一種快速準(zhǔn)確多用途繪圖儀的制作方法

本發(fā)明涉及繪圖工具，具體是一種快速準(zhǔn)確多用途繪圖儀。

背景技術(shù)：

隨著計算機(jī)繪圖軟件的普及，有人錯誤地認(rèn)為計算機(jī)輔助繪圖能夠替代手繪圖。而且隨著多媒體教學(xué)設(shè)備的發(fā)展，很多課程都采用多媒體教學(xué)，極大地提高了一些課程的教學(xué)效果，但是這些教學(xué)手段在幾何、畫法幾何、機(jī)械制圖等課程中的應(yīng)用結(jié)果反饋來看，沒有教師在教室里的一筆一劃地教學(xué)演示，因此在人們學(xué)習(xí)幾何、制圖、工業(yè)設(shè)計等課程中，缺少了手繪圖的鍛煉，對繪制知識概念的理解和掌握程度就不高。所以近年來這些課程的教學(xué)越來越重視教師課堂手繪圖的教學(xué)。學(xué)生手繪圖作業(yè)也是此類課程的必須內(nèi)容。即使在社會的工程應(yīng)用中，現(xiàn)場測繪，工程技術(shù)交流，創(chuàng)新設(shè)計中的手繪草圖等過程也離不開手繪圖。而手繪圖一般需要的工具除了筆就是尺規(guī)?，F(xiàn)有的常見尺規(guī)和一些組合發(fā)明的繪圖工具，在繪制最常見的平行線段、垂直線段、圓和圓弧繪圖，存在準(zhǔn)確性不高，效率低等問題?，F(xiàn)有繪圖工具在使用中的問題具體介紹如下：

現(xiàn)有工具一般為兩個三角板、一個圓規(guī)等多個工具，也有一些組合型的工具。使用這些工具繪制垂直線、平行線、圓和圓弧存在準(zhǔn)確性不高，繪圖步驟繁瑣，效率低等問題。下面對現(xiàn)有工具存在的不足分別描述如下：

繪制垂直線時的操作步驟是：

常規(guī)工具：1、雙手將一個三角板一邊與一條已有直線平齊；2、一手（一般是左手，下面稱左手）按住已經(jīng)與直線平齊的三角不動，解放出另一只手（一般是右手，下面稱右手），拿起另外一只三角板；3、右手將另一只三角板的一條直角邊與已有直線平齊，并與前一只三角板靠緊，平移到垂足處；4、左手同時按住兩只三角板，并保持兩只三角板不能移動也不能轉(zhuǎn)動；5、右手拿起筆，沿著后一直三角板繪制垂線；6如果畫的平行線是通線，還要再次拿起三角板與已畫垂線平齊，然后延長。注意，繪制過程中，右手不能太用力，防止大力碰觸三角板，使其移動或錯位。這樣繪制垂線過程繁瑣，操作要求高，雙手稍有不平衡或者顫動，就會造成操作錯誤或較大偏差。因此使用現(xiàn)有工具繪制垂直線步驟繁瑣，效率低，垂直度不能保證。

專利號為CN101269600B的組合繪圖儀，將丁字尺、直尺和繪圖板組合在一起能夠?qū)崿F(xiàn)，在組合的繪圖板上方便繪制出垂線，但是離開了組合由導(dǎo)軌的繪圖板就不能實現(xiàn)方便繪制出垂線。比如在自由桌面、黑板面，工地現(xiàn)場等沒有組合繪圖板的場合就不能實現(xiàn)快速準(zhǔn)確繪制出垂線。

