[实用新型]一种用于描绘平面椭圆的椭圆仪

说明书

本实用新型是一种用于描绘平面椭圆的椭圆仪。

现有的椭圆仪为双导轨式椭圆仪（详见上海科学技术出版社1987年出版的《机械图样快速绘图法》），由滑轨底座、活动滑轨、滑块调节杆、长、短轴调节滑芯、可调绘图笔等组成。这种椭圆仪在使用时，必须将滑轨底座置于椭圆轴上，并使滑块调节杆靠长、短轴调节滑芯沿两条互相垂直的导轨滑动，靠固定在滑块调节杆一端上的绘图笔画出椭圆。但由于受底座和滑块调节杆的尺寸的限制，体量小于底座或大于滑块调节杆的椭圆都不能画，限制了这种椭圆仪的适用范围。

本实用新型的目的是要减小上述椭圆仪受底座和滑块调节杆的尺寸的限制，提供一种适用范围大、调节和使用方便的椭圆仪。

本实用新型是这样实现的，由叉头2、摇臂3和4构成支架，在支架的两个活动端上各固定一根定位针杆5和6。细线8穿过定位针杆5和6上的小孔并缠绕在调节旋钮7上。改变摇臂3和4的张角来改变定位针杆5和6的间距。调节旋钮7用以调节定位针杆5和6之间细线8的长度。根据椭圆的定义，平面内到两定点的距离之和为一定值的动点的轨迹称为椭圆。因此，确定或改变定位针杆5和6的间距和定位针杆5和6之间细线8的长度即可确定或改变平面椭圆的形状。

以摇臂3和4的轴线所在的平面为基准平面，在叉头2下面加一平衡针杆9，使平衡针杆9、定位针杆5和6与基准平面垂直且在基准平面下的高度相等，定位针杆5和6上的小孔在基准平面上的高度相等。

为使所画的轨迹符合椭圆方程，细线8是无伸缩性的。

本实用新型还包括一支专用的绘图笔，包括笔杆10、针管笔头11和铅芯笔头12。在笔杆上有一限位杆13，与笔杆相连的还有一根斜杆14。

为使限位杆13沿细线8移动的轨迹在纸面上的投影与笔尖在纸面上画出的轨迹重合，限位杆13的轴线必须经过所用笔头的笔尖，且与纸面垂直。为此，将斜杆14设计成Y形。为减小与纸面的摩擦，斜杆的两个端头15和16成半圆形。

为使细线8所在的平面与纸面平行，定位针杆5和6上的小孔到针尖的距离等于限位杆13下端到绘图笔笔尖的距离。

上述椭圆仪的工作原理如下：调节椭圆仪的摇臂3和4使定位针杆5和6的间距等于椭圆的焦距并定位于焦点上，再将平衡针杆9置于纸上。将细线8钩挂在绘图笔的限位杆13上，拉直细线8并保持斜杆14的两个端头15和16与纸面接触，再调节调节旋钮7使绘图笔的笔尖落在椭圆的长轴或短轴的端点上。保持细线8平直及斜杆14的两个端头15和16与纸面接触，则绘图笔沿细线8移动时在纸面上画出的轨迹即为半椭圆。将椭圆仪调转180°，即可画出另一半椭圆。

由于将定位针杆5和6固定在摇臂3和4上，间距调节范围大，椭圆的焦距变化范围大；没有固定的底座，占纸面面积小；又由于用长度调节方便的细线8来限定椭圆的轨迹，因此，除受摇臂3和4、定位针杆5和6以及绘图笔的机械尺寸限制，椭圆的体量变化范围大，更适用于实际作图。

图1是椭圆仪。

图2是专用绘图笔的笔杆。

图3是针管笔头。

图4是铅芯笔头。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方案作详细说明。

在叉头2内嵌入U形弹簧片17，夹住摇臂3和4的固定端，产生足够的力矩使支架结构稳定。叉头2用螺钉18压紧。

手柄1靠其下端的螺钉垂直固定在叉头2上面，平衡针杆9靠其上端的螺钉垂直固定在叉头2下面。

以摇臂3和4的两条轴线确定的平面为基准平面。在摇臂3和4的活动端上各有一个与该基准平面垂直的光孔，孔径为所用定位针杆5和6的直径。在摇臂3和4的外侧各穿一个螺孔与定位针杆5和6垂直，用螺钉19和20    固定定位针杆5和6。

在定位针杆5和6的同一高度上各有一个小孔，孔径以能穿过所用细线8为宜。

平衡针杆9、定位针杆5和6在基准平面下的高度相等且与基准平面垂直。

调节旋钮7安装在摇臂4上的定位针杆6之后，中间内凹，凹处有一横向光孔21，与调节旋钮7的轴线垂直，用以绑扎细线8。调节旋钮7上端外侧成条纹状，以增加操作时的摩擦，下端连一螺杆，穿过摇臂4与下面的紧固螺母22连接。螺杆在摇臂中的部分为圆柱形。操作时，先松开紧固螺母22，再调节调节旋钮7以改变定位针杆5和6之间细线8的长度，操作完毕，将紧固螺母22旋紧，即可固定调节旋钮7。

所用细线8可以是无伸缩性的细尼龙线。细线8一端打结并分别穿过定位针杆5和6上的小孔和调节旋钮7上的光孔21并绑扎在调节旋钮7上。