[其他]人型多能圆柱圆锥截面曲线规

说明书

一种绘图规的改进。

现有绘制圆锥曲线的仪器和规有三类：一是单功能的，仅能绘椭圆或双曲线或抛物线等；二是圆锥曲线绘图仪，带有比例尺等复杂结构的绘图仪器（西德专利号为DT－2325782）和带直尺、划线板、拉杆等复杂结构的绘图仪器（苏联专利号SU－53979）；三是圆锥曲线规（中国专利申请号为85200874）虽能绘椭圆、双曲线、抛物线，但其结构较复杂，没有保证规体平面垂直于纸平面的装置，且需间接作图换祘等。

本实用新型综合正圆柱和多种正圆锥截面曲线成图规律，用简单的结构和方法按不同类型已知条件用相应通用方法绘制 双曲线、抛物线和椭圆，是一种具有一线多法成图功能和把圆锥平面曲线投绘制到曲面上成空间曲线的实用绘图规。

本实用新型的结构是：主套筒⑥套在主腿②上且绕它转动和上下滑动，只转动时需用两个定位环⑤和⑦定位；套有绘笔①的笔套筒③的侧面，跟主套筒⑥的侧面接合，由螺钉（12）铰链能成任意张角，可让主腿②尖和绘笔①尖于不同位置截取所需线段。拐状的绘笔①杆的上端在笔套筒③中只作直线滑动，可根据需要用螺钉④固定在笔套筒③中。绘笔①上端杆与主腿②平行时，绘笔①拐形下端与主腿②同轴，以保证绘笔①上端杆在规体面上时，绘笔①尖也在规体面上，以便精确截取线段，调整张角和绘图。副腿（11）上套装的定位套（14）可上下滑动，螺钉（15）将定位块（16）铰链在定位套（14）上组成规体垂直定位装置，保证规体面与绘面垂直，以便精确截取线段和绘图。主腿②和副腿（11）平行装于带规柄⑨的U形夹⑧内，使其能开合，组成人形多能圆柱圆锥截面曲线规。用本实用新型绘图时，由副腿（11）控制的与绘图面成一定倾角的主腿②于空间中静止不动，主套筒⑥绕主腿②转动或滑动，带动套在笔套筒③内的能伸缩的绘笔①作复合运动，从而完成绘制椭圆、双曲线、抛物线等功能。当在平面上调整好规体各部件角度和长度绘制所需图形后，只要固定主腿②尖和副腿（11）尖于曲面上，就可把平面曲线投绘在曲面上成空间立体曲线。这是现有技术未能达到的。

与现有技术比较，除结构简单外，还具有一线多法成图功能，操作简便，对不同类型已知条件，一般无需间接作图换祘就可直接利用，只调整二个张角，便灵活地绘出所需圆锥曲线。

附图：

图1    人形多能圆柱圆锥截面曲线规示意图。

图2    正圆锥截面法（一）绘制椭圆和双曲线的示意图。

图3    正圆锥截面法（一）绘制抛物线的示意图。

图4    正圆锥截面法（二）绘制椭圆、双曲线、抛物线的示意图。

图5    正圆柱截面法绘制椭圆的示意图。

甲、正圆锥截面法（一）绘圆锥曲线

在平面π上已知圆锥曲线上相异的两点H和F，其到曲线的对称轴LG的距离分别为HG＝h，FL＝l，LG＝f，且0≤l＜h，当曲线为椭圆和双曲线时，则取FL，HG为曲线对称轴同侧（椭圆时应在长短轴同侧）的情形。要求绘出此圆锥曲线。在该条件下，可绘制椭圆、双曲线、抛物线各一条。而在绘图过程中，适当控制截取两个张角α＜ (π)/2 （正圆锥的母线与锥轴交角）和β≤ (π)/2 （锥轴与绘图面π交角），则α＜β时，为椭圆，α＞β时，为双曲线、α＝β时，为抛物线。这就是据三个已知长度先α后β调这二个张角实现绘图的总思路。

一、绘制椭圆、双曲线的步骤如下：（图2的说明）

步1、在平面π上作FL和HG均垂直于LG，使FL＝l，HG＝h，LG＝f，0≤l＜h。

步2、张开主腿②与副腿（11）成张角，主腿②尖始终放在G上，副腿（11）尖放在LG的延线上，定位块（16）紧贴π面，锁紧螺钉（15），使规体面垂直于π。

步3、靠拢    两定位环⑤和⑦用螺钉（13）和⑩将主套筒⑥锁紧限制在适当位置上（绘椭圆时，为使α＜β，定位环上升些；绘双曲线时，为使α＞β，定位环下降些）只能绕主腿②转动，再把绘笔①尖放在H点上，锁紧螺钉（12），松开螺钉（15），绘笔①尖放在F点上，定位块（16）紧贴π，锁紧螺钉（15），则旋转绘笔①就可在π上绘出所需椭圆和双曲线。

二、绘制抛物线的步骤如下：（图3的说明）

由于绘制抛物线时，锥轴不能过焦点，且必须α＝β，现以赏试法为例：

步1、在平面π上作MN∥LG，且使FL和HG均垂直于LG，FL＝l，HG＝h，LG＝f。