪圖儀，其特征在于，所述套筒的外壁上均勻地設置有多圈凸緣，相鄰兩圈凸緣之間形成截面為方形的環(huán)形槽，環(huán)形槽寬度與所述繪圖臂高度適配，所述太陽輪齒輪組中的各太陽輪等厚，相鄰兩圈凸緣的中心距與相鄰兩太陽輪的中心距相等，所述繪圖臂剖口的兩側(cè)壁卡在所述環(huán)形槽中，在使所述繪圖臂卡在相鄰的下或上一個環(huán)形槽時，所述惰輪剛好與下或上一個太陽輪嚙合。
8.根據(jù)權利要求2所述的手動簡易繪圖儀，其特征在于，所述畫筆部件安裝在所述畫筆調(diào)節(jié)桿上且能沿其移動的具體結構為:所述畫筆調(diào)節(jié)桿為一方形桿，所述畫筆部件包括畫筆和畫筆安裝塊，畫筆安裝塊上部具有方形通孔，其底面設有盲孔，畫筆安裝塊上部和下部分別設有與橫向連通所述方形通孔和所述盲孔的螺紋開孔，所述畫筆安裝在所述盲孔中，并由穿入與該盲孔連通的螺紋開孔的螺釘頂緊，所述畫筆調(diào)節(jié)桿穿入所述畫筆安裝塊的方形通孔中，并由穿入與該方形通孔連通的螺紋開孔的螺釘頂緊。
9.根據(jù)權利要求21任一權利要求所述的手動簡易繪圖儀，其特征在于，增設對準固定塊和安裝架，所述安裝架呈條狀橫向設置，其上沿其長度方向豎向設有一排圓孔，所述安裝架的一端通過一豎向的連桿固定在所述對準固定塊中部，所述太陽輪組件的太陽輪支架一端穿入其中一所述圓孔可拆卸的固定在所述安裝架上。
【文檔編號】B43L13/00GK204160965SQ201420555926
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權日:2014年9月26日
【發(fā)明者】趙浩森, 胡兆勇, 鄭重, 鐘少武 申請人:廣東工業(yè)大學