新型圓規(guī)設(shè)計分析

（青島第一中學(xué) 山東青島 266000）

引言

在我們課堂授課過程中也更加的注重教師與學(xué)生之間的互動，教師進(jìn)行畫圖授課時學(xué)生也要求進(jìn)行同步的畫圖學(xué)習(xí)。因此對于圓規(guī)的要求上，要讓教師和學(xué)生都滿意才行。傳統(tǒng)的圓規(guī)存在著許多的問題，高中生對于圓規(guī)使用時發(fā)現(xiàn)的這些問題，會有自己的想法。想到一些新的解決方法，然后對新型的這種設(shè)計進(jìn)行思考。既能夠為改進(jìn)傳統(tǒng)圓規(guī)的不全面性提供改進(jìn)的想法，還能夠更好的對高中生的自身思維進(jìn)行培養(yǎng)，增加高中生的創(chuàng)新思維和觀察力。[1]

一、新型圓規(guī)的設(shè)計靈感

在我們?nèi)粘Ｉ钪?，在使用圓規(guī)時經(jīng)常會因為支腳與畫腳之間不能好好固定夾角，而導(dǎo)致畫出來的圓總是不能夠非常規(guī)整，符合要求。并且支腳下端采用的針尖式的固定方法，在黑板上就難以發(fā)揮其作用了，插進(jìn)紙張的部分還會影響到半徑的準(zhǔn)確性。這種針尖式的固定方法，通過學(xué)生們的調(diào)查了解到。在多層紙張上還是能夠較好的固定，但是在單層紙上進(jìn)行作圖時。會因為紙張的磨損，經(jīng)常導(dǎo)致偏移。因此需要在傳統(tǒng)的圓規(guī)的基礎(chǔ)上，研究出一種能夠固定好支腳和畫腳的，又能在黑板和紙張上都能夠較好固定支腳的新型圓規(guī)，才能更加好的配合教學(xué)工作。[2]

二、具體設(shè)計的結(jié)構(gòu)介紹

如圖一所示，設(shè)計的新型圓規(guī)與市面上的傳統(tǒng)圓規(guī)的外表就有很大的差別，我們以從下往上的方式進(jìn)行介紹。首先從左邊最下端開始說，與傳統(tǒng)圓規(guī)的針尖固定不同，采用的是吸盤固定，能夠更好的在黑板固定。然后吸盤上方的陰影部分是上方支腳的球面轉(zhuǎn)動部分，能夠在吸盤進(jìn)行固定時，支腳進(jìn)行自由轉(zhuǎn)動。右邊的畫腳部分，在對畫筆進(jìn)行固定的部分進(jìn)行了改進(jìn)。如圖二所示，對這個固定部分進(jìn)行橫截圖的介紹，左邊的是彈簧，右邊是一個滑塊設(shè)計。在滑塊的右側(cè)還留有一個凹槽，便于將畫筆放入進(jìn)行固定。具體畫筆放入時的狀態(tài)如圖三所示，由于彈簧的施力，能夠很好地固定住畫筆的位置。順著支腳和畫腳往上看，會看到三個轉(zhuǎn)軸上連接的三個連桿，主要是配合上面的螺桿進(jìn)行靈活的活動。中間陰影部分也是與吸盤上方一樣的球面桿設(shè)計，不過這次用到的是螺桿設(shè)計。在往上是兩個轉(zhuǎn)軸連接的弧形轉(zhuǎn)把，而轉(zhuǎn)把上方那個橫截面為長方形的是一個螺母，配合螺桿進(jìn)行活動，最上方的就是將螺桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的手輪了。[3]

圖一

圖二

圖三

三、新型圓規(guī)的工作原理

1．新型圓規(guī)使用

我們在使用圓規(guī)時，一般都是用尺子去量支腳和畫腳的兩個端點的距離當(dāng)做畫圓的半徑。在進(jìn)行半徑確認(rèn)時，要將支腳和畫腳用手打開然后照著尺子來。這個過程中由于手上要拿著尺子和圓規(guī)的兩個腳進(jìn)行調(diào)節(jié)，常常會覺得麻煩。再加上支腳的針尖插進(jìn)紙張深淺的不確定性，對作圖時的半徑不能夠準(zhǔn)確表現(xiàn)。新型圓規(guī)在進(jìn)行半徑確認(rèn)時，與傳統(tǒng)圓規(guī)有很大不同。如圖四所示，在將圓規(guī)支腳和畫腳進(jìn)行張開時，我們需要用手旋動我們新型圓規(guī)頂部的手輪。讓我們的螺桿通過螺母的作用，上下調(diào)節(jié)。螺桿上下調(diào)節(jié)的同時，下面連接的三根連桿，通過轉(zhuǎn)軸改變彼此之間的角度。從而實現(xiàn)，對于支腳和畫腳的張開角度的固定。通過這種螺桿帶動的方法，相較于傳統(tǒng)的圓規(guī)直接對支腳和畫腳進(jìn)行調(diào)節(jié)，更加的精準(zhǔn)。并且可以很好的防止，因我們畫圖時的力道過大導(dǎo)致的角度變化，從而影響到畫出的圓不符合要求的問題。確認(rèn)好半徑后，將支腳的吸盤吸附在黑板或者紙張上，然后將畫腳接觸到平面，通過我們的弧形轉(zhuǎn)把進(jìn)行旋轉(zhuǎn)作圖。

圖四

2．畫筆固定裝置的使用

如圖二所示，當(dāng)我們未放進(jìn)畫筆時，由于彈簧的彈力作用。右側(cè)的滑塊部分緊靠在右壁，滑塊是與畫腳相連的，并且滑塊的右邊有一個三角形的凹槽。在凹槽的表面做了防滑措施，添加一些與畫腳，方向垂直的紋路，能夠更好的固定畫筆。當(dāng)我們要放進(jìn)畫筆時，我們需要在最左側(cè)進(jìn)行施力，使滑塊連同畫腳，一起向左移動。然后如圖二一樣將畫筆塞進(jìn)這個空隙中，松手后，因為彈簧彈力的作用，能夠很好地固定住我們的畫筆。

結(jié)語

在我們時代發(fā)展中，對于創(chuàng)新的設(shè)計，我們一直在追求著。我們的高中生在自身有興趣的前提下，在生活中對一些自己看到的現(xiàn)象進(jìn)行思考是很有必要的。不管是對一些問題的發(fā)問，還是針對一些問題進(jìn)行自身改進(jìn)的設(shè)想。都是對高中生的思維進(jìn)行鍛煉的手法，為我們社會的創(chuàng)新設(shè)計提出自己的一些想法。像我們提出的新型圓規(guī)，就能夠解決好我們?nèi)粘Ｊ褂脠A規(guī)所遇到的問題，為這方面的創(chuàng)新改進(jìn)提出一定的新想法。為這教學(xué)用品的發(fā)展創(chuàng)新，做出一定的貢獻(xiàn)，更好的去培養(yǎng)我們高中生的創(chuàng)新思維。