ЧЕРТЕЖНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ

Полезная модель относится к чертежно-измерительным инструментам, предназначенным для вычерчивания и измерения параметров дуг, окружностей, прямых линий, углов, треугольников, и может использоваться для геометрических построений, не требующих высокой точности, преимущественно в школах.
Арсенал чертежно-измерительных инструментов, выполняющих одновременно функции линейки и транспортира с возможностью построения при помощи содержащихся на таком инструменте лекал окружностей или дуг, очень значителен. Недостатком таких чертежно-измерительных инструментов является то, что ни одно из них не позволяет исключить применение традиционного циркуля из-за небольшого количества и маленького диаметра имеющихся на инструменте лекал, при этом для определения центра вычерчиваемой окружности необходимо дополнительно провести две перпендикулярные оси, что усложняет геометрические построения, делая их более трудными и длительными.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является линейка-транспортир (свидетельство на полезную модель RU 34117 U1, МПК B43L 7/08, опубл. 27.11.2003), содержащая градуированную линейку с выполненным в ней сквозным пазом, градусную шкалу и фиксатор, при этом устройство дополнительно содержит вторую градуированную линейку с размещенной на ней градусной шкалой и отверстиями, соответствующими делениям градуированной шкалы, причем вторая линейка выполнена с возможностью перемещения в сквозном пазу первой линейки и фиксации в нем в нужном положении с помощью фиксатора. С помощью отверстий на дополнительной линейке можно чертить дуги различного радиуса.
Недостатками данной линейки-транспортира являются:
- отсутствие удобства в применении и увеличение времени, необходимого для выполнения построений, из-за сложности конструкции, предполагающей для каждой конкретной величины угла перемещение дополнительной линейки до нужного положения и закрепление этого положения фиксатором;
- маловероятность точного построения дуги и сложность ее выполнения, обусловленные конструкцией инструмента, не предусматривающей возможность закрепления дополнительной линейки в центре дуги окружности, при этом для перемещения дополнительной линейки необходимо ослабить фиксатор, что приведет к ее неустойчивому положению при выполнении построения;
- сложность построения дуг любого радиуса в пределах длины градуированной шкалы дополнительной линейки, т.к. расположение отверстий на градуированной (линейной) шкале не позволяет выполнять эти отверстия часто из-за ослабления прочности линейки и ее возможной поломки, а это значит, что для построения дуги радиусом, не имеющим соответствующего отверстия на градуированной шкале, необходимо произвести вычисления для определения смещения центра дуги окружности относительно начала отсчета градуированной шкалы и выполнить построение дуги из этого вычисленного центра;
- невозможность построения окружностей, т.к. для выполнения с помощью дополнительной линейки замкнутой линии необходимо сместить первую линейку, что приведет к смещению центра окружности из-за отсутствия его фиксации;
- отсутствие удобства хранения инструмента в рабочем положении из-за его громоздкости, а приведение инструмента в нерабочее положение требует дополнительных манипуляций и времени.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является расширение арсенала чертежно-измерительных инструментов и создание инструмента, удобного для хранения и использования в широком диапазоне решаемых задач.
Технический результат - создание компактного и травмобезопасного чертежно-измерительного инструмента, позволяющего быстро и просто производить построения окружностей и дуг без применения традиционного циркуля.
Технический результат достигается тем, что чертежно-измерительный инструмент, содержащий линейную шкалу, угломерную шкалу, фиксатор и сквозные отверстия, согласно полезной модели, выполнен в виде пластины, сквозные отверстия расположены на радиусах полуокружности угломерной шкалы и снабжены обозначениями, соответствующими их удвоенному расстоянию от центра полуокружности, а фиксатор расположен в центре полуокружности угломерной шкалы. При этом пластина выполнена прямоугольной и прозрачной, боковые стороны прямоугольной пластины содержат отметки, соответствующие отметкам полуокружности угломерной шкалы. Вдоль полуокружности угломерной шкалы выполнен сквозной дугообразный паз. Фиксатор выполнен в виде прозрачного элемента, выступающего с обеих сторон пластины и имеющего под пластиной вид конуса, расположенного вершиной вниз, а над пластиной - вид диска с коническим углублением, при этом конус, диск и коническое углубление имеют одну ось вращения, проходящую через центр полуокружности угломерной шкалы. Нижняя часть пластины имеет свободное пространство для размещения лекал различных геометрических фигур и/или различных математических формул.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен чертежно-измерительный инструмент в частном случае выполнения инструмента в виде прямоугольной пластины (пластина может быть выполнена в другой форме, например, в виде вытянутого прямоугольника, к длинной стороне которого примыкает полукруг диаметром, равным длинной стороне прямоугольника), на фиг. 2 - фрагмент разреза A-A на фиг. 1 (для наглядности фрагмент разреза представлен в увеличенном виде).
Чертежно-измерительный инструмент представляет собой тонкую прозрачную пластину 1 прямоугольной формы, выполненную, например, из пластмассы, например, из поливинилхлорида. Выполнение пластины прозрачной делает использование инструмента более удобным, т.к. через прозрачную пластину можно легко расположить инструмент в нужном для геометрического построения месте на листе или на уже имеющемся построении для выполнения поставленной задачи.
Пластина 1 содержит линейную шкалу 8 и угломерную шкалу 7 в виде полуокружности. Для удобства измерений и построений углов боковые стороны пластины 1 содержат отметки 12, соответствующие отметкам угломерной шкалы 7.
