新型圓規設計分析

（青島第一中學 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生之間的互動，教師進行畫圖授課時學生也要求進行同步的畫圖學習。因此對于圓規的要求上，要讓教師和學生都滿意才行。傳統的圓規存在著許多的問題，高中生對于圓規使用時發現的這些問題，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計進行思考。既能夠為改進傳統圓規的不全面性提供改進的想法，還能夠更好的對高中生的自身思維進行培養，增加高中生的創新思維和觀察力。[1]

一、新型圓規的設計靈感

在我們日常生活中，在使用圓規時經常會因為支腳與畫腳之間不能好好固定夾角，而導致畫出來的圓總是不能夠非常規整，符合要求。并且支腳下端采用的針尖式的固定方法，在黑板上就難以發揮其作用了，插進紙張的部分還會影響到半徑的準確性。這種針尖式的固定方法，通過學生們的調查了解到。在多層紙張上還是能夠較好的固定，但是在單層紙上進行作圖時。會因為紙張的磨損，經常導致偏移。因此需要在傳統的圓規的基礎上，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，才能更加好的配合教學工作。[2]

二、具體設計的結構介紹

如圖一所示，設計的新型圓規與市面上的傳統圓規的外表就有很大的差別，我們以從下往上的方式進行介紹。首先從左邊最下端開始說，與傳統圓規的針尖固定不同，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動部分，能夠在吸盤進行固定時，支腳進行自由轉動。右邊的畫腳部分，在對畫筆進行固定的部分進行了改進。如圖二所示，對這個固定部分進行橫截圖的介紹，左邊的是彈簧，右邊是一個滑塊設計。在滑塊的右側還留有一個凹槽，便于將畫筆放入進行固定。具體畫筆放入時的狀態如圖三所示，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，會看到三個轉軸上連接的三個連桿，主要是配合上面的螺桿進行靈活的活動。中間陰影部分也是與吸盤上方一樣的球面桿設計，不過這次用到的是螺桿設計。在往上是兩個轉軸連接的弧形轉把，而轉把上方那個橫截面為長方形的是一個螺母，配合螺桿進行活動，最上方的就是將螺桿進行旋轉的手輪了。[3]

圖一

圖二

圖三

三、新型圓規的工作原理

1．新型圓規使用

我們在使用圓規時，一般都是用尺子去量支腳和畫腳的兩個端點的距離當做畫圓的半徑。在進行半徑確認時，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的兩個腳進行調節，常常會覺得麻煩。再加上支腳的針尖插進紙張深淺的不確定性，對作圖時的半徑不能夠準確表現。新型圓規在進行半徑確認時，與傳統圓規有很大不同。如圖四所示，在將圓規支腳和畫腳進行張開時，我們需要用手旋動我們新型圓規頂部的手輪。讓我們的螺桿通過螺母的作用，上下調節。螺桿上下調節的同時，下面連接的三根連桿，通過轉軸改變彼此之間的角度。從而實現，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，相較于傳統的圓規直接對支腳和畫腳進行調節，更加的精準。并且可以很好的防止，因我們畫圖時的力道過大導致的角度變化，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，通過我們的弧形轉把進行旋轉作圖。

圖四

2．畫筆固定裝置的使用

如圖二所示，當我們未放進畫筆時，由于彈簧的彈力作用。右側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。當我們要放進畫筆時，我們需要在最左側進行施力，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。

結語

在我們時代發展中，對于創新的設計，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象進行思考是很有必要的。不管是對一些問題的發問，還是針對一些問題進行自身改進的設想。都是對高中生的思維進行鍛煉的手法，為我們社會的創新設計提出自己的一些想法。像我們提出的新型圓規，就能夠解決好我們日常使用圓規所遇到的問題，為這方面的創新改進提出一定的新想法。為這教學用品的發展創新，做出一定的貢獻，更好的去培養我們高中生的創新思維。