繪制平行線時的操作步驟是：1、雙手將一個三角板一邊與一條已有直線平齊；2、一手（一般是左手，下面稱左手）按住已經(jīng)與直線平齊的三角不動，解放出另一只手（一般是右手，下面稱右手），拿起另外一只三角板；3、右手將另一只三角板的一條直角邊與已有直線平齊，并與前一只三角板靠緊，平移到垂足處；4、左手同時按住兩只三角板，并保持兩只三角板不能移動也不能轉(zhuǎn)動；5、右手拿起筆，沿著后一直三角板刻度，找出平行直線距離已有直線的距離，并用黑點標(biāo)記；6、右手放下筆，左手按住第一個三角板不動；7、右手將另一只三角板的一條邊與前一只三角板一條變平齊靠緊；8、右手按住第二個三角板不動，左手平移第一個三角板至前面標(biāo)記的黑點處，停止并用左手按住不動；9、右手松開第二只三角板，拿起筆，沿著第一個三角板通過標(biāo)記黑點所在邊繪制平行線。這樣繪制平行線比垂線過程更繁瑣，操作要求更高。因此使用現(xiàn)有工具繪制平行線同樣存在步驟繁瑣，效率低，平行度不能保證的問題。

繪制等分線段時的操作步驟是：1、用三角板先畫出輔助線，并等分；2、用用作平行線的方法，畫出多處平行線；3、插曲輔助線和眾多平行線；出現(xiàn)的問題和繪制平行線類似。

繪制圓或圓弧時的操作步驟是：1、取出刻度尺，平放在面前；2雙手握住圓規(guī)的兩條腿，圓心所在圓規(guī)腿尖端與刻度尺0點對齊，掰開另一條圓規(guī)腿與所需直徑大小的刻度點對齊；3、一手拿起圓規(guī)頭部手持端，一手將圓規(guī)固定尖端與圓心對齊；4、按住紙張旋轉(zhuǎn)繪制圓弧。需要注意的是繪制過程中因為需要施加一定改垂直向下的壓力，防止圓規(guī)圓心尖端與紙張或者黑板面圓心點脫離，而壓力又不能太大，因為壓力方向和圓規(guī)的兩條腿不正交，容易造成在旋轉(zhuǎn)過程中直徑逐漸增大，最終繪制的圓不能封閉，而是一條螺旋線。因此這樣繪制圓弧曲線同樣存在難度大，效率低，準(zhǔn)確度不能嚴(yán)格保證的問題。

綜上所述，如何通過改進(jìn)繪圖工具，提高手繪圖的準(zhǔn)確性和效率，對課堂教學(xué)、工程技術(shù)交流、創(chuàng)新設(shè)計等方面都有提高效率和準(zhǔn)確性的作用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有繪圖工具使用時，繪制平行線、垂線、圓和圓弧準(zhǔn)確性不高，操作步驟繁瑣，效率低等問題，本發(fā)明提供了一種快速準(zhǔn)確多用途繪圖儀，該繪圖儀能夠按照給定尺寸快速準(zhǔn)確地各種線條圖形的繪制，減少了繪圖中的不同工作轉(zhuǎn)換，提高了繪圖效率。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：

一種快速準(zhǔn)確多用途繪圖儀，包括固定直尺和量角器，與現(xiàn)有技術(shù)不同的是：還設(shè)置有與固定直尺、量角器連為一體的平行線四連桿機(jī)構(gòu)、垂線機(jī)構(gòu)和圓弧滑塊機(jī)構(gòu)及刻度指針，刻度指針與固定直尺中央連接，并該連接點為中心做360度旋轉(zhuǎn)，圓弧滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)置在垂線機(jī)構(gòu)背面，平行線四連桿機(jī)構(gòu)與垂線機(jī)構(gòu)、圓弧滑塊機(jī)構(gòu)底部連接，并與垂線機(jī)構(gòu)、圓弧滑塊機(jī)構(gòu)可折疊的連為一體。

所述平行線四連桿機(jī)構(gòu)包括固定直尺和設(shè)置在固定直尺上的擺臂、搖桿、刻度指針及滑塊按鍵，擺臂上端分別與固定直尺兩邊垂直活動連接，下端與搖桿活動連接，形成四連桿機(jī)構(gòu)，刻度指針垂直設(shè)置在固定直尺上，并可沿固定直尺1旋轉(zhuǎn)，指針頂端與滑軌按鍵連接。利用四連桿機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)平行四邊形的原理，保證直尺的刻度尺一邊與平行板上下邊始終平行，而帶有刻度的指針可以旋轉(zhuǎn)過來確定兩平行線之間的垂直距離。

