[发明专利]一种多功能矢量运算器

说明书

技术领域

本发明涉及一种文具，具体涉及一种用于计算矢量合成或分解的多功能矢量运算器。

背景技术

矢量的计算是现代学生必修的课程之一，对于矢量的合成和分解问题，在非特殊角情况下计算矢量的大小和方向，要先测出两个矢量的相对角度，再用余弦定理进行运算，运算繁锁，而且对于初学者来说，在纸面上用平行四边形定则计算矢量的合成和分解，表达得不够直观、生动，使人理解得比较慢。

发明内容

本发明所要解决的问题是，针对上述技术的不足，设计出一种能够直接求出待测矢量大小和方向的多功能矢量运算器。

本发明为解决其问题所采用的技术方案是：一种多功能矢量运算器，包括四条首尾相铰接成四边形的测量边，四边形的其中一组对角上铰接有斜边，测量边和斜边上设有刻度线和刻度数字，测量边和斜边均为伸缩杆，在斜边的一端设有量角器。

在本发明中，所述伸缩杆由若干条空心支杆组成，后一条空心支杆插入前一条空心支杆内，空心支杆上设有刻度线和刻度数字。

在本发明中，位于最前面的空心支杆的刻度数字沿其伸缩方向由小到大排列，位于其后的空心支杆上的刻度数字的排列方向与最前面的相反，且后面的空心支杆的刻度数字的初始值为前一条空心支杆的最大值。

在本发明中，相邻两条空心支杆通过定位螺栓固定。

在本发明中，所述四边形至少一个角上设有向外凸出的把手。

在本发明中，与把手相邻的两条测量边的末端分别设有圆规脚和铅笔。

在本发明中，所述相邻测量边的铰接处设有通孔，量角器通过转轴插入通孔中。

本发明的有益效果是：在对矢量进行合成和分解运算时，根据已知条件将测量边和斜边调节成相应的平行四边形，就可以从测量边和斜边的刻度数字上直接读出待求矢量的大小和方向，操作简单、计算方便，而且其表达方式明确、直观，非常适合作为示教工具，方便初学者理解和学习。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的后视图；

图3为本发明测量边的刻度线和刻度数字。

具体实施方式

参照附图1至图3，本发明所提供的一种能够直接求出待测矢量大小和方向的多功能矢量运算器，包括四条首尾相铰接成四边形的测量边11、12、13、14，四边形的其中一组对角上铰接有斜边2，测量边11、12、13、14和斜边2上设有刻度线和刻度数字，测量边11、12、13、14和斜边2均为伸缩杆，在斜边2的一端设有量角器3。

作为优选的实施方式，所述伸缩杆由若干条空心支杆组成，后一条空心支杆插入前一条空心支杆内，空心支杆上设有刻度线和刻度数字，位于最前面的空心支杆的刻度数字沿其伸缩方向由小到大排列，位于其后的空心支杆上的刻度数字的排列方向与最前面的相反，且后面的空心支杆的刻度数字的初始值为前一条空心支杆的最大值。这样使用时，所读取的数字为最后一条空心支杆与前一条空心支杆交界处的数字。

在本实施例中，所述相邻两条空心支杆通过定位螺栓4固定，当伸缩杆拉伸到需要的距离时，就用定位螺栓4使之固定并保持固定长度。为了方便操作和使用，四边形至少一个角上设有向外凸出的把手5，把手5设在斜边2的延长线上，这样通过把手5能更好地移动测量边11、12、13、14和斜边2。

进一步，与把手相邻5的两条测量边的末端分别设有圆规脚6和铅笔7，而且相邻测量边的铰接处设有通孔8，量角器3通过转轴插入通孔8中。这样使整个矢量运算器具有更多的功能，将斜边2和未安装有圆规脚6或铅笔7的测量边拆卸掉，可将矢量运算器转换为圆规使用，一举多得。

本发明的工作原理：以矢量的合成为例，假设有两个力F1=60N、F2=80N，其夹角为80°，先把将与量角器3相邻两条测量边11、14的最大刻度分别调节到60mm和80mm的刻度处，再拧紧其背后的定位螺栓4，然后量角器3的零点作为两个力的共同作用点并使量角器3上的零刻度线正对测量边11的轴心线，再调节另一个测量边14使其轴心线正对量角器800刻度线，这两条轴心线的夹角就是F1 、F2的夹角了。最后分别将测量边13、12的有效长度调节到60mm和80mm，这样就可以直接从斜边2上读出合力的大小，从量角器3读出其角度的大小。