一種任意直線段的三等分尺規(guī)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種任意直線段的三等分尺規(guī)，包括持架和安裝在持架上的兩套分尺組件，持架主要由主桿、支桿、刻度盤組成，分尺組件對(duì)稱安裝在持架上。本實(shí)用新型提供一種以相似三角形法為理論根據(jù)，通過結(jié)構(gòu)零件間的相互約束控制畫筆運(yùn)動(dòng)，能在一定誤差范圍下對(duì)規(guī)定長(zhǎng)度范圍內(nèi)直線段作其兩個(gè)三等分點(diǎn)和一個(gè)中點(diǎn)的實(shí)體直線段三等分尺規(guī)，且實(shí)用性強(qiáng)，值得推廣。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種尺規(guī)，尤其涉及一種可精確作出任意直線段兩個(gè)三等分點(diǎn)和 一個(gè)中點(diǎn)的尺規(guī)。 一種任意直線段的三等分尺規(guī)

【背景技術(shù)】
[0002] 三等分直線段有中線法、平行線法、二軸法、放縮法、輔助圓法以及折紙法等方法， 以上所有方法都是利用尺規(guī)作圖法通過建立輔助線間接得出的三等分點(diǎn)，不可以一步直接 作出直線段的三等分點(diǎn)。
[0003] 直線三等分是一個(gè)我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常會(huì)涉及到的問題，在學(xué)校里，老師和同學(xué) 經(jīng)常需要通過作直線段三等分點(diǎn)來解決幾何難題；在日常生產(chǎn)中，我們經(jīng)常需用利用直線 三等分的知識(shí)來測(cè)量、定位和檢驗(yàn)。
[0004] 至今，我國(guó)現(xiàn)有專利技術(shù)中還沒有一種具有作直線段三等分點(diǎn)功能的機(jī)械工具。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提出了一種任意直線段的三等分尺 規(guī)。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：一種任意直線段的三等 分尺規(guī)，其特征在于：包括持架和安裝在持架上的兩套分尺組件，所述持架包括：一刻度 盤、沿長(zhǎng)度方向開有軌槽的主桿、和分別位于主桿兩側(cè)的兩根支桿，其中，所述支桿由長(zhǎng)度 相同的角度定位桿、中連桿以及端點(diǎn)定位桿組成，所述角度定位桿和中連桿的連接處以及 中連桿和端點(diǎn)定位桿的連接處都采用鉚軸A連接，而且鉚軸A上還安裝保證支桿直線延伸 的限直托架；兩根端點(diǎn)定位桿的端頭處分別固定有第一定位釘和第二定位釘；所述主桿的 后端部、兩根角度定位桿的后端部和刻度盤的下端面中心位置通過鉚軸B連接，使主桿和 兩根支桿以鉚軸B為支點(diǎn)繞刻度盤的軸向相互轉(zhuǎn)動(dòng)，所述主桿的前端還設(shè)有第三定位釘； 所述分尺組件包括：一對(duì)中部分別連接在兩個(gè)鉚軸A上的滑槽板、一鉸接于兩滑槽板端頭 處之間的平行控制桿、一對(duì)分別安裝在兩滑槽板內(nèi)的伸縮滑桿、和一鉸接于兩伸縮滑桿前 端端頭處之間的手控筆桿；所述手控筆桿的兩端分別設(shè)有第一畫筆和第二畫筆，兩根畫筆 都貫穿于伸縮滑桿前端，且靠近于主桿的第二畫筆還穿入所述軌槽內(nèi)，所述的手控筆桿的 長(zhǎng)度和平行控制桿的長(zhǎng)度與角度定位桿的長(zhǎng)度相同。
[0007] 其中，該尺規(guī)整體呈左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，且可知兩根角度定位桿、兩根中連桿、兩根端 點(diǎn)定位桿、兩根手控筆桿、兩根平行控制桿為長(zhǎng)度相等的十根桿，尺規(guī)含有的四個(gè)限直托架 完全相同、四個(gè)滑槽板完全相同、四個(gè)伸縮滑桿完全相同、四個(gè)軸向定位環(huán)完全相同，尺中 每邊的端點(diǎn)定位桿、中連桿以及角度定位桿等價(jià)于三段長(zhǎng)度相同的線段，利用端部的通孔 通過滑槽板底部的鉚軸兩兩相連；各滑槽板可繞自身鉚軸的中心旋轉(zhuǎn)；各伸縮滑桿固定在 滑槽內(nèi)，只能相對(duì)滑槽板做長(zhǎng)度方向的相對(duì)動(dòng)作；兩根平行控制桿分別連接兩邊的兩滑槽 