[实用新型]变基圆跟进式渐开线演示及图像绘制仪

说明书

本实用新型公开变基圆跟进式渐开线演示及图像绘制仪，提供一种能快速构建基圆，能通过圆弧上光点的变化演示动点的运动过程及轨迹特征，能把演示的结果同步绘制成图像，能解决不同基圆或同一基圆上任意点的渐开线演示及图像绘制等。包括底盘、画板、定位杆、基圆构造器、曲线灯、径向转杆、发生线轨板、画笔、绕线轮盘、带卡连索。本装置具有：操作简单，演示过程真实直观性好；结构紧凑成本低廉携带方便；适用性强：适用于教学、工程设计及机械加工等。

技术领域

本实用新型涉及一种教学仪器，尤其是一种变基圆跟进式渐开线演示及图像绘制仪。

背景技术

渐开线是大学数学导数应用中重要的内容，它是与一条曲线的所有切线相交成直角的曲线，在实际中应用广泛，如圆的渐开线是机械绘图中常见的曲线类型。在平面上，一条动直线(发生线)沿着一个固定的圆(基圆)作滚动的过程中，此直线上任意一点的轨迹形成渐开线。在机械领域的教学过程中经常会涉及渐开线。特别是在讲授渐开线齿轮的齿形时，需要在黑板或挂图上准确画出渐开线曲线，然而，在实际教学过程中往往都是靠教师徒手画完成的，目前没有简单的适合课堂上绘制渐开线的工具。手动绘制渐开线容易浪费课堂时间，并且往往形状并不十分规范，有时会影响教学效果。工程设计人员绘制图纸、机械加工人员加工零件等都需要快速便利的绘图工具，提高效率和精度。教师急需一些较为科学的教具或测量工具来辅助教学，工程技术人员需要便利自动化高的绘图工具。

为了解决上述问题，近阶段也出现了少数的关于渐开线方面的装置，如，专利申请号为201720420699.6的文献中给出了“一种渐开线平面作图仪”，由直尺、定位支柱、竖向的垂臂、水平轴等，各水平轴上设置有多个齿轮构成齿轮传动副，摩擦轮与该传动副的输入齿轮同轴连接，经齿轮传动副传动后将摩擦动力传递至与输出齿轮啮合的齿条，齿条下面安装有绘图笔，绘图笔的笔尖与摩擦轮左端面圆周接触。将渐开线定义中所描述的相切滚动分解为圆周运动和与之相切的直线运动，既能够绘制出标准的渐开线，又能直观体现出渐开线生成时的运动构成关系。此技术重要用到摩擦和齿轮完成绘图，没有体现圆弧的切线展开及同步跟进，基圆半径固定不能快速绘制任意基圆的渐开线适用性不足。专利申请号为201710379698.6的文献中给出了“渐开线与椭圆的组合式绘图仪”，包括齿轮箱、竖向支撑件、渐开线绘图装置、椭圆绘图装置，渐开线绘图装置包括转杆、导轨杆、同步带轮、滑块、绘图笔、连接杆、移动块、张紧装置、驱动同步带轮，所述椭圆绘图装置包括悬臂、固定轴、横向移动块、固定杆、支撑框、同步带轮、大齿轮、小齿轮、画笔竖杆、画笔转杆、椭圆画笔。本曲线绘图仪虽然能绘制两种曲线，但是不能演示渐开线的形成过程及动点轨迹特征，不能快速构建任意基圆、没有体现圆弧的变化过程，适用性不高。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

变基圆跟进式渐开线演示及图像绘制仪，包括底盘、画板、定位杆、基圆构造器、曲线灯、径向转杆、发生线轨板、画笔、绕线轮盘、带卡连索，所述画板置于底盘上，定位杆置于画板上，基圆构造器、径向转杆和绕线轮盘都置于定位杆上，所述曲线灯置于基圆构造器上，所述发生线轨板置于径向转杆上，所述画笔置于发生线轨板上，所述带卡连索是将画笔和基圆构造器连成一体；

进一步的技术方案，所述定位杆包括第三矩形板、第一圆管、第一圆轴杆、量角器、第二滑块和第一圆环盘，所述第三矩形板左端设有第一圆孔，所述第一圆孔内设有第一圆管，所述第一圆管内设有圆柱射灯，所述第三矩形板的中部设有第一圆轴杆，所述第一圆轴杆从前至后依次设有第一圆环盘、量角器和隔离管套，所述量角器包括第四矩形板、第一圆环盘、第一扇环，所述第四矩形板两端设有第一扇环板，所述第一扇环板是由优弧构成的部分圆环，所述第一扇环板表面设有第二刻度和末端第二钉孔，第二刻度是放射状角度线，所述第四矩形板表面设有第一刻度，所述第一圆轴杆上下对称设有量角器，所述第一扇环板能套在第一圆管外，所述第四矩形板的另一端设有第二矩形槽沟，所述第二矩形槽沟内设有第二滑块，所述第二矩形槽沟的左边设有第三矩形槽沟；

进一步的技术方案，所述第三矩形板是硬直板条；