[其他]椭圆规

说明书

本发明属于绘制椭园图形的绘图工具。

现有的绘制椭园的仪器或绘图工具种类繁多，目前已有的技术表明，这些椭园仪器或椭园规，在结构上都特别复杂，使用极不方便，需要调整的因素很多，有的仪器在定位后一次只能绘出半个椭园，有的只能画大的椭园，不能画小的椭园，有的只能画离心率很小的椭园，而对于那种很扁的椭园就没有办法画了，给绘图工作带来极大不便。到目前为止，国内外还没有一种结构简单和得心应手的绘制椭园的绘图工具。

本发明是专门为工程制图中绘制椭园的需要而设计的，主要目的在于方便广大绘图人员，在原有园规上经过结构上的改进即可方便、准确、迅速的一次绘制出合乎规格的椭园，而且解决了目前椭园规存在的各种问题。

复合园周运动形成椭园的原理是设计本发明的理论基础。这个原理的全部内容是：

在直角座标系X－A－Y（图1）中，取A、B、C三点，取A点于座标原点上，取B点使AB等于定长R，且AB与X轴正向成角α，取C点使BC等于定长r，且BC与X轴正向成角－α。在图2中，AB以角速度ω绕A点作园周运动，BC以角速度－ω绕B点作园周运动。设C点坐标为（X、Y），则C点对于坐标原点A的运动轨迹解析方程为：

X＝AB    Cos（ωt＋α）＋BC    Cos（－ωt－α）

Y＝AB    Sin（ωt＋α）＋BC    Sin（－ωt－α）

经推导整理得出：

(X²)/((R+r)²) ＋ (Y²)/((R-r)²) ＝1

与椭园的标准方程：

(X²)/(a²) ＋ (Y²)/(b²) ＝1

相比得知：a＝R＋r……椭园长半轴

b＝R－r……椭园短半轴

则C点的运动轨迹必定是椭园曲线，该椭园的大小和形状决定于半径为R和r的两种园周运动的综合结果。本发明就是用参数R和r来实现a和b这两个参数所确定的椭园的大小和形状。

本发明按复合园周运动形成椭园的原理在结构上绘制大椭园的椭园规（图3），是通过差动齿轮系〔6〕，万向接头〔5〕，调整螺母〔4〕，活动脚〔2〕，固定叉〔1〕，紧固螺丝〔7〕，把手〔9〕和绘图脚〔3〕及固紧节〔8〕来实现的。

差动齿轮系（图4）由上齿轮〔10〕，下齿轮〔11〕，行星齿轮〔12〕，挡片〔13〕和十字轴〔14〕组成。挡片〔13〕的作用是保证行星齿轮〔12〕同上、下齿轮很好配合，不使其从十字轴〔14〕中滑出。十字轴〔14〕保证差动齿轮系正常配合和工作，并保证上、下齿轮同轴。外壳是保护差动齿轮系的。差动齿轮系的工作原理是：当上齿轮〔10〕转一周时，通过行星齿轮的传递使下齿轮〔11〕转动两周，它由差动齿轮系的各部件的结构设计来保证。

万向接头（图4）是由上节头〔15〕，十字节〔16〕和下节头〔17〕组成，它起到把一个轴向运动传递到所需要的任何其他轴向上去的作用。

调整螺母〔4〕（图4）、肖子〔18〕和轴套〔19〕的作用是实现调r值并通过活动脚〔2〕来达到。

绘制小椭园的椭园规是另一个同案发明，其结构如图9所示，它是由活动脚固定针〔20〕，辅助针〔21〕，绘图脚笔尖〔22〕，差动齿轮系〔23〕，把手〔24〕和手轮〔25〕组成。其关键性组件有：

把手〔24〕    顶丝〔26〕    外壳〔27〕    星轮轴〔28〕    行星齿轮〔29〕    丝堵〔30〕    上齿轮〔31〕    手轮〔25〕    下齿轮〔32〕    绘图脚臂〔33〕    活动脚臂〔34〕

手轮〔25〕与下齿轮〔32〕是联成一体的，绘图脚〔33〕通过其上的顶丝可与下齿轮〔32〕联成一体，活动脚臂〔34〕通过其上的顶丝可与上齿轮〔31〕联成一体，把手〔24〕当顶丝〔26〕松动时，可沿其轴上、下移动，差动齿轮系的设计原理保证其上齿轮转动一周时，下齿轮转动两周。

本发明与现有椭园仪器或椭园规相比较具有以下特点：

1、结构精巧，外形美观，与园规差不多；

2、使用方便，尺寸容易调整，可在一定范围内画各种尺寸、形状的椭园，可一次成图并可重复加深；

3、绘图时和园规一样，可以自由摆动而不致给绘图带来误差；

4、结构变动部件，可放于仪器盒内与园规配套使用。

本发明第一实施例：