一種多功能尺規的設計

汪陸軍　孫江　徐從軍　曹傳寶　張建梅

【摘 要】一種能夠提高使用者工作效率的多功能尺規，它是將教桿、圓規、直尺、三角板、量角器的功能集于一身，減少使用者在工作時對于各種尺規的替換，通過功能轉換提高使用者的工作效率。

【關鍵詞】尺子；圓規；多功能

1 多功能尺規研制背景及意義

在我們的課堂學習中，有時老師需要帶著圓規、多個三角板等去上課，使用和存放十分不方便；圓規的定心針暴露在外，危險系數比較高；很多的時候老師基本不帶教桿，會用很大的三角板或圓規來充當教桿，不僅長度不夠，而且使用不方便；老師的一堆教課工具，對學生不具有吸引性，很難提高他們的學習興趣。為此，我們設計出一種結構簡單、便于操作、體積小巧、使用攜帶方便、安全系數高的多功能尺規。

2 多功能尺規整體的結構和功能

2.1 多功能尺規的直尺和教桿功能

如圖1所示，多功能尺規包括相互鉸接連接的第一尺板1和第二尺板2，以及用于連接第一尺板1和第二尺板2的斜尺板3。在第一尺板1和第二尺板2的外邊緣均設置有刻度，在斜尺板3上設置有角度刻度。第一尺板1和第二尺板2可以在鉸接部位對齊，使第一尺板1和第二尺板2變成一根長的直尺或者教桿。為了在第一尺板和第二尺板2對接后能夠固定，在第一尺板1的前端設置有連接插銷13以及放置插銷13的插銷孔，插銷可在插銷孔內滑動，在第二尺板2的前端設置有與所述連接插銷13對應的插銷孔21。當第一尺板1和第二尺板2對接后插銷13的前端插入插銷孔21后將第一尺板1和第二尺板2固定連接。如果多功能尺規的第一尺板1和第二尺板2均設置為50cm，在測量50cm長度內的物體，可以直接測量，當物體大于50cm時，可以將第一尺板1和第二尺板2打開成一條直線，然后推動旁邊的連接插銷，就可以固定出一個長為100cm的長尺。作短教桿時，第一尺板1和第二尺板2疊在一起可直接使用，當需要指遠處的物體時，可以用打開長尺相同的方式，把作品變成長教桿。

2.2 多功能尺規的三角板功能

為了能使斜尺板3能夠滑動，在第一尺板1上設置有滑道11，在滑道11內設置有滑動塊12。斜尺板3的一端鉸接連接在所述滑動塊12上。在斜尺板3的另一端設置有凸鈕，在第二尺板2的中部設置有與凸鈕對應的定位孔。在不使用斜尺板3組成三角板時，斜尺板3位于滑道11內，當需要組成三角板時，將斜尺板3的凸鈕按入第二尺板2的中部設置有與凸鈕對應的定位孔即可。凸鈕和定位孔采用衣服上使用的字母按壓扣結構。把多功能尺規的斜尺板推到不同的位置固定起來，不僅可以形成30°、45°、60°、90°的傳統三角板，還可以形成部分整10°的角的三角板。在斜尺板上我們每10°做了一個標志，也就是說可以形成30°到90°不同大小的三角板。然后就可以做出想要的圖形。

2.3 多功能尺規的圓規功能和隱藏式定心針的設計。

在第一尺板1的末端設置有定心裝置4（圖2）。定心裝置4包括板體41、位于板體41側面的方形凸鈕42和位于板體41底部的定心針43。如圖所示，在第一尺板1的底部為兩個平行板，板體41位于兩個平行板中間。在至少一個平行板上設置有條形通孔14，且在條形通孔14上設置有圓形通孔15，方形凸鈕42穿過條形通孔14。當方形凸鈕42位于圓形通孔15內時，板體41可以以方形凸鈕為中心轉動。平時定心裝置的定心針43藏于第一尺板1內，當需要時，后拉板體41，當方形凸鈕42位于圓形通孔15內后轉動板體180°，使定心針43轉向外側，然后將方形凸鈕42推向條形通孔14即可，其使用狀態如圖3所示。

在第二尺板2的末端設置有粉筆夾持裝置（圖3）。粉筆夾持裝置包括兩個半圓弧型彈性片51，且兩個半圓弧型彈性片51組成一個前端張口大后端小的喇叭形，且在一個半圓弧型彈性片51的上方設置有一個頂緊螺栓52，在第二尺板2上設置有滑道22，頂緊螺栓52可以沿著滑道22滑動，頂緊螺栓52向前推，則頂緊螺栓的底部下壓半圓弧型彈性片51，使其夾緊粉筆6。還可以在畫圓時借助斜尺板的固定，防止畫圓過程中圓規的兩臂距離改變造成的半徑變化。

2.4 多功能尺規的量角器功能

若把多功能尺規的第一尺板1和第二尺板2用斜尺板3垂直固定，就可以成為一個量角器，斜尺板上的角度刻度是在斜尺板相對于第一尺板和第二尺板鉸接處為圓心每1°畫一個點；每5°畫一個中長線；每10°畫一個長線；每20°標一個數字。這樣小于90°的角可以一次性畫出、讀出。也可用測量余角的方法來測量鈍角的角。

3 結論

本文設計的多功能尺規結構簡單、便于操作，功能齊全集圓規、量角器、直尺、教桿多功能于一身，定心針回轉到內部安全系數高、長方體結構外形美觀，更有利于在全國各類院校的授課學習使用，既方便老師攜帶、使用、高效快速的教學，使課堂更加具有吸引力；又能提高同學們對科技的認識，以及他們對機械的向往，提高學習積極性。容易受到社會和學校的認可和重視，具有很好的市場推廣價值。

【參考文獻】

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[責任編輯：楊玉潔]