專利名稱：圓徑尺的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量工具，具體涉及一種可以快速測量外圓輪廓半徑的 工具。
背景技術：
在現(xiàn)代社會，各行各業(yè)往往都會遇到測量圓周直徑或半徑的問題。比如，
建筑行業(yè)需要對圓柱體進行較精確的測量；機械行業(yè)大部分圓形或圓柱形機械 零部件都需要對某圓半徑或直徑進行一定精度的測量，以便進行生產(chǎn)或檢修。 而在交通行業(yè)領域，在生產(chǎn)或使用時都需要對車輪進行半徑或直徑的測量，以 跟蹤車輪的使用程度，作為判斷維修、報廢或繼續(xù)使用的依據(jù)。當前使用的測 量圓周或圓柱的直徑或半徑的方式都是采用直接測量或圓弧計算法等。這些技 術的缺陷在于有些情況下測量空間太小，而測量工具本身尺寸太大，無法完 成對被測圓半徑或直徑的測量；或者對被測圓的形狀有較高要求，比如要求外 圓輪廓其圓周角至少不少于180度，以便用卡尺進行直接測量；還有的測量方 式，比如通過測量外圓上的幾段弦長，再通過進行較繁瑣的三角函數(shù)計算才能 得到半徑值，這樣的誤差也很大，效率也較低。在這種情況下，研制一種能夠 方便快捷測量出圓半徑的工具就成為殛待解決的課題。

實用新型內容
本實用新型要解決的技術問題是提供一種能夠方便快捷測量出圓半徑的工具。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是 一種圓徑尺，其特征在于包括一個尺身和兩個尺腳，所述尺身和尺腳外形均為直線段，兩尺腳關于尺身 軸對稱，構成一個以尺身為上底、兩尺腳為腰的等腰梯形的三邊；兩個尺腳的 延長線的夾角是60度，尺身中段設置有可伸縮的滑尺，滑尺中心線與尺身的垂 直平分線重合。
使用時，將兩尺腳貼在待測外圓物體上作為外圓切線段，根據(jù)幾何學中的外 切線定理，兩尺腳內側的延長線的交點、待測外圓物體的圓心以及其中一個切 點構成一個直角三角形。在該直角三角形中，延長線的交點到圓心的距離為斜 邊，交點到切點的距離和圓心到切點的距離也就是半徑分別為另兩條直角邊。
半徑對應的角度為兩個尺腳的延長線的夾角的一半，也就是30度。根據(jù)直角三 角形中30度角所對應的直角邊，其長度等于斜邊長度的一半的特點，可以知道 相交點到圓心的距離就是待測半徑的2倍，也就是說等于直徑。減去半徑后， 相交點到圓心連線與圓的交點的距離就是半徑。將位于尺體上的滑尺伸出頂在 外圓上，滑尺的讀數(shù)就與半徑呈一定的比例關系，這樣就可以很方便快速的讀 出待測圓的半徑。
通過這樣的結H解決了實際工作中遇到的外圓物體半徑難測量的問題，并 且結構簡單，成本低廉，使用方便。
顯然，根據(jù)上述技術方案，由于測量時，兩尺腳與待測外圓的切點與圓心之 間連線所形成的夾角是120度，因此采用本實用新型測量的外圓物體其圓周角 不得小于120度。


圖1是本實用新型的原理示意圖。 圖2是本實用新型的結構示意圖。下面結合具體實施方式
對本實用新型做進一步的說明。
具體實施方式

如圖1所示， 一個圓心為"0"的圓，直線AC、 BC分別為圓0的外切線， 兩線相交于C點，根據(jù)圓的外切線定理得到角ZOBC和ZOAC為直角，那么分別 構成兩個直角三角形0BC和0AC。
取直角三角形的角OCA為角度"a"，半徑OA定義為半徑"r"，則根據(jù)直角 三角形定理直角三角形的直角邊等于斜邊乘以對應角正弦值； 艮卩0A二0CXsinZ0CA，及0A二r二0CXsin a。 取角Z0CA為30。，因為sin30。 =1/2=0.5;
