[实用新型]万向比例尺

说明书

本实用新型属于比例测量工具领域，具体涉及一种测量两个三维立体物品之间比例关系的工具。

在产品制造业中，三维立体缩放比例的运用十分普遍。比如，立体仿形制造、立体缩放比例制造、立体仿形雕刻、造型雕塑、大中型石刻石雕等。长期以来，如何准确、方便的测量三维立体的缩放比例始终是一个难题，尤其对立体形状复杂的大中型产品来说几乎无法实现。从技术角度看，立体缩放制造中，正确放大或缩小物体的比例非常重要，换句话说，它是衡量这类产品制造水平和质量的重要标志。如果要想保证准确的缩放比例，三维立体比例测量工具不可缺少。而现有技术中，还没有一种结构简单实用的三维立体比例测量工具。目前制做立体形状复杂的大中型造型雕塑产品，通常是依赖工匠们的眼力和经验，结果是既繁琐费时又容易失真。也有使用“点线机”作为测量工具进行同比例仿雕，这样做需要事先制做一个1∶1模型。总之，目前从立体缩放制造的工艺过程和要求，以及现有技术背景来看，设计一种结构简单实用的三维立体比例测量工具十分必要。

本实用新型目的是提供一种实用、准确、方便的测量两实体之间三维立体比例的工具。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种万向比例尺，包括基座、两个并列的平面平行四杆机构以及连杆机构，每个四杆机构由纵向设置的主标杆、主标平行杆和横向设置的测标杆、测标平行杆组成，两个主标杆的一端延伸出一段摇臂，摇臂端通过球面副与基座连接，两个测标杆的一端延伸出一段悬臂，悬臂端为测量端；连杆机构由主横杆、副横杆和横杆平行机构组成，主横杆与两个球面副的中心连线平行，而且每端至少通过一个绕X轴转动副和一个绕Z轴转动副与主标杆连接，副横杆与主横杆平行，而且每端至少通过一个绕X轴转动副和一个绕Z轴转动副与主标平行杆连接，主横杆与副横杆通过横杆平行机构保持空间平行运动，从而使两个并列的平面平行四杆机构构成空间平行联动机构；两个测标杆的高度比等于测量悬臂的长度比，以此构成缩放比例或同比测量结构。

上述技术方案中，所述“基座”实质是比例尺的一种基准支承结构，也可以称为支架、支座、底座、底盘、底架等。所述“平面平行四杆机构”是机械原理中所述的平行四边形机构，其中两杆相交处通过转动副连接。所述“转动副”也是机械原理中两构件组成的能产生平面相对转动的联接关系。所述“球面副”是机械原理中两构件组成的能产生空间相对转动的联接关系。所述“空间平行联动”是指两个并列的四杆机构在空间保持平行，且具有联动性。

上述技术方案中，所述主横杆两端可以分别通过球面副与两个主标杆连接，以替代一个绕X轴转动副和一个绕Z轴转动副，因为球面副中包含有一个绕X轴转动副和一个绕Z轴转动副。同理所述副横杆两端也可以分别通过球面副与两根主标平行杆连接。

上述技术方案中，所述横杆平行机构可以选择下列四种方案中的一种：

1、横杆平行机构由控制杆和设在基座上的滑动结构组成，滑动结构的滑动方向平行于基座上的两个球面副的中心连线，控制杆上设有伸缩滑动机构，控制杆的一端通过绕Y轴转动副与副横杆连接，另一端也通过绕Y轴转动副与滑动结构中的滑动件连接。这种方案的优点是既能主横杆与副横杆在空间运动中保持平行，又能在空间运动中定位。

2、所述横杆平行机构为V形机构，V形机构由两根构成V形的杆件组成，两根杆件的一端通过绕Y轴转动副连接，两根杆件的另一端通过一个绕Y轴转动副和一个沿Y轴滑动副分别与主横杆和副横杆连接。这种方案结构简单。

3、所述横杆平行机构为X形机构，X形机构由两根构成X形的杆件组成，两根杆件的中点通过绕Z轴转动副连接，每根杆件的一端通过一个绕Z轴转动副和沿Y轴滑动副与主横杆连接，另一端通过一个绕Z轴转动副和沿Y轴滑动副与副横杆连接。这种方案使用效果好。

4、所述横杆平行机构为I形机构，I形机构由两根构成I形的伸缩杆组成，两根伸缩杆通过沿X轴滑动副连接，其中一根伸缩杆通过一个绕Y轴转动副和一个沿Y轴滑动副与主横杆连接，另一根伸缩杆通过一个绕Y轴转动副和一个沿Y轴滑动副与副横杆连接。这种方案结构简单，但主横杆与副横杆在空间中受滑动副长度限制。

上述技术方案中，为了使万向比例尺能够测量各种缩放比例的物体，四杆上均设有转动副位置调节结构，四杆相交位置通过调节结构在杆体方向可调，而且四杆上标有刻度线。这样可以通过调节两个测标杆的高度比等于测量悬臂的长度比的数值来实现各种缩放比例。所述转动副位置调节结构为设在四杆中的丝杠螺母机构。