專(zhuān)利名稱(chēng)：一種螺旋儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型的螺旋儀涉及文具用品，具體地說(shuō)是一種用于繪制各類(lèi)螺旋線及其相關(guān)的復(fù)雜空間曲線的工具。

背景技術(shù)：
在學(xué)校教學(xué)、工程設(shè)計(jì)和機(jī)械加工時(shí)，常會(huì)遇到螺旋線和與之相關(guān)的空間曲線，目前，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的繪制工具，通常采用計(jì)算坐標(biāo)點(diǎn)的方法來(lái)描繪，比較麻煩，也不準(zhǔn)確，現(xiàn)行的電腦制圖，就是根據(jù)這一近似方法編制程序的，用數(shù)控機(jī)床對(duì)相關(guān)曲面輪廓的加工，也是按這一原則設(shè)定的。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種能準(zhǔn)確無(wú)誤地直接繪制出各種螺旋線和與之相關(guān)的復(fù)雜曲線的螺旋儀。
按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，它包括頂端鉸接于手柄處的兩個(gè)撐腳，在手柄處設(shè)有銷(xiāo)軸，在其中一個(gè)撐腳底端連接可左、右移動(dòng)的桿體，桿體上活動(dòng)連接平衡臂，平衡臂開(kāi)有滑槽，滑槽內(nèi)設(shè)有沿滑槽滑動(dòng)的滑輪，滑輪套在手柄處設(shè)置的銷(xiāo)軸上，撐腳的底端呈尖頭狀，在平衡臂和/或桿體上設(shè)有點(diǎn)記錄裝置。
桿體為螺桿，在桿體外套設(shè)與之配合的螺紋管，螺紋管的右端部上設(shè)有轉(zhuǎn)輪。螺紋管外套設(shè)軸承，桿體和螺紋管通過(guò)軸承連接于撐腳的底端。與平衡臂活動(dòng)連接處的桿體上設(shè)置點(diǎn)記錄裝置。撐腳下端插接有腳架，撐腳上設(shè)有將腳架固定的緊固螺栓，使得腳架與撐腳呈可伸縮連接；撐腳下端插接有腳架，撐腳上設(shè)有將腳架固定的緊固螺栓，使得腳架與撐腳呈可伸縮連接，腳架的底端設(shè)有尖頭狀的刺針。
本實(shí)用新型可以像用普通圓規(guī)畫(huà)圖那樣，準(zhǔn)確無(wú)誤地繪制螺旋線和一些相關(guān)的復(fù)雜空間曲線的柱面螺旋線、錐面螺旋線、球面螺旋線、橢球面螺旋線等等，可以提高效率及繪制質(zhì)量。

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為繪制鈸面螺旋線時(shí)的示意圖。
圖3為繪制橢圓旋轉(zhuǎn)面與球面、柱面螺旋線時(shí)的示意圖。
圖4為繪制扁圓旋轉(zhuǎn)面、錐面時(shí)的示意圖。
圖5為繪制葉面螺旋線時(shí)的示意圖。
圖6為繪制卵圓旋轉(zhuǎn)面、橢圓旋轉(zhuǎn)面及球面螺旋線時(shí)的示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖所示本實(shí)用新型的螺旋儀，它包括頂端鉸接于手柄處的兩個(gè)撐腳1、10，在手柄處設(shè)有銷(xiāo)軸，在其中一個(gè)撐腳10的底端連接可左、右移動(dòng)的桿體9，桿體9上活動(dòng)連接平衡臂15，平衡臂15開(kāi)有滑槽13，滑槽13內(nèi)設(shè)有沿滑槽13滑動(dòng)的滑輪2，滑輪2套在手柄處設(shè)置的銷(xiāo)軸上，撐腳1的底端呈尖頭狀，在平衡臂15和/或桿體9上設(shè)有點(diǎn)記錄裝置14。
桿體9為螺桿，在桿體9外套設(shè)與之配合的螺紋管7，螺紋管7的右端部上設(shè)有轉(zhuǎn)輪8。螺紋管7外套設(shè)軸承6，桿體9和螺紋管7通過(guò)軸承6連接于撐腳10的底端。與平衡臂15活動(dòng)連接處的桿體9上設(shè)置點(diǎn)記錄裝置14。
撐腳1下端插接有腳架4，撐腳1上設(shè)有將腳架4固定的緊固螺栓3，使得腳架4與撐腳1呈可伸縮連接；撐腳10下端插接有腳架40，撐腳10上設(shè)有將腳架40固定的緊固螺栓30，使得腳架40與撐腳10呈可伸縮連接，腳架4的底端設(shè)有尖頭狀的刺針12。
