多功能制圖教具的設計

覃智廣 陳洪容 朱興文

摘要：本設計根據(jù)現(xiàn)在教學制圖工具的局限性，將教學用制圖工具往多功能化、小型化、人性化的方向設計，制作了一款集長尺、圓規(guī)、量角器、等腰直角三角形、30度直角三角形、畫平行線六大功能于一體的新式教具制圖產(chǎn)品，且重量輕便易于攜帶。

關鍵詞：制圖;教具;多功能

一、主要結(jié)構(gòu)

該設計的主要結(jié)構(gòu)由主轉(zhuǎn)臂、副轉(zhuǎn)臂、輔助尺和三個磁鐵等組成，如圖1示。

該設計的輔助尺是可以轉(zhuǎn)動的，一來是方便畫圖時的使用，二來是不用時可收回和主轉(zhuǎn)臂重合，便于攜帶。比如：

1、畫三角形：輔助尺末端有一個磁鐵可以和副轉(zhuǎn)臂上的磁鐵吸合，由于主轉(zhuǎn)臂和副轉(zhuǎn)臂處于90°所以輔助尺就可作為30°直角三角形和60°直角三角形的斜邊。

2、畫平行線：當主轉(zhuǎn)臂和副轉(zhuǎn)臂成90°，并且輔助尺和主轉(zhuǎn)臂成90°，這時輔助尺和副轉(zhuǎn)臂就成平行線了我們就可以輕易畫出想要的平行線。由于輔助尺可以上下移動所以我們可以畫出不同間距的平行線。

二、主要功能

本設計的多功能制圖教具實物如圖2，其具有六大主要功能：

功能一：圓規(guī)。

圓規(guī)的結(jié)構(gòu)是由兩轉(zhuǎn)臂組成，在其中轉(zhuǎn)臂腳裝有尖針（主轉(zhuǎn)臂），另一轉(zhuǎn)臂腳裝有粉筆（副轉(zhuǎn)臂），兩轉(zhuǎn)臂的一端用螺絲固定在一起，這樣，圓規(guī)就能張開或收攏，畫出不同大小的圓。

功能二：等腰直角三角形。

在副轉(zhuǎn)臂上通過精密的計算找到與輔助尺形成45°角的位置，打孔嵌入一顆強力磁鐵，通過輔助尺的滑動固定到副轉(zhuǎn)臂，便形成了等腰直角三角形，這樣即可輕松快捷畫出45°角或等腰直角三角形。

功能三：30°直角三角形。

在副轉(zhuǎn)臂上通過精密的計算找到與輔助尺形成30°角的位置，打孔嵌入一顆強力磁鐵，通過輔助尺的滑動固定到副轉(zhuǎn)臂，便形成了等腰30°三角形，這樣即可輕松快捷畫出30°角、60°角或30°直角三角形。

功能四：平行線繪制。

將主轉(zhuǎn)臂與副轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動至直角，并用插銷將其固定成直角，滑動輔助尺到所需要畫的平行線距離，并與主轉(zhuǎn)臂形成直角，通過同位角相等的原理，實現(xiàn)輔助尺與副轉(zhuǎn)臂保持平行。

功能五：量角器 。

以兩個轉(zhuǎn)臂分開與被測量角邊重合，讀出量角刻度上的度數(shù)，即可測量出角的度數(shù)。若需要畫出某角度的角，將兩臂分開至所需畫的角度度數(shù)，即可精確地畫出想繪制的角度。

功能六：直尺。

將圓規(guī)完全打開就可以呈現(xiàn)出一條直線，最大可畫75cm的直線，可以方便直接的畫出所需要的直線。

三、創(chuàng)新性

1、功能創(chuàng)新

（1）通過巧妙的結(jié)構(gòu)將長尺、圓規(guī)、量角器、等腰直角三角形、30度直角三角形集合在同一教具上。

（2）用可調(diào)節(jié)輔助尺的變形來實現(xiàn)各種功能的轉(zhuǎn)換，方便快捷畫出平行線。

（3）繪制圖時，借助此工具將大部分圖形畫出，攜帶方便。

2、機構(gòu)創(chuàng)新

（1）通過輔助尺在滑動槽上的滑動和副轉(zhuǎn)臂上的磁鐵扣的配合實現(xiàn)各種三角形的轉(zhuǎn)換。

（2）旋轉(zhuǎn)式的輔助尺，方便折疊和變換形態(tài)。

四、推廣應用價值

該教學制圖工具結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，成本較低，功能強大。傳統(tǒng)的教學用繪圖工具不方便攜帶;占用空間大;功能單一，而本產(chǎn)品將所有的繪圖工具結(jié)合于一體，提高了便攜性，縮小了存放空間，在作圖功能上能完成所有的各種作圖要求，使操作更加的方便快捷。在制造方面采用木質(zhì)結(jié)構(gòu)，其原材料易獲得，加工比較容易，原材料價格比較低廉，使得成本低，利用率高，適合在教學用具方面的推廣，相信能在課堂上會得到很好的運用。

參考文獻：

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