板，控制每邊兩伸縮滑桿始終處于平行狀態(tài)；手控筆桿兩端裝有第一畫筆和第二畫筆，兩 邊加起來就一共有四根畫筆，其中的兩根第二畫筆限制于軌槽內(nèi)起導(dǎo)向作用同時(shí)用于作中 點(diǎn)，兩根第二畫筆懸空用于作三等分點(diǎn)，兩手控筆桿兩端各連接兩伸縮滑桿，控制伸縮滑桿 的動(dòng)作；軌槽長(zhǎng)度大于每邊三桿的總長(zhǎng)，起中線定位作用；兩根角度定位桿上表面繪有中 心線，用于與刻度盤刻度線對(duì)齊；刻度盤為360°刻度盤，它零刻度線與與其中一根角度定 位桿的中心線重合，而且另一角度定位桿起測(cè)量角度；四個(gè)限直托架限制每邊的端點(diǎn)定位 桿、中連桿以及角度定位桿兩兩平行，同時(shí)支撐整個(gè)尺規(guī)；兩根端點(diǎn)定位桿端部分別安裝有 第一定位釘和第二定位釘，軌槽端部裝有定位釘?shù)谌ㄎ会敗Ｔ摮咦罱K通過手動(dòng)控制兩邊 的手控筆桿，從而控制畫筆按要求動(dòng)作即可作出直線段的兩個(gè)三等分點(diǎn)和一個(gè)中點(diǎn)。
[0008] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：直線段三等分尺成功實(shí)現(xiàn)了作直線段兩個(gè) 三等分點(diǎn)和一個(gè)中點(diǎn)的功能，解決了現(xiàn)有方法不能直接作出直線段三等分點(diǎn)的問題，為直 線三等分提供了一種新方法，該尺規(guī)設(shè)計(jì)原理簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、工作精度高、使用效果突出， 等比例縮小后可廣泛應(yīng)用于日常生活的方方面面，可以給人們的日常生活生產(chǎn)帶來巨大的 便利。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖1為本實(shí)用新型的作線段三等分點(diǎn)的正面結(jié)構(gòu)示意圖的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010] 圖2為本實(shí)用新型的背面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011] 圖3為本實(shí)用新型的作線段中點(diǎn)的正面結(jié)構(gòu)示意圖的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖4為本實(shí)用新型的線段等價(jià)替代的幾何示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0014] 如圖1、2、3所示，本實(shí)用新型提出的一種任意直線段的三等分尺規(guī)，其特征在于： 包括持架和安裝在持架上的兩套分尺組件，
[0015] 所述持架包括刻度盤1、沿長(zhǎng)度方向開有軌槽2的主桿3、和分別位于主桿兩側(cè)的 兩根支桿4,其中，支桿由長(zhǎng)度相同的角度定位桿5、中連桿6以及端點(diǎn)定位桿7組成，角度 定位桿5和中連桿6的連接處以及中連桿6和端點(diǎn)定位桿7的連接處都采用鉚軸A8連接， 而且鉚軸A8上還安裝保證支桿直線延伸的限直托架9 ;兩根端點(diǎn)定位桿7的端頭處分別固 定有第一定位釘10和第二定位釘11 ;所述主桿3的后端部、兩根角度定位桿5的后端部和 刻度盤1的下端面中心位置通過鉚軸B12連接，使主桿和兩根支桿以鉚軸B12為支點(diǎn)繞刻 度盤的軸向相互轉(zhuǎn)動(dòng)，所述主桿3的前端還設(shè)有第三定位釘13 ;
[0016] 分尺組件包括對(duì)中部分別連接在兩個(gè)鉚軸A8上的滑槽板14、一鉸接于兩滑槽板 14端頭處之間的平行控制桿15、一對(duì)分別安裝在兩滑槽板14內(nèi)的伸縮滑桿16、和一鉸接 于兩伸縮滑桿16前端端頭處之間的手控筆桿17 ;手控筆桿17的兩端分別設(shè)有第一畫筆18 和第二畫筆19,兩根畫筆都貫穿于伸縮滑桿16前端，且靠近于主桿的第二畫筆19還穿入所 述軌槽2內(nèi)，手控筆桿的長(zhǎng)度和平行控制桿的長(zhǎng)度與角度定位桿5的長(zhǎng)度相同。軌槽2的 長(zhǎng)度不小于所述支桿的長(zhǎng)度。平行控制桿15和滑槽板14采用軸向限位環(huán)20連接。