有OA二OCX0.5，及OA二r二OCXO. 5。 再定義OC與圓O的交點為"D"，因OA二OB二OD; 得OD二OA二OCXO. 5，又因為OC二OD+DC; 從而OD二DC，又因為OA二OBOD
因此只要知道DC的長度就知道了 OA的長度，也就是說半徑r可以 通過測量DC的長度而得到。當我們需要測量現(xiàn)實中不能或不便于測量的圓半徑 (直徑)時，我們只需要測量另一個與其等長或成一定比例長度的參數(shù)即可。 圖2是根據(jù)上述原理制成的本實用新型一個具體實施例。 圓徑尺包括一個尺身l和兩個尺腳2，其長度可以根據(jù)量程來確定。兩個尺 角關于尺身成軸對稱布置，ZHEF和ZIFE大小均為120度。尺腳2上帶標準刻 度，可以單獨作為直尺使用。
'尺身1的垂直平分線定義為"G"點，標尺4固定在尺身1中部位置上，其 作用為可以讓滑尺3在其卡槽內上下移動，并且其0刻度與線與G點重合，線 段CG的長度固定為已知數(shù)值，我們只需要測量GD的長度即可?；?作用為完成測量和讀取數(shù)據(jù)使用，其位置可以一定范圍內在GD方向 上下滑動，當滑尺3位于最頂端時，其最小值(最小量程)刻度線(圖2中X 點刻度線)與標尺4的"0"刻度線重合，此時即為能夠測量到的最小測量值； 當滑尺3移動到最底端時，其最大值(最大量程)刻度線與小標尺"0"亥U度線 重合，此位置讀數(shù)為最大測量值。
在滑尺3上的螺釘5其作用是確?；?在標尺的卡槽內滑動，不至于從 標尺4上松脫出來。
標尺4上無刻度一側設計安裝一顆定位螺栓6，螺栓6尾部在旋緊時可以達 到滑尺3表面，其主要作用是當需要固定滑尺3與標尺4的相對位置時，旋緊 定位螺栓6就可以實現(xiàn)要求。
本實用新型的圓徑尺，其有效量程為固定長度的線段CG (見圖1)和可 以測量長度的線段DG的總長度(見圖1)。在設計原理不變的情況下，根據(jù)尺 的具體大小規(guī)格，測量范圍可以為幾厘米到100多厘米，因為當尺身太大或太 小時已經(jīng)不方便于人工使用。當通過使用其他方法進行測量時，例如激光或聲 納等手段可以使量程達到更大的值。量程大小由尺腳EA、 FB和滑尺3可測量長 度所決定，當尺腳EA和FB越長，在CG長度固定的情況下，滑尺可以測量的范 圍(及DG線段)越大，則允許測量的量程也就越大?？梢愿鶕?jù)各行業(yè)對量程的 要求做成各種大小型號的規(guī)格。例如鐵路普通客車車輪的直徑范圍是915mm (新 造輪對)至860mm (最小運用限度)，其半徑范圍就是457. 5腿至430mm，那么 就需要在測量時使用的圓經(jīng)尺量程范圍稍大于457. 5,至430ram (如470mra至 420mm)即可。
測量精度說明。首先，本實用新型圓經(jīng)尺設計的精度取決于所要測量的圓 弧是否為標準圓弧弧度，如果圓弧為標準圓弧，那么測量所得數(shù)據(jù)越準確。其次，取決于圓經(jīng)尺制造時尺本身的制造精度，如現(xiàn)在普遍使用的游標卡尺刻度
線精度可以達到0. 1或0. 02mm等。再次，當制造CG線段固定長度的精度，標 尺4和滑尺3刻度的精度都可以影響到測量數(shù)值的準確性。 測量方法和注意事項說明。
第一步將尺腳2輕貼在需要測量的圓或圓弧外，確保其尺腳與圓的外切 點在尺腳的范圍內。
第二步用手指稍用力拿住滑尺3上端螺栓6，緩慢推動滑尺到其下端輕靠