所述刻度指針和平行線結(jié)構(gòu)配合，不用做出輔助線即可快速畫出等分線。

所述刻度指針與固定直尺垂直連接，可組合成丁字尺結(jié)構(gòu)。

所述垂線機(jī)構(gòu)包括固定直尺和設(shè)置在固定直尺上的量角器及帶有指針的刻度尺，刻度尺下端與固定直尺垂直連接，上端與量角器連接，量角器底部與固定直尺連接。

所述帶有指針的刻度尺上垂直留有縫隙。

所述圓弧滑塊機(jī)構(gòu)包括固定直尺和設(shè)置在固定直尺上的圓規(guī)針、圓規(guī)吸盤、指針、滑軌鎖緊按鍵、活動導(dǎo)槽及鉛筆卡槽，圓規(guī)針、圓規(guī)吸盤通過松緊螺母設(shè)置在指針上，指針下端與固定直尺垂直連接，上端設(shè)有滑軌鎖緊按鍵和鉛筆卡槽，指針上垂直設(shè)有活動導(dǎo)槽，通過活動導(dǎo)槽移動滑軌鎖緊按鍵，并鎖緊鉛筆卡槽，這樣繪制圓弧，在刻度盤滑移按鍵即可得到半徑，不用拿刻度尺比對；圓規(guī)尖針處和鉛筆處以及右手向下的壓力，三處受力方向都是垂直作圖面，沒有交叉影響；鉛筆處有按鍵鎖死，不會產(chǎn)生半徑方向改變；保證了圓弧的弧度；這樣效率和準(zhǔn)確性都得到了提高。

所述平行線四連桿機(jī)構(gòu)與垂線機(jī)構(gòu)、圓弧滑塊機(jī)構(gòu)通過合頁折疊連為一體。

所述合頁為可折疊90°的金屬或塑料合頁和磁貼塊組合而成。

所述鉛筆卡槽還可以為粉筆卡槽。

本發(fā)明的有益效果是：通過將直尺，量角器，三角板，丁字尺、圓規(guī)以及新設(shè)計的三種機(jī)構(gòu)融合為一個整體，不僅方便攜帶，而且通過功能組合，還能夠按照給定尺寸快速準(zhǔn)確繪制平行線、垂直線、圓弧、等分線等；減少了繪圖中的不同工具轉(zhuǎn)換，提高了繪圖效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明繪圖儀的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為平行線四連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為垂線機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圓弧滑塊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4中A處的放大示意圖；

圖6為應(yīng)用實例中運(yùn)用現(xiàn)有畫圖工具畫平行線的圖解示意圖；

圖7為應(yīng)用實例中運(yùn)用本發(fā)明多用途繪圖儀畫平行線的圖解示意圖。

圖中:1.直尺 2.指針 3.合頁 4.圓規(guī)針 5.圓規(guī)吸盤 6.松緊螺母 7.量角器 8.指針槽 9.滑軌按鍵 10.鉛筆或粉筆卡槽 11.擺臂 12.搖桿。

具體實施方式

實施例：

參照圖1，本發(fā)明一種快速準(zhǔn)確多用途繪圖儀，由直尺1、量角器7和與直尺1、量角器2連為一體的平行線四連桿機(jī)構(gòu)、垂線機(jī)構(gòu)和圓弧滑塊機(jī)構(gòu)，圓弧滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)置在垂線機(jī)構(gòu)背面，在固定直尺1中央設(shè)置有一刻度指針2，該指針2以固定直尺1連接點為中心做360度旋轉(zhuǎn)，平行線四連桿機(jī)構(gòu)與垂線機(jī)構(gòu)、圓弧滑塊機(jī)構(gòu)底部連接，并與垂線機(jī)構(gòu)、圓弧滑塊機(jī)構(gòu)通過合頁3可折疊的連為一體。