[0017] 參見圖4,線段AC、CG、GI、SR、EV、IP、IH、HD、DB、TU、VF為本實(shí)用新型所有結(jié)構(gòu)的 節(jié)點(diǎn)，圖中用線段的形式進(jìn)行表示，其中，AC和DB代表兩根端點(diǎn)定位桿，CG和HD代表兩根 中連桿，GI和IH代表兩根角度定位桿，SR和TU代表平行控制桿15, EV和VF代表手控筆 桿17, IP代表主桿，線段MV、JE、NV、KF表示四根伸縮滑桿，每?jī)啥尉€段的交點(diǎn)代表一處連 接，e代表給定的直線，AB為直線e上的線段，E、F為線段AB的兩個(gè)三等分點(diǎn)，0為線段AB 的中點(diǎn)。
[0018] 對(duì)照上面的線段并結(jié)合圖1至3,本實(shí)用新型直線段三等分尺規(guī)工作原理：已知 平面內(nèi)給定直線e上的線段AB，先將兩邊的端點(diǎn)定位桿上的第一定位釘10和第二定位釘 11分別定位到A、B兩點(diǎn)上，接著在刻度盤上讀出兩根角度定位桿之間的角度α，并計(jì)算出 角平分線與角度定位桿之間的角度β，利用刻度盤及第三定位釘13,將主桿定位到角度β 處，軌槽處于α角的角平分線上，并保持三個(gè)定位釘位置不變，手動(dòng)控制手控筆桿使第二 畫筆在軌槽內(nèi)移動(dòng)，同時(shí)控制第一畫筆作出一曲線與線段ΑΒ交于一點(diǎn)Ε即為線段ΑΒ的第 一個(gè)三等分點(diǎn)，繼續(xù)控制手控筆桿使第二畫筆在中線導(dǎo)軌槽內(nèi)作出一直線與ΑΒ交于0點(diǎn)即 得到線段ΑΒ的中點(diǎn)，將手控筆桿一下拉到離刻度盤最遠(yuǎn)處，操作另一邊的手控筆桿即可得 到線段ΑΒ的另一三等分點(diǎn)F。
[0019] 上述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí) 用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利和保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種任意直線段的三等分尺規(guī)，其特征在于：包括持架和安裝在持架上的兩套分尺 組件， 所述持架包括：一刻度盤（1)、沿長(zhǎng)度方向開有軌槽（2)的主桿（3)、和分別位于主桿兩 側(cè)的兩根支桿（4)，其中，所述支桿由長(zhǎng)度相同的角度定位桿（5)、中連桿（6)以及端點(diǎn)定位 桿（7)組成，所述角度定位桿（5)和中連桿（6)的連接處以及中連桿（6)和端點(diǎn)定位桿（7) 的連接處都采用鉚軸A (8)連接，而且鉚軸A (8)上還安裝保證支桿直線延伸的限直托架 (9);兩根端點(diǎn)定位桿（7)的端頭處分別固定有第一定位釘（10)和第二定位釘（11);所述主 桿（3)的后端部、兩根角度定位桿（5)的后端部和刻度盤（1)的下端面中心位置通過鉚軸 B(12)連接，使主桿和兩根支桿以鉚軸B (12)為支點(diǎn)繞刻度盤的軸向相互轉(zhuǎn)動(dòng)，所述主桿 (3)的前端還設(shè)有第三定位釘（13); 所述分尺組件包括：一對(duì)中部分別連接在兩個(gè)鉚軸A (8)上的滑槽板（14)、一鉸接于兩 滑槽板（14)端頭處之間的平行控制桿（15)、一對(duì)分別安裝在兩滑槽板（14)內(nèi)的伸縮滑桿 (16)、和一鉸接于兩伸縮滑桿（16)前端端頭處之間的手控筆桿（17);所述手控筆桿（17)的 兩端分別設(shè)有第一畫筆（18)和第二畫筆（19)，兩根畫筆都貫穿安裝于伸縮滑桿（16)前端， 且靠近于主桿的第二畫筆（19)還穿入所述軌槽（2)內(nèi)，所述的手控筆桿的長(zhǎng)度和平行控制 桿的長(zhǎng)度與角度定位桿（5)的長(zhǎng)度相同。
2. 如權(quán)利要求1所述的任意直線段的三等分尺規(guī)，其特征在于：所述軌槽（2)的長(zhǎng)度不 小于所述支桿的長(zhǎng)度。
3. 如權(quán)利要求1所述的任意直線段的三等分尺規(guī)，其特征在于：所述的平行控制桿 (15 )和滑槽板（14 )采用軸向限位環(huán)（20 )連接。
【文檔編號(hào)】B43L13/00GK203888476SQ201420341679
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】李燕, 周強(qiáng), 祝志芳, 曾宇露, 王歡, 徐斌, 鄒凌云 申請(qǐng)人:南昌工程學(xué)院