多功能椭圆规制造技术

本发明专利技术是基于齿轮、齿条啮合的精确传动设计的全新样式的多功能椭圆规，通过调整零件相对位置可实现双曲线的绘制，具有精度高、操作性好、结构相对简单的特点。本发明专利技术包括四个基本参数相同的齿轮，与之相适应的两组齿条及固定部分组成，利用两个固定齿轮作为焦点，两组齿条在空间上下分别围绕固定齿轮啮合转动，两组齿条再分别啮合于两个同轴齿轮，通过螺母松紧实现同轴齿轮的同步与不同步，实现参数可调。并本发明专利技术的齿轮齿条结构原理也可用于设计抛物线绘制工具。

【技术实现步骤摘要】
多功能椭圆规
本专利技术涉及一种多功能椭圆规的结构及原理。
技术介绍
当前存在的椭圆规设计基本原理大体分为三类，一是绳索式，二是十字滑槽式，三是其他类，专门绘制双曲线的设计则更少。绳索式椭圆规在绘制时难免存在误差，十字滑槽式不方便确定椭圆焦点、不方便收纳，还有一些操作不够简单，因此难以进入学生市场。而当前高中生数学必须学习椭圆和双曲线，对能够精确绘制椭圆及双曲线的工具存在较大需求。
技术实现思路
本专利技术是基于齿轮、齿条啮合的精确传动设计的全新样式的多功能椭圆规，通过调整零件相对位置可实现双曲线的绘制。本专利技术包括四个基本参数相同的齿轮，与之相适应的两组齿条及固定部分组成，如图1、图2。本专利技术的齿轮齿条结构原理也可用于设计抛物线绘制工具。本专利技术采用两个齿轮作为圆锥曲线焦点，左焦点齿轮6可移动，并加装两根针，一根为焦点，另一根用于固定齿轮旋转，如图3，该齿轮可通过旋转件5接受手的压力使之固定在纸张面上，旋转件5经滑动固定件3连接在支架4上，支架4上可划分刻度便于调整绘图参数，滑动固定件3与左焦点齿轮6同轴。右焦点齿轮11经固定件1固定在支架4上，不移动、不旋转，右焦点齿轮结构如图4。另两个齿轮同轴，轴心安装铅笔芯9，用于画图，主动齿轮7在上，从动齿轮12在下，其中主动齿轮7加装凸台，使之能在上齿条2的滑槽内滑动，从动齿轮7加装螺纹结构，可用螺母8锁紧使之与主动齿轮7同步转动，主动齿轮结构如图5，从动齿轮结构如图6，安装示意图如图7。两组齿条一上一下组装，上齿条2设计两组滑槽，如图8，上滑槽安装右焦点齿轮11，下滑槽安装主动齿轮7，下齿条10安装在左焦点齿轮6上，并啮合于从动齿轮12，下齿条结构如图9。当螺母8锁紧，并通过旋转件5按压左焦点齿轮6使之固定后，转动上齿条2，主动齿轮轴上加装的铅笔芯9可以绘制曲线，当螺母8松动时，主动齿轮7和从动齿轮12不同步，可调整曲线参数及绘图模式。绘制椭圆基本原理见图10，齿条13、14分别在固定齿轮15、17上转动，两组齿条齿纹在两个焦点齿轮异侧，两齿条同时啮合于齿轮16，当齿轮16顺时针转动时，齿轮15与齿轮16的中心距增加，同时齿轮16与齿轮17的中心距减小，该增加值与减小值相等，即齿轮16中心到齿轮15、17中心的距离之和未改变，此为椭圆定义。绘制双曲线基本原理见图11，两组齿条齿纹在两个焦点齿轮同侧，当齿轮16顺时针转动时，齿轮15与齿轮16的中心距增加，同时齿轮16与齿轮17的中心距也增加，增加量相同，即齿轮16中心到齿轮15中心距离与到齿轮17中心的距离之差不改变，此为双曲线定义。