[发明专利]圆径尺

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量工具，具体涉及一种可以快速测量外圆轮廓半径的工具。

背景技术

在现代社会，各行各业往往都会遇到测量圆周直径或半径的问题。比如，建筑行业需要对圆柱体进行较精确的测量；机械行业大部分圆形或圆柱形机械零部件都需要对其圆半径或直径进行一定精度的测量，以便进行生产或检修。而在交通行业领域，在生产或使用时都需要对车轮进行半径或直径的测量，以跟踪车轮的使用程度，作为判断维修、报废或继续使用的依据。当前使用的测量圆周或圆柱的直径或半径的方式都是采用直接测量或圆弧计算法等。这些技术的缺陷在于：有些情况下测量空间太小，而测量工具本身尺寸太大，无法完成对被测圆半径或直径的测量；或者对被测圆的形状有较高要求，比如要求外圆轮廓其圆周角至少不少于180度，以便用卡尺进行直接测量；还有的测量方式，比如通过测量外圆上的几段弦长，再通过进行较繁琐的三角函数计算才能得到半径值，这样的误差也很大，效率也较低。在这种情况下，研制一种能够方便快捷测量出圆半径的工具就成为殛待解决的课题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够方便快捷测量出圆半径的工具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种圆径尺，其特征在于：包括一个尺身和两个尺脚，所述尺身和尺脚外形均为直线段，两尺脚关于尺身轴对称，构成一个以尺身为上底、两尺脚为腰的等腰梯形的三边；两个尺脚的延长线的夹角是60度，尺身中段设置有可伸缩的滑尺，滑尺中心线与尺身的垂直平分线重合。

使用时，将两尺脚贴在待测外圆物体上作为外圆切线段，根据几何学中的外切线定理，两尺脚内侧的延长线的交点、待测外圆物体的圆心以及其中一个切点构成一个直角三角形。在该直角三角形中，延长线的交点到圆心的距离为斜边，交点到切点的距离和圆心到切点的距离也就是半径分别为另两条直角边。半径对应的角度为两个尺脚的延长线的夹角的一半，也就是30度。根据直角三角形中30度角所对应的直角边，其长度等于斜边长度的一半的特点，可以知道相交点到圆心的距离就是待测半径的2倍，也就是说等于直径。减去半径后，相交点到圆心连线与圆的交点的距离就是半径。将位于尺身上的滑尺伸出顶在外圆上，滑尺的读数就与半径呈一定的比例关系，这样就可以很方便快速的读出待测圆的半径。

通过这样的结构，解决了实际工作中遇到的外圆物体半径难测量的问题，并且结构简单，成本低廉，使用方便。

显然，根据上述技术方案，由于测量时，两尺脚与待测外圆的切点与圆心之间连线所形成的夹角是120度，因此采用本发明测量的外圆物体其圆周角不得小于120度。

附图说明

图1是本发明的原理示意图。

图2是本发明的结构示意图。

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。

具体实施方式

如图1所示，一个圆心为“O”的圆，直线AC、BC分别为圆0的外切线，两线相交于C点，根据圆的外切线定理得到角∠OBC和∠OAC为直角，那么分别构成两个直角三角形OBC和OAC。

取直角三角形的角OCA为角度“a”，半径OA定义为半径“r”，则根据直角三角形定理：直角三角形的直角边等于斜边乘以对应角正弦值；

即OA＝OC×sin∠OCA，及OA＝r＝OC×sin a。

取角∠OCA为30°，因为sin30°＝1/2＝0.5；

有OA＝OC×0.5，及OA＝r＝OC×0.5。

再定义OC与圆O的交点为“D”，因OA＝OB＝OD；

得OD＝OA＝OC×0.5，又因为OC＝OD+DC；

从而OD＝DC，又因为OA＝OB＝OD

因此只要知道DC的长度就知道了OA的长度，也就是说半径r可以通过测量DC的长度而得到。当我们需要测量现实中不能或不便于测量的圆半径(直径)时，我们只需要测量另一个与其等长或成一定比例长度的参数即可。

图2是根据上述原理制成的本发明一个具体实施例。

圆径尺包括一个尺身1和两个尺脚2，其长度可以根据量程来确定。两个尺角关于尺身成轴对称布置，∠HEF和∠IFE大小均为120度。尺脚2上带标准刻度，可以单独作为直尺使用。

尺身1的垂直平分线定义为“G”点，标尺4固定在尺身1中部位置上，其作用为可以让滑尺3在其卡槽内上下移动，并且其0刻度与线与G点重合，线段CG的长度固定为已知数值，我们只需要测量GD的长度即可。