參照圖2，所述平行線四連桿機(jī)構(gòu)包括固定直尺1和設(shè)置在固定直尺1上的擺臂11、搖桿12、刻度指針2及滑塊按鍵9，擺臂11上端分別與固定直尺1兩邊垂直活動連接，下端與搖桿12活動連接，形成四連桿機(jī)構(gòu)，刻度指針2垂直設(shè)置在固定直尺1上，并可沿固定直尺1旋轉(zhuǎn)，指針2頂端與滑塊按鍵9連接。利用四連桿機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)平行四邊形的原理，保證直尺的刻度尺一邊與平行板上下邊始終平行，而帶有刻度的指針可以旋轉(zhuǎn)過來確定兩平行線之間的垂直距離。

實現(xiàn)準(zhǔn)確快速繪制平行線的操作步驟是：a、左手握住四連桿機(jī)構(gòu)，使固定直尺1邊與已有直線平齊，撥動指針2，使其與直尺1垂直；b、右手撥動擺臂11，使搖桿12的外側(cè)邊與刻度指針2上所需刻度對齊；c、左手按住四連桿機(jī)構(gòu)，右手拿筆沿著搖桿12的外側(cè)邊畫線，即為所需平行線。這樣就將原來繪制平行線所需要的8步，變?yōu)楝F(xiàn)在的3步。而且因為四連桿機(jī)構(gòu)是平行四邊形，只要該機(jī)構(gòu)的精度得到保證，對應(yīng)的平行線的平行度就能得到保證。這樣效率和準(zhǔn)確性都得到了提高。

所述刻度指針和平行線結(jié)構(gòu)配合，不用做出輔助線即可快速畫出等分線。實現(xiàn)準(zhǔn)確快速繪制等分線段的操作步驟是：a、左手握住四連桿機(jī)構(gòu)，使固定直尺1邊與需要等分直線平齊，撥動指針2，使其與直尺1垂直（傾斜也可以）；b、右手撥動擺臂11，使其刻度指針2上所需刻度（如1cm刻度線）對齊；c、左手按住四連桿機(jī)構(gòu)，右手拿筆沿著搖桿12的一側(cè)邊畫線，即為所等分直線第一條平行線；撥動搖桿12至下一刻度（如2cm刻度線），再在搖桿12同一側(cè)繪制第二條平行線；撥動搖桿12至下一刻度（如3cm刻度線），再在搖桿12同一側(cè)繪制第三條平行線，依次類推即可等分已有直線段。

所述刻度指針2與固定直尺1垂直連接，可組合成丁字尺結(jié)構(gòu)。

參照圖3，所述垂線機(jī)構(gòu)包括固定直尺1和設(shè)置在固定直尺1上的量角器7及刻度指針2，刻度指針2上垂直留有縫隙，刻度指針2下端與固定直尺1垂直連接，上端與量角器7連接，量角器7底部與固定直尺1連接。

實現(xiàn)準(zhǔn)確快速繪制垂直線和其它各角度線的操作步驟是：a、右手撥動指針2，使指針2的內(nèi)測縫隙上端顯示出角度0°；b、左手持垂線機(jī)構(gòu)，使縫隙中顯示出已有直線，并與一側(cè)邊平齊，并將垂直線和量角器7圓心對準(zhǔn)（從指針2內(nèi)測縫隙下端能看出）； c、左手按住整體機(jī)構(gòu)，右手拿筆沿著直尺1的底邊畫線，即為所需垂直線。這樣就將原來繪制平行線所需要的5步，變?yōu)楝F(xiàn)在的3步。而且因為指針一直指向需要的角度，只要該機(jī)構(gòu)的精度得到保證，對應(yīng)的平行線的平行度就能得到保證。這樣效率和準(zhǔn)確性都得到了提高。