如圖1所示，和軸承6內(nèi)環(huán)結(jié)合的螺紋管7，固定在空心轉(zhuǎn)輪8的內(nèi)壁，螺紋管8內(nèi)的螺桿狀的桿體9上設(shè)置點(diǎn)速記裝置14，和螺桿狀的桿體9活動(dòng)連接的直尺15上滑槽13內(nèi)的滑輪2套在撐腳1與撐腳10鉸接處即手柄部位的固定銷(xiāo)軸上；軸承6的外環(huán)固定在撐腳10一腳架端部的螺孔5處。使用前，須先了解工具參數(shù)，如欲繪制阿基米德螺旋線即P＝P0+aθ所確定的螺旋線時(shí)，設(shè)螺桿狀的桿體9上螺距(兩相鄰螺紋之間的距離，或轉(zhuǎn)輪8轉(zhuǎn)一周時(shí)使螺桿移出的長(zhǎng)度)為s，轉(zhuǎn)輪8的半徑為r，若2πr/s＝N，則令N為工具參數(shù)，可由制造工具時(shí)確定。了解到N之后，將圓規(guī)帶針的一腳對(duì)準(zhǔn)紙面的坐標(biāo)原點(diǎn)，將圓規(guī)帶轉(zhuǎn)輪的一腳調(diào)整在離原點(diǎn)等于R＝Na的位置，使螺桿軸線和P0＝aθ0時(shí)的直線重合后，將點(diǎn)速記裝置M調(diào)整至P0長(zhǎng)的端點(diǎn)，然后，以原點(diǎn)為中心，R為半徑使轉(zhuǎn)動(dòng)輪滾動(dòng)，則點(diǎn)速記裝置M所描出的軌跡線就是P＝P0+aθ的圖像，若P0＝0，可將螺桿狀的桿體9軸線與坐標(biāo)軸重合后，調(diào)整點(diǎn)速記裝置M至原點(diǎn)即可。
如圖2，在上面畫(huà)螺旋線的同時(shí)，在直尺15(螺桿平衡臂)上某點(diǎn)M處安裝記錄裝置，其點(diǎn)速記裝置M在直尺15上的位置在離它和螺桿狀的桿體9的連接點(diǎn)的距離等于m，圓規(guī)手柄處銷(xiāo)軸到螺桿狀的桿體9的距離等于n，以原點(diǎn)為中心，R(＝Na)為半徑，使轉(zhuǎn)輪滾動(dòng)，則在圖1中所述畫(huà)這螺旋線的同時(shí)，M點(diǎn)處的速記器所描繪的跡線是P＝aθ所表示的螺面和m2/z2-(x2+y2)/(n-z)2＝1，或所表示的鈸面的交線，即所謂鈸面螺旋線。其中后式表示圓規(guī)腳針不與螺桿軸線垂直。(P＝nSecr-m)。
如圖3，另備一根和直尺15同樣的直尺，使其豎直固定在圓規(guī)帶腳針的一腳，再取一長(zhǎng)度等于m的直尺，一端設(shè)銷(xiāo)軸11，且和直尺15的滑槽13內(nèi)可以活動(dòng)的滑輪2套接，一端與螺桿5活動(dòng)連接，以原點(diǎn)為中心，R(＝na)為半徑，使轉(zhuǎn)輪滾動(dòng)，原速記器在紙面畫(huà)出螺旋線的同時(shí)，直尺上和螺桿接點(diǎn)距離等于n的點(diǎn)速記裝置M處所描出的跡線是螺面P＝aθ和橢圓旋轉(zhuǎn)面(x2+y2)/(m-n)2+z2/2＝1的交線，即所謂橢圓旋轉(zhuǎn)面螺旋線；若m＝2n，則為P＝aθ與x2+y2+z2＝n2所表示的螺面與球面的交線，即所謂球面螺旋線；若m＝n，即直尺端所描出的跡線是線螺；若直尺15的豎直位置不在圓規(guī)帶腳針的一腳，在離腳針點(diǎn)的離距等于b，但又在圓規(guī)平面內(nèi)，則直尺(長(zhǎng)為m)端點(diǎn)所描出的跡線是其準(zhǔn)圓半徑為b的柱面螺旋線。
如圖4、圖3中所備直尺15在圓規(guī)帶腳針的一腳和螺桿不再垂直，設(shè)夾角為α，則長(zhǎng)等于m的直尺上離與螺桿接點(diǎn)等于n時(shí)的M點(diǎn)的軌跡是螺面(P＝aθ)和所謂扁圓旋轉(zhuǎn)面()的交線，即所謂扁圓旋轉(zhuǎn)面螺旋線；若α＝π/2，則為上面第3種情況，而與螺桿活動(dòng)連接的直尺(長(zhǎng)度等于m)端點(diǎn)，即滑輪處點(diǎn)的軌跡是螺面(P＝aθ)和錐面()的交線，即錐面螺旋線。
如圖5，若有一圓形滑軌，圓形半徑為r，滑軌上有可以活動(dòng)的滑輪2，一長(zhǎng)等于m的直尺一端有銷(xiāo)軸和此滑輪2套接，另一端和圖1所示中螺桿狀的桿體9活動(dòng)連接，當(dāng)圓形滑軌的中心固定于離圓規(guī)腳針端點(diǎn)等于b的豎直位置(可按此要求固定在圓規(guī)腳架上)時(shí)，以原點(diǎn)為中心，R(＝Na)為半徑使轉(zhuǎn)輪滾動(dòng)時(shí)，直尺上和螺桿接點(diǎn)等于n的點(diǎn)M的軌跡是螺面(P＝aθ)和所謂雙葉旋轉(zhuǎn)面()的交線，即所謂雙葉旋轉(zhuǎn)面螺旋線。
如圖6，若圖5中圓形滑軌的中心與坐標(biāo)原點(diǎn)(圓規(guī)腳針)重合，即b＝0，則為P＝aθ和的交線，即所謂卵圓旋轉(zhuǎn)面螺旋線。
若圖6中直尺長(zhǎng)m等于圓形滑軌的圓半徑r，則為P＝aθ和(x2+y2)/(m2+n2)+z2/(m-n)2＝1的交線，即為橢圓旋轉(zhuǎn)面螺旋線。
