繪圖板丁字尺套裝的創新設計

譚皓文 洪艷 肖慧琳 許揚 趙羚汐

摘 要：為了節省制圖時間和提高制圖的精確度，對丁字尺和圖板進行了改良創新設計?；谝韵聠栴}：目前市面上的丁字尺和圖板制作工藝參差不齊，造成儀器誤差，外加制圖時的操作誤差和主觀誤差，是以繪制圖形精確度低;且兩者分開存在不易攜帶，現狀下其不足以滿足繪圖者日常的學習和工作需求，以中國古代建筑的榫卯結構為紐帶，對丁字尺和圖板進行一體化設計，使丁字尺可獨立繪制出任意角度的直線，以降低誤差，提高精確度，增強可操作性。以下將詳細介紹丁字尺的各類問題及解決辦法。

關鍵詞：丁字尺;榫卯結構;圖板;燕尾槽

引言：工程制圖在培養學生創造性思維基礎的空間想象力及構思能力等方面發揮了重要的作用。工程圖是生產中必不可少的技術文件，是在世界范圍通用的“工程技術的語言”。在工程制圖過程中，丁字尺和圖板是必不可少的制圖工具。但現存繪圖工具在使用過程中存在諸多不便。其一為繪圖精度不高，丁字尺與繪圖板難以固定，繪圖過程中易因受力不均導致丁字尺與圖板發生錯位，導致繪制工程圖的過程中精度不高;其二，為繪圖過程繁瑣。工程制圖中需要多種繪圖工具的協調配合，每種繪圖工具相對獨立，配合使用過程較為繁雜，給制圖人員帶來了不便。

本設計借鑒工業制造中的滑軌設計和中國古建筑中的榫卯結構，對丁字尺圖板套裝加以改良設計，以燕尾槽滑軌為媒介組合設計圖板丁字尺。

1 圖板丁字尺套裝設計思路

圖板丁字尺套裝采取集約化設計思路：將繪圖板與丁字尺在結構上組合，做到丁字尺與圖板緊密貼合，減少人工操作的誤差;在組合體上附帶量角器和三角板等繪圖工具的使用功能，做到一尺多用，從而形成一套真正意義上精確度較高的制圖工具套裝。

1.1 圖板的創新方法

設計保留傳統繪圖板的規格，延續三種型號的繪圖板，以便生產和日常繪圖圖紙的選擇，同時在板身上對繪圖板進行改良即：在繪圖板上開“L”型的圓弧形軌道，以便于主尺與繪圖板之間精密貼合;在“L”轉折處，采用圓弧轉角，便于主尺在滑動軌道中很好地轉換方向，同時避免過度摩擦導致的損壞，延長其使用壽命。

1.2 丁字尺的創新方法

（1）主尺尺頭底部有圓柱狀榫結構與圖板上的卯結構嵌合，滑入圖板后可緊密貼合;（2）在主尺上部開燕尾槽，圓盤底部榫結構滑入主尺燕尾槽軌道，沿著主尺方向移動;（3）副尺通過轉軸連接圓盤，挑出的尺身可自由旋轉從而繪制任意角度的斜線，使繪圖過程更簡潔;（3）副尺上的圓盤刻有0°～180°的刻度，可替代量角器。

2 圖板丁字尺套裝技術措施

改良設計保留了傳統繪圖板的規格設置，延續三種型號的繪圖板的尺寸：0號、1號和2號。改良繪圖工具的主體部分由帶有燕尾槽的圖板，主尺，可旋轉的副尺構成（詳見圖1），可繪制任意角度的直線。

以下將詳細介紹新型繪圖工具各個部分的外形、結構以及具體的操作步驟。

2.1 帶有“L型”燕尾槽的繪圖板

如圖2所示，圖板的長為700mm，寬為450mm，厚20mm。在距離繪圖板上側和左側邊緣20mm留出了半徑為5mm，深度為8mm的圓形燕尾槽，燕尾槽平面上呈“L”型。燕尾槽的邊緣線上設置了標準刻度，主尺在燕尾槽內的滑動距離也可根據邊緣線上的刻度讀出，避免了在圖板上平移丁字尺時反復測量數據而浪費時間的問題。在左下角和右上角設置了方便丁字尺滑出燕尾槽軌道的端口，并在左側軌道和上側的燕尾槽軌道相接處采用了圓弧轉角，便于主尺在滑動過程中更好的過渡到另一軌道。

2.2 帶有燕尾槽的主尺

如圖3所示，主尺尺身厚7mm，較傳統丁字尺做了加厚處理，防止燕尾槽結構在摩擦過程中折斷。尺頭部分由半徑為5mm的半圓柱體與尺身構成。主尺沿繪圖板L型軌道滑入，圖板與主尺緊密貼合。主尺尺身上端開深度為3mm，上寬10mm，下寬18mm的燕尾槽結構。主尺在此起到一個承上啟下的作用，既可以在燕尾槽里面滑動，隨時調整位置;又能連接量角器，成為副尺的基底面，便于副尺在此基礎上繪制任意角度的直線。

2.3 可旋轉的副尺

如圖4所示副尺上量角器直徑為50mm，厚為5mm。量角器下帶有與主尺的燕尾槽結構緊密貼合的燕尾榫。量角器頂面角度為0～180°。圓盤中心有轉軸，通過轉軸連接細長的旋轉尺。旋轉尺挑出圓盤后便能緊貼畫板，這樣便能更方便的發揮副尺的功能。旋轉尺邊緣帶有刻度，利用轉軸旋轉副尺便可以繪制出任意角度的斜線，避免了傳統繪圖過程中多工具配合操作性低的問題。

3 圖板丁字尺套裝工作原理

繪圖時，先將紙張放置于圖板上，然后將主尺沿“L型”燕尾槽滑入圖板，再將副尺沿主尺上的燕尾槽軌道滑入，如此圖板丁字尺套裝前期準備便完成，接下來便可以開始繪制所需要的圖形。

3.1 繪制水平直線或垂線

主尺沿左側燕尾槽滑動，同時可根據圖板上的刻度測量出平行滑動的距離。繪制不同距離的水平線，沿上側軌道滑動即可繪制不同距離的垂線。

3.2 繪制斜線

根據可滑動丁字尺和可滑動的圓盤可以定位到圖板上的任意位置，轉動圓盤上的旋轉尺，對齊圓盤的刻度線，便可以繪制出不同長度以及不同角度的斜線。

4 總結

圖板丁字尺套裝使繪圖過程更加便利，套裝可自由拆卸、組裝便于攜帶。改良版圖板丁字尺套裝有效解決了繪圖者多尺并用的繁瑣，為繪圖者提供了更便捷，精準的繪圖工具，在一定程度上提高了繪圖效率。在繪圖工具應用推廣中具有更大的價值及潛力。

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