В полуокружности угломерной шкалы 7 выполнены с интервалом в 15 градусов радиусы 4, на которых расположены сквозные отверстия 5 для пишущего инструмента, используемого для вычерчивания дуг и окружностей. Каждое сквозное отверстие 5 снабжено обозначением 9, соответствующим удвоенному расстоянию сквозного отверстия 5 от центра полуокружности угломерной шкалы 7. Количество сквозных отверстий 5 позволяет вычерчивать дуги и окружности диаметром от 20 до 99 мм с шагом в 1 мм. Сквозные отверстия 5 сгруппированы таким образом, что один радиус 4 угломерной шкалы 7 содержит восемь отверстий, двузначное обозначение диаметра которых имеет одинаковую вторую цифру (на одном радиусе расположены отверстия с обозначениями диаметров 20, 30, 40, 50…90, на следующем радиусе - 21, 31, 41, 51…91 и т.д.). Такое расположение сквозных отверстий и их обозначений обеспечивает быстрое нахождение необходимого для построения диаметра окружности или дуги, при этом равномерно расположенные радиусы 4 позволяют визуально проще и быстрее ориентироваться при построении углов и дуг, что делает более удобным использование инструмента.
В центре полуокружности угломерной шкалы 7 расположен фиксатор 13, представляющий собой прозрачный элемент, выступающий с обеих сторон пластины. Под пластиной 1 фиксатор имеет вид конуса 2, расположенного вершиной вниз, а над пластиной 1 - вид диска 3 с коническим углублением, при этом конус, диск и коническое углубление имеют одну ость вращения, проходящую через центр полуокружности угломерной шкалы. Фиксатор 13 может быть выполнен как в виде отдельной пластмассовой детали, которая соединяется с пластиной 1, так и одновременно с изготовлением пластины 1 (фиг. 2), в последнем случае получается монолитное однородное исполнение чертежно-измерительного инструмента, что повышает срок его службы. Увеличенная в сравнении с пластиной 1 толщина фиксатора 13 делает его жестким и устойчивым, что повышает удобство при построении окружностей и/или дуг. С помощью конуса 3 пластина 1 устойчиво фиксируется для построения окружностей и/или дуг в нужном месте, а коническое углубление на диске 3 позволяет легко и просто удерживать пластину 1 при выполнении построений. Выполнение фиксатора 13 прозрачным дает возможность легко и быстро поместить инструмент в нужное место на листе или на уже имеющееся построение с целью продолжения выполняемого задания, что делает более удобным использование инструмента.
Вдоль полуокружности угломерной шкалы 7 выполнен сквозной дугообразный паз 6 для удобства измерений и построений углов. С помощью паза 6 можно также провести окружность диаметром 100 мм, разместив пишущий инструмент в крайней нижней левой или правой точках паза 6.
На свободном пространстве нижней части пластины 1 размещены лекала 10 различных геометрических фигур, в том числе окружностей диаметром до 20 мм, и/или различные математические формулы 11, при этом пользователь может самостоятельно наносить пишущим инструментом необходимую ему информацию, что делает более удобным использование инструмента и расширяет диапазон решаемых задач.
Графические изображения на пластине могут выполняться в один-два и более цветов для наглядности и облегчения выполнения необходимых построений.
Благодаря предлагаемому техническому решению, чертежно-измерительный инструмент удобен в использовании, выполняет функции линейки, транспортира и циркуля, при этом можно просто и быстро вычерчивать дуги и окружности диаметром от 20 до 99 мм с шагом в 1 мм, что позволяет исключить использование традиционного циркуля. Малые окружности диаметром до 20 мм создаются при помощи лекал, имеющихся в нижней части пластины.
В редких случаях, когда необходимо построить окружность диаметром более 99 мм и до 190 мм, также можно обойтись без традиционного циркуля, немного усложнив процесс построения, а именно, вычислить, на какую величину необходимо сместить центр окружности большого диаметра относительно центра полуокружности угломерной шкалы и произвести построение из отверстия, соответствующего новому вычисленному центру, используя при этом в качестве оси вращения дополнительную ручку или карандаш.
Чертежно-измерительный инструмент является травмобезопасным, т.к. он выполнен в виде тонкой, а, значит, легкой пластины и в нем отсутствует острая, как у циркуля, игла.
Чертежно-измерительный инструмент является компактным благодаря оптимальному размещению необходимых для геометрических построений и измерений шкал, отверстий и лекал.
Благодаря выполнению чертежно-измерительного инструмента в виде тонкой пластины небольших размеров, он удобен при хранении. Инструмент можно держать в тетради, книге, учебнике.
Таким образом, предлагаемое техническое решение выполняет поставленную техническую задачу и имеет в качестве технического результата создание компактного и травмобезопасного чертежно-измерительного инструмента, позволяющего быстро и просто производить построения окружностей и дуг без применения традиционного циркуля.
Построение окружностей и дуг при помощи чертежно-измерительного инструмента производят следующим образом.
Для построения окружности в точку ее центра устанавливают вершину конуса 2 фиксатора 13, прижимают его в области конического углубления диска 3 пальцем, авторучкой или карандашом, после чего находят сквозное отверстие 5 с обозначением 9 требуемого диаметра, вставляют в отверстие стержень авторучки или грифель карандаша и проводят круговую линию до соединения с точкой начала вычерчивания окружности.
Для построения дуги предварительно определяют с помощью угломерной шкалы 7 требуемый угол, после чего проводят те же манипуляции и проводят дугу в пределах требуемого угла.
Таким образом, производить построения окружностей и дуг можно быстро и просто без применения традиционного циркуля.
Предлагаемая полезная модель расширяет арсенал чертежно-измерительных инструментов, выполняет функции линейки, транспортира и циркуля, при этом она удобна в использовании и хранении, компактна и травмобезопасна.