可按需求繪制任意形狀的螺旋線，只要在直尺15端部的滑輪2所安的軌道取向上作選擇就可確定。
本實(shí)用新型的裝置在工業(yè)實(shí)踐中也是螺旋線切割加工和螺面加工以及相關(guān)曲面加工的簡(jiǎn)易圖示，將其原理應(yīng)用到工藝裝備中去，可達(dá)事半功倍效果。且對(duì)傳統(tǒng)教科書(shū)中相關(guān)內(nèi)容是一個(gè)創(chuàng)新的補(bǔ)充。
使用本實(shí)用新型的螺旋儀時(shí)，只要調(diào)整其參數(shù)，就可以像用圓規(guī)畫(huà)圖那樣，準(zhǔn)確無(wú)誤地直接繪制出各種螺旋線和與之相關(guān)的復(fù)雜曲線，這一裝置在工業(yè)實(shí)踐中又是螺旋線切割加工和螺面加工的簡(jiǎn)明圖示，將其原理應(yīng)用到工藝裝備中去，可起事半功倍的效果。并對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)書(shū)中一些相關(guān)內(nèi)容是一個(gè)全新的補(bǔ)充。
權(quán)利要求1.一種螺旋儀，其特征是它包括頂端鉸接于手柄處的兩個(gè)撐腳(1)、(10)，在手柄處設(shè)有銷(xiāo)軸，在其中一個(gè)撐腳(10)底端連接可左、右移動(dòng)的桿體(9)，桿體(9)上活動(dòng)連接平衡臂(15)，平衡臂(15)開(kāi)有滑槽(13)，滑槽(13)內(nèi)設(shè)有沿滑槽(13)滑動(dòng)的滑輪(2)，滑輪(2)套在手柄處設(shè)置的銷(xiāo)軸上，撐腳(1)的底端呈尖頭狀，在平衡臂(15)和/或桿體(9)上設(shè)有點(diǎn)記錄裝置(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋儀，其特征是桿體(9)為螺桿，在桿體(9)外套設(shè)與之配合的螺紋管(7)，螺紋管(7)的右端部上設(shè)有轉(zhuǎn)輪(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺旋儀，其特征是螺紋管(7)外套設(shè)軸承(6)，桿體(9)和螺紋管(7)通過(guò)軸承(6)連接于撐腳(10)的底端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋儀，其特征是與平衡臂(15)活動(dòng)連接處的桿體(9)上設(shè)置點(diǎn)記錄裝置(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋儀，其特征是撐腳(1)下端插接有腳架(4)，撐腳(1)上設(shè)有將腳架(4)固定的緊固螺栓(3)，使得腳架(4)與撐腳(1)呈可伸縮連接；撐腳(10)下端插接有腳架(40)，撐腳(10)上設(shè)有將腳架(40)固定的緊固螺栓(30)，使得腳架(40)與撐腳(10)呈可伸縮連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋儀，其特征是腳架(4)的底端設(shè)有尖頭狀的刺針(12)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型的螺旋儀涉及文具用品，具體地說(shuō)是一種用于繪制各類(lèi)螺旋線及其相關(guān)的復(fù)雜空間曲線的工具，它包括頂端鉸接于手柄處的兩個(gè)撐腳，在手柄處設(shè)有銷(xiāo)軸，在其中一個(gè)撐腳底端連接可左、右移動(dòng)的桿體，桿體上活動(dòng)連接平衡臂，平衡臂開(kāi)有滑槽，滑槽內(nèi)設(shè)有沿滑槽滑動(dòng)的滑輪，滑輪套在手柄處設(shè)置的銷(xiāo)軸上，撐腳的底端呈尖頭狀，在平衡臂和/或桿體上設(shè)有點(diǎn)記錄裝置。本實(shí)用新型可以用普通圓規(guī)畫(huà)圖那樣，準(zhǔn)確無(wú)誤地繪制螺旋線和一些相關(guān)的復(fù)雜空間曲線的柱面螺旋線、錐面螺旋線、球面螺旋線、橢球面螺旋線等等，可以提高效率及繪制質(zhì)量。
文檔編號(hào)B43L11/00GK201068039SQ20072003923
公開(kāi)日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2007年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日
發(fā)明者郭光增 申請(qǐng)人:郭光增