本专利技术的齿轮齿条结构原理也可用于设计绘制抛物线的工具，利用定齿轮作为焦点，一滑槽作为抛物线准线，一组齿条垂直于滑槽并可移动，另一组齿条啮合于定齿轮转动，这两组齿条齿纹保持同侧并同时啮合于动齿轮，滑动滑槽上的齿条，动齿轮中心到焦点的距离与到准线距离保持相等，此为抛物线定义。附图说明图1是多功能椭圆规视角一结构示意图。图2是多功能椭圆规视角二结构示意图。图3是左焦点齿轮结构示意图。图4是右焦点齿轮结构示意图。图5是主动齿轮结构示意图。图6是从动齿轮结构示意图。图7是主动齿轮从动齿轮安装示意图。图8是上齿条结构示意图。图9是下齿条结构示意图。图10是绘制椭圆基本原理示意图。图11是绘制双曲线基本原理示意图。图12是绘制椭圆初始位置示意图。图13是绘制椭圆过程示意图。图14是绘制双曲线初始位置示意图。图15是绘制双曲线过程示意图。附图中：1-固定件、2-上齿条、3-滑动固定件、4-支架、5-旋转件、6-左焦点齿轮、7-主动齿轮、8-从动齿轮、9-铅笔芯、10-下齿条、11-右焦点齿轮、12-从动齿轮。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。绘制椭圆时，转动上齿条2，使铅笔芯9移动到左焦点齿轮6的左侧，并使两组齿条与支架平行，此位置为绘制椭圆初始位置，如图12。第一步，滑动左焦点齿轮6使之与右焦点齿轮11的距离等于所需绘制椭圆的焦距。第二步松开螺母8，移动铅笔芯9的位置，使之与右焦点齿轮11的距离等于椭圆长半轴距离加一半焦距的距离，并锁紧螺母8。第三步，放置于物体表面并对支架4施加一定压力，转动上齿条2，铅笔芯9将自动绘制椭圆，如图13。绘制双曲线，方法与绘制椭圆类似，转动上齿条2使铅笔芯9移动到右焦点齿轮11右侧，并使两齿条与支架平行。第一步，滑动左焦点齿轮6使之与右焦点齿轮11的距离等于所需绘制双曲线的焦距。第二步松开螺母8，移动铅笔芯9至右焦点齿轮11左侧，并与右焦点齿轮11的距离等于双曲线长半轴距离减去一半焦距的距离，并锁紧螺母8，此位置为绘制双曲线初始位置，如图14。第三步，放置于物体表面并对支架4施加一定压力，转动上齿条2，铅笔芯9将自动绘单侧双曲线，如图15。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能椭圆规，其特征在于利用两个固定齿轮作为焦点，两组齿条在空间上下分别围绕固定齿轮啮合转动，两组齿条分别啮合于两个同轴齿轮，通过螺母松紧实现同轴齿轮的同步与不同步，实现参数和模式可调，所有齿轮齿条的基本参数相同。/n

【技术特征摘要】
1.一种多功能椭圆规，其特征在于利用两个固定齿轮作为焦点，两组齿条在空间上下分别围绕固定齿轮啮合转动，两组齿条分别啮合于两个同轴齿轮，通过螺母松紧实现同轴齿轮的同步与不同步，实现参数和模式可调，所有齿轮齿条的基本参数相同。


2.一种绘制椭圆的机械结构，其特征在于利用两个固定齿轮作为焦点，两组齿条齿纹在固定齿轮异侧，齿条分别围绕两个固定齿轮转动，并同时啮合一动齿轮，所有齿轮齿条的基本参数相同，转动齿条，动齿轮中心轨迹为椭圆。

【专利技术属性】
技术研发人员：殷启铭，叶梦君，
申请(专利权)人：殷启铭，叶梦君，
类型：发明
国别省市：湖北;42