[实用新型]变螺距演示及螺线绘制仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种教学仪器和工程制图仪，是把圆周运动和径向直线运动统一起来的装置，具体地说是一种能直观演示极坐标系下不同螺线的函数关系并绘制出相应螺线的绘图仪。

背景技术

随着我国中高等教育事业的发展和技术进步，教师教学、学生学习、工程设计、现场施工等都需要快捷方便多功能的演示和绘图仪器。阿基米德螺线是常用的螺线之一，在中等数学、大学数学和工程制图中占有重要地位，通过直观演示极坐标系下的函数关系并描绘出相应的连线，既能减轻教师的教学压力也能帮助学生理解和领会，是提高数学、制图等课程教学质量的重要手段。阿基米德螺线在实际应用中也异常广泛，工程技术人员在各种设计、图纸绘制，施工人员在现场的许多布线，要经常用到阿基米德螺线。目前的画图主要采用手工列表描点、计算机软件赋值打印等方法，取点繁琐计算结果主要为近似值，定点间的连线多用折线或离散点代替，看不到真实曲线形成的全貌，绘画效率低且联动性和通用性差，操作简单使用方便的演示和绘图仪器是他们的急需。

为了解决上述问题，近阶段也出现了少数涉及螺线的装置，如，专利申请号为201410227956.5的文献中给出了“多功能机械用绘图板”，主要是把传统用的直尺、三角板和量角器独立地结合在一起,完成各自的功能或部分合作功能，不能绘制非圆弧曲线；专利号为201320648009的文献中给出了“一种函数图像演示装置”，实现方式是：利用有源晶振逻辑控制模块、驱动模块等电子信息技术材料，只能在点阵液晶显示模块上观看对数函数图像的视频资料，无直接函数关系及曲线描绘功能；专利号为201410577646的文献中给出了“一种凸轮轮廓曲线绘制演示仪”，只能绘制凸轮闭曲线图形，难以完成极坐标系下的等距螺线的绘制。

综上所述文献存在如下不足：不能通过简单的机械构件直观演示阿基米德螺线的极坐标对应关系，不能通过简单操作亲手绘制出各种螺线，尤其是不利于学生个人用于学习，也不易在固定平面或工作现场绘制曲线，功能不足适用性低。

发明内容

为了克服手工画图做不到或现有仪器中缺少的功能，本实用新型的目的是提供一种变螺距演示及螺线绘制仪，该装置能在教室、绘图室、施工现场使用，操作简单功能齐全携带方便，绘制的螺线清晰准确，工作效率高。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种变螺距演示及螺线绘制仪，其特征在于：该仪器包括定位支架、轨道圆盘、辅助支脚、滑槽推杆、滚轮支杆、压线杆、画笔、连索；所述定位支架包括支杆，在支杆的上下端分别设有抓手盘和锥形尖顶，在支杆的中部设有活动轴套，在轴套的上部支杆上开有固定孔；轨道圆盘通过固定孔固定在支杆上，两个辅助支脚分别固定在轨道圆盘的外缘或中部，滑槽推杆的内侧一端垂直固定在定位支架的轴套上，在滑槽推杆上分别固定着滚轮支杆、压线杆和画笔，轨道圆盘、滚轮支杆、压线杆、画笔通过连索连接。

本实用新型中，轨道圆盘由透明盘底、缠线轮圈、圆箍套构成，透明盘底是具有一定厚度和强度的透明圆环盘，圆箍套连接在透明盘底的内环上，在透明盘底的下面圆箍套的外面固定有多个半径不同的缠线轮圈，在每个缠线轮圈的外侧开有绕线槽沟，在槽沟的底部设有线卡，在透明盘底外缘和中部都留有支脚插孔，在透明盘底的上面设有量角盘和极轴，轨道圆盘通过圆箍套上圆孔与定位支架上的固定孔连接在一起。其中，透明盘底、缠线轮圈、圆箍套有共同的圆心，缠线轮圈的半径为R＝b。

本实用新型中，辅助支脚由平板支架、支脚支杆、地脚、带孔套管、弹簧管架、锁箱等构成，弹簧管架、锁箱嵌在平板支架的中部，在弹簧管架的上端设有螺旋弹簧，在弹簧内有支杆穿过，支杆的上下两端分别设有按钮盘和地脚，在支杆的中部套有一段带孔套管，在锁箱内的上部设有弹簧锁舌，在锁箱内的下部设有推压开关，平板支架两端各开有钉孔。辅助支脚用销钉把平板支架固定在轨道圆盘的支脚插孔处。其中，带孔套管和锁箱结合紧密，以弹簧锁舌伸出能锁住带孔套管为准。

本实用新型中，滑槽推杆由薄板杆、带槽滑块构成。在薄板杆的中部开有滑槽，带槽滑块嵌在滑槽内，在带槽滑块的中部开有画笔插孔，在画笔插孔的两旁各开有接线孔，在薄板杆的两端分别开有内轴孔和转动支杆插孔，在薄板杆上内轴孔一端的一侧开有多个线杆插孔另一侧刻有刻度尺，在转动支杆插孔的边缘上设有管套，管套上开有销钉孔。滑槽推杆通过内轴孔连接在定位支架上的活动轴套上。其中，线杆插孔的中心离内轴孔中心的长度与缠线轮圈的外半径对应相同。滑块的初始位置定为ρ₀＝a。