到被測圓面即可。
第三歩將標尺4上定位螺釘5旋緊，確?；?與標尺4相對位置不變， 再將本實用新型的圓徑尺從被測圓表面拿開，即可按正確方法從滑尺3上的刻 度線讀取測量所得的數(shù)值。
第四步在被測圓上選取幾個位置，重復測量幾次，取幾次測量的平均值。 測量時注意事項
(1) 在實際測量時，盡量選取測量多次取平均值的方式進行，以減少因測 量方法和被測圓弧不標準帶來的測量誤差。
(2) 使用本圓經(jīng)尺進行測量時，兩尺腳和滑尺下端輕微考在被測物件表面 即可，以免尺身和被測物件形成一定的變形量，從而帶來測量誤差。
(3)見圖1中所示，要求CA和CB線段必須延長一定短小的長度分別為線 段AH和線段BI，這樣清楚的找準圓切點，及確保OA和OB即為需要準確測量的 半徑。線段AH和線段BI線段要求在實際測量時在兩只尺腳上留下的長度必須 可以清楚的觀察到。
(4)當測量時H點和I點己經(jīng)不能確保AH和BI為正數(shù)及可觀測到時，說 明需要測量的圓經(jīng)已經(jīng)超過測量所使用的圓經(jīng)尺的最大量程了 。(5) 讀取刻度數(shù)值時必須采用正確的方式，及眼睛與刻度尺保持垂直和與 刻度線保持平行的位置時進行讀數(shù)，以免帶來讀數(shù)誤差。
(6) 使用本實用新型的圓徑尺進行測量時，不允許用力，壓尺身和滑尺， 以免造成圓經(jīng)尺損壞。
為了在使用一段時間后，使用者可以對圓經(jīng)尺進行校驗，可以隨尺準備一
個125 130度標準圓弧，其外圓半徑設計為圓經(jīng)尺最小量程，及對標準圓弧進 行測量時，滑尺最小刻度線(圖2中X點刻度線)應該是對準標尺0刻度線位 置。以此方法可以驗證本圓經(jīng)尺標尺0刻度和滑尺最小刻度線對準時是否與最 小量程有誤差。
本實用新型的使用方法非常簡單，使用人不需要具備很強的機械專業(yè)知識。 可以得到普遍推廣和大面積使用。可以生產(chǎn)出適用手工使用的最小尺寸到最大 尺寸，比如可設計成大型、中型、小型和微型等。按照本實用新型結構，可以 生產(chǎn)出以激光或聲納等為測量介質的其他距離測量工具為手段進行測量的儀器 上。其精度和量程都將大幅度提高。
本實用新型制造時使用當前測量工具通用的材料，不需要使用到特殊的或 貴重的材料；不需要異型配件加工，所有部件都可以很方便的生產(chǎn)得到；體積 小，重量輕，便于手持和攜帶。
權利要求1、一種圓徑尺，其特征在于包括一個尺身和兩個尺腳，所述尺身和尺腳外形均為直線段，兩尺腳關于尺身軸對稱，構成一個以尺身為上底、兩尺腳為腰的等腰梯形的三邊；兩個尺腳的延長線的夾角是60度，尺身中段設置有可伸縮的滑尺，滑尺中心線與尺身的垂直平分線重合。
專利摘要本實用新型公開了一種能快速測量圓弧半徑的工具。一種圓徑尺，其特征在于包括一個尺身和兩個尺腳，所述尺身和尺腳外形均為直線段，兩尺腳關于尺身軸對稱，構成一個以尺身為上底、兩尺腳為腰的等腰梯形的三邊；兩個尺腳的延長線的交角是60度，尺體中段設置有可伸縮的滑尺，滑尺中心線與尺體的垂直平分線重合。凡是圓周角不小于120度的外圓形物體，都可以通過采用這樣的結構制成的工具，來解決了實際工作中遇到的半徑難測量的問題，并且結構簡單，成本低廉，使用方便。
文檔編號G01B5/08GK201259411SQ20082010004
公開日2009年6月17日 申請日期2008年9月19日 優(yōu)先權日2008年9月19日
發(fā)明者王啟明 申請人:王啟明