參照圖4-5，所述圓弧滑塊機(jī)構(gòu)包括固定直尺1和設(shè)置在固定直尺1上的圓規(guī)針4、圓規(guī)吸盤5、指針2、滑軌鎖緊按鍵9、活動導(dǎo)槽8及鉛筆或粉筆卡槽10，圓規(guī)針4、圓規(guī)吸盤5通過松緊螺母6設(shè)置在指針2末端，指針2下端與固定直尺1垂直連接，上端設(shè)有滑軌鎖緊按鍵9和鉛筆或粉筆卡槽10，指針2上垂直設(shè)有活動導(dǎo)槽8，通過活動導(dǎo)槽8移動滑軌鎖緊按鍵9，并鎖緊鉛筆或粉和卡槽10，這樣繪制圓弧，在刻度盤滑移按鍵即可得到半徑，不用拿刻度尺比對；圓規(guī)尖針處和鉛筆處以及右手向下的壓力，三處受力方向都是垂直作圖面，沒有交叉影響；鉛筆處有按鍵鎖死，不會產(chǎn)生半徑方向改變；保證了圓弧的弧度；這樣效率和準(zhǔn)確性都得到了提高。

實現(xiàn)準(zhǔn)確快速繪制圓弧或圓的操作步驟是：a、準(zhǔn)備工作：選擇圓弧吸盤5或圓弧針4，并調(diào)節(jié)松緊螺母6；在卡槽10處調(diào)整鉛筆或粉筆，并沿著活動導(dǎo)槽8移動有一定配重的滑軌按鍵9至半徑刻度處。b、左手握住平行線機(jī)構(gòu)和下方的直尺1，右手握住量角器7上端，向后旋轉(zhuǎn)，使得合頁3向后旋轉(zhuǎn)90°（設(shè)計只能旋轉(zhuǎn)90°）。C、左手將圓弧針4或圓弧吸盤5對準(zhǔn)圓弧圓心，松左手，右手握住量角器7上端旋轉(zhuǎn)，既得所需圓弧。

應(yīng)用實例

如圖6所示：a-b.雙手將一個三角板一邊與一條已有直線平齊,一手（一般是左手，下面稱左手）按住已經(jīng)與直線平齊的三角不動；c、解放出另一只手（一般是右手，下面稱右手），拿起另外一只三角板,右手將另一只三角板的一條直角邊與已有直線平齊，并與前一只三角板靠緊，平移到垂足處；c-d、左手同時按住兩只三角板，并保持兩只三角板不能移動也不能轉(zhuǎn)動；d、右手拿起筆，沿著后一直三角板刻度，找出平行直線距離已有直線的距離，并用黑點標(biāo)記,右手放下筆，左手按住第一個三角板不動,右手將另一只三角板的一條邊與前一只三角板一條邊平齊靠緊;d-f、右手按住第二個三角板不動，左手平移第一個三角板至前面標(biāo)記的黑點處，停止并用左手按住不動；f、右手松開第二只三角板，拿起筆，沿著第一個三角板通過標(biāo)記黑點所在邊繪制平行線。

如圖7所示，a.左手握住四連桿機(jī)構(gòu)，使固定邊與已有直線平齊，撥動指針，使其與直尺垂直；右手撥動擺臂，使搖桿的外側(cè)邊與刻度指針上所需刻度對齊；

b.左手按住四連桿 機(jī)構(gòu)，右手拿筆沿著搖桿的外側(cè)邊畫線，即為所需平行線。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請：

1.新設(shè)計的四連桿繪圖機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)按照給定距離尺寸，快速、準(zhǔn)確地畫出平行線和等分線段；

2.新設(shè)計出的圓弧繪制結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)按照給定半徑尺寸快速準(zhǔn)確畫出圓和圓弧，結(jié)構(gòu)上的鎖死裝置能夠防繪制圓弧過程中直徑的變動；

3.優(yōu)化設(shè)計出的改進(jìn)丁字尺結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)穿越已有直線的垂線，一步畫出；

4.融合了四連桿機(jī)構(gòu)、滑槽滑塊機(jī)構(gòu)、直尺、量角器等機(jī)構(gòu)和工具，以不同的機(jī)構(gòu)和方式，更準(zhǔn)確和高效地實現(xiàn)了圓規(guī)、三角板、量角器、丁字尺、及CN10126900、CN103818161等組合工具的功能，方便了攜帶。