[实用新型]抛物线规

说明书

本实用新型涉及绘图仪器，特别是绘制曲线用的曲线规。

几何曲线的绘制，通常采用描点作图方法和规尺作图方法进行绘制。采用规尺绘图，较之描点法作图，具有简便、快速、准确的优点。但是目前却只有少数的几种曲线能采作规尺进行绘制，如绘制圆和椭圆的圆规、椭圆规。而目前进行抛物线的绘制，仍只能采用描点作图法。

鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种能绘制抛物线的抛物线规。

本实用新型根据抛物线的到一定点和定直线为等距的点的轨迹是抛物线的几何定理，和抛物线的焦点，准线和顶点所在坐标轴的关系，采用三根滑杆和两平行滑道，配以滑块和铰链构成抛物线规，来实现其目的。

本实用新型的抛物线规(参见附图)，包含尺座，在尺座上的滑杆(4)上有滑块(5)，尺座上的调节孔(8)中的平移调节杆(7)与平行于滑杆的滑槽(6)相连，尺座上的与滑杆相垂直的长形孔(13)经调节螺钉(16)与摆杆(14)铰联，滑槽(6)中的直角滑块(9)上的与滑槽垂直的滑道(10)中有平移尺(11)，摆杆上的长槽孔(15)套配在直角滑块(9)的滚柱(12)上，经滚柱(18)与滑块(5)铰联的直角滑块(17)上的相互垂直的两滑道中分别配装摆杆(14)和滑尺(19)，滑尺与平移尺铰联，平移尺上有装插画线笔的笔孔(22)。

上述尺座呈长框形，有长条形的面板(1)及其两端相连的两块端板(3)，上述的长形孔(13)在面板的中部，上述的调节孔(8)在两端板上各有一个且呈相对称的长孔形，上述的滑槽(6)呈燕尾槽轨形，上述的滑尺(19)和平移尺(11)的铰联部有铰轴(20)和垫块(21)。

上述的调节螺钉(16)为抛物线的焦点，滑槽(6)的中心线为抛物线的准线，滑杆(4)为抛物线顶点的横座标轴。摆杆(14)、滑尺(19)、平移尺(11)，由直角滑块(17)连接形成的直角三形；以及平移尺(11)、滑槽(6)，由直角滑块(9)连接形成的垂直关系，构成了绘制抛物线的主要条件。依靠调节螺钉(16)本身和平移调节杆(7)，改变调节螺钉(16)和滑槽(6)的距离，即改变抛物线焦点与准线之间的距离，可按要求画出各种曲度的抛物线。用调节螺钉(16)调整焦点的位置时，须同时用平移调节杆(7)调整滑槽(6)的位置，以保证抛物线的准线与顶点、焦点与顶点的横座标轴(即滑杆4的中心线)的距离相等。

为方便说明，根据上述抛物线规的结构绘制出本抛物线规的机构简图，如图4所示。图中，调节螺钉16为抛物线的焦点，滑槽6的中心线为抛物线的准线，滑杆4为抛物线顶点的横座标轴。机构各件的运动如下，滑块5沿滑杆4滑动，直角滑块9沿滑槽6移动时中心的轨迹与滑杆4平行，调节螺钉16到滑杆4的距离与直角滑块9中心的轨迹到滑杆4的距离相等，摆杆14可绕调节螺钉16转动，直角滑块17沿摆杆14滑动的同时依靠滚柱18与滑块5铰联而随滑块5沿滑杆移动，直角滑块9依靠其上的滚柱12与摆杆14上的滑槽孔15相配合而沿摆杆14滑动。平移尺11随直角滑块9沿滑槽6作平行移动的同时，沿直角滑块9的滑道10作垂直于滑槽6的垂直移动，滑尺19沿直角滑块17中的滑道作与摆杆14相垂直的移动，滑尺19和平移尺11铰接于铰轴20，机构各部分可运动的方向如图中箭头所示。虚线23为铰接点20运动的抛物线轨迹。

根据抛物线的机构简图，对抛物线规作如下的几何证明：

为方便叙述，设铰轴20为A点，滚柱12为B点，滚柱18为C点，调节螺钉16为D点。

因为滑槽6平行于滑杆4，根据平行线等分切割定理，所以BC=CD。

又因为AC垂直于BD，故AC为BD的中垂线，

所以        AB=AD，

再因为平移尺11与滑槽6相垂直，AB为A点到B点直线轨迹的距离。

根据抛物线定理：到一定点和定直线为等距的点的轨迹是抛物线，所以A点的轨迹是抛物线。

又因为A点是平移尺11上的一点，平移尺的运动为垂直、平行移动，即在坐标系内作平行于X轴和Y轴的运动，所以平移尺11上全部各点的轨迹均是抛物线。

根据以上所说，本抛物线规可将画线笔安放在平移尺11上的任意位置，而绘制出所需要的抛物线。本实用新型将画线笔设置在平移尺11的自由端。

本实用新型的上述结构，能根据要求绘制所需的抛物线，与已有的描点作图相比，用于绘制抛物线，具有简单、快速、准确的优点。可作为教师的教具和学生的作图工具，也可用作工程上抛物线的绘制。

下面，再用实施例及其附图对本实用新型作进一步地说明。

附图的简要说明。