一种新型的任意等分角装置的设计
摘要：本文介绍一种新型的任意等分角的装置的设计。
关键词：设计；发明；任意等分角
一、背景技术
用尺、规二等分一个角是非常简单的几何问题，但要任意等分角，首先遇到的是三等分角的问题。公元前5世纪，古希腊的巧辩学派提出了用尺、规三等分角的命题，从此，许多伟大的数学家如阿基米德、笛卡尔、牛顿等纷纷拿起尺、规挑战自己的智力，但都以失败告终。于是，三等分角成了古希腊几何尺、规作图三大难题之一。至公元1837年，法国数学家闻脱兹尔证明：用尺、规三等分任意角不可能！当然，如不限定尺、规为工具，采用一些超越曲线如割圆曲线、阿基米德螺线，借助它们能任意等分角。此外发明家们也发明了一些机械装置、联动机械和复合圆规，用以解决任意等分角的问题。但是，上述方法和装置或者操作繁杂，或者结构复杂，有些方法或装置需要进行一系列的计算，或做若干辅助图、线，有些方法和装置还只能是一种近似，在等分角时产生不可避免的误差。虽然近来也有发明（如“一种任意等分角的装置” 201620157126.4）解决了以上问题，但也出现了一些新的弊端，主要表现在：一是软尺的束缚问题，随意性比较大，引起操作上的一些不方便因素的产生；二是摩擦问题没有很好解决，既没有最大限度的减小摩擦，也由于上述表现一的存在，导致软尺和材料工作面可能产生接触，从而不易满足处处摩擦相同的条件，三是由于只有顶点定位针将装置和材料工作面间进行定位固定，在拉动软尺寻找各等分点时，容易出现材料工作面和装置间的相对转动，导致等分不准。
二、发明内容
为了克服上述所存在的技术缺陷，本实用新型的目的是提供一种结构简单，不需要进行计算和做任何辅助图线，操作方便、快捷、准确，关键是解决了软尺的束缚问题和装置与材料工作面间的定位固定问题，并能最大限度的减小摩擦和满足摩擦处处相同的条件的一种新型的任意等分角的装置。
本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：
本技术方案为一种新型的任意等分角的装置，包括环形圆筒、软尺、顶点定位针、等分针、中心圆盘、固定针和固定杆，所述环形圆筒由两半圆环对接用连接套粘固而成，将其内壁打磨光滑并涂抹润滑剂，环形圆筒下部开有一环形缝，四根固定杆对称分布，各固定杆沿环形圆筒径向一端粘固在环形圆筒内环面上，另一端粘固在中心圆盘上，使环形圆筒的环心线、各固定杆的上表面和中心圆盘的下表面共面，中心圆盘的圆心处有一垂直穿过并固定在盘面的顶点定位针，各固定杆上靠近环形圆筒一侧有一垂直穿过并固定在杆面的固定针，软尺上沿轴线等间距安装设置等分针，各等分针相互平行并与软尺轴线垂直，各等分针的高度略小于顶点定位针和固定针的高度，软尺在环形圆筒对接前放入一半圆环内，将一端固定，并使各等分针能透过环形缝且能沿环形缝自由移动。
作为优选，所述软尺的材质为钢质细弹簧，弹簧圈的直径略小于环形圆筒内径，软尺为劲度系数沿弹簧中轴线均匀分布的钢质细弹簧，由于这一分布特征，当对弹性软尺沿径向施加一对等大反向的拉力作用，而软尺和接触面的摩擦不计或各处摩擦相等，则弹性软尺上各处的形变长度相等，从而保证了该装置在原理上的科学性。
作为优选，所述顶点定位针和固定针具有磁性，该装置适用于对铁质材料进行等分。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：关键是带缝的环形圆筒既解决了对软尺的束缚问题，并由于可在环形圆筒内壁涂抹润滑剂，能最大限度的减小摩擦和尽量满足摩擦处处相同条件，而固定针加强了本实用新型和材料工作面的固定作用，因此，本实用新型具有实用性好，结构简单，操作方便、快捷、准确的特点。
具体设计图如下：
图1结构示意图
图2 仰视图
图3 A-A部位放大剖视图。
图中标记：环形圆筒1、连接套1-1、环形缝1-2、软尺2、软尺固定端2-1、软尺自由端2-2、顶点定位针3、等分针4、要等分的角5、中心圆盘6、固定针7、固定杆8。
三、具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细的说明。
如图1-图3所示，本实用新型为一种新型的任意等分角的装置，包括环形圆筒1、软尺2、顶点定位针3、等分针4、中心圆盘6、固定针7和固定杆8，所述环形圆筒1由两半圆环对接用连接套1-1粘固而成，将其内壁打磨光滑并涂抹润滑剂，环形圆筒1下部开有一环形缝1-2，四根固定杆8对称分布，各固定杆8沿环形圆筒1径向一端粘固在环形圆筒1内环面上，另一端粘固在中心圆盘6上，使环形圆筒1的环心线、各固定杆8的上表面和中心圆盘6的下表面共面，中心圆盘6的圆心处有一垂直穿过并固定在盘面的顶点定位针3，各固定杆8上靠近环形圆筒1一侧各有一垂直穿过并固定在杆面的固定针7，软尺2上沿轴线等间距安装设置若干等分针4，各等分针4相互平行并与软尺2轴线垂直，各等分针4的高度略小于顶点定位针3和固定针7的高度，使顶点定位针3和固定针7固定后，各等分针4和材料表面不接触，软尺2在环形圆筒1对接前放入一半圆环内，将一端固定，此即软尺固定端2-1，另一端为软尺自由端2-2，并使各等分针4能透过环形缝1-2且能沿环形缝1-2自由移动。
当将本实用新型装置平放在要等分的角5的材料工作面上，顶点定位针3固定在要等分的角5的顶点上，并用各固定针7将本实用新型装置与材料工作面固定定位，防止本实用新型装置和材料工作面间的相对移动，拉动软尺自由端2-2，使其最前端的一枚等分针4（该枚等分针记为0，依次向后的各枚等分针分别记为1、2……等）到达要等分的角5的一边并固定，要等分为几份，则向后数到第几枚等分针4，将其沿环形缝1-2后拉到要等分的角5的另一边并固定，向下压中间的几枚等分针4，在画有要等分的角5的材料工作面上留下刻痕点，不需要进行计算和做任何辅助图线，此即要等分的角5的等分点，依次连接各等分点和要等分的角5的顶点，这些线段即为要等分的角5的等分线，图1所示为三等分角的状况。
以上所述仅为本实用新型较佳的实施例而已，并不用以限制本实用新型，应当指出的是，凡在本实用新型精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
参考文献：
[1]基于单周期光栅莫尔条纹的高精度任意角度分度仪设计与实现. 光学与激光工程, 2019, 第122卷, 第71-79页.
[2]一种用于精密加工的新型任意角度分度仪的研制."测量科学与技术, 2018, 第29卷, 第10期, 105008.
