专利名称：圆径尺的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量工具，具体涉及一种可以快速测量外圆轮廓半径的 工具。
背景技术：
在现代社会，各行各业往往都会遇到测量圆周直径或半径的问题。比如，
建筑行业需要对圆柱体进行较精确的测量；机械行业大部分圆形或圆柱形机械 零部件都需要对某圆半径或直径进行一定精度的测量，以便进行生产或检修。 而在交通行业领域，在生产或使用时都需要对车轮进行半径或直径的测量，以 跟踪车轮的使用程度，作为判断维修、报废或继续使用的依据。当前使用的测 量圆周或圆柱的直径或半径的方式都是采用直接测量或圆弧计算法等。这些技 术的缺陷在于有些情况下测量空间太小，而测量工具本身尺寸太大，无法完 成对被测圆半径或直径的测量；或者对被测圆的形状有较高要求，比如要求外 圆轮廓其圆周角至少不少于180度，以便用卡尺进行直接测量；还有的测量方 式，比如通过测量外圆上的几段弦长，再通过进行较繁琐的三角函数计算才能 得到半径值，这样的误差也很大，效率也较低。在这种情况下，研制一种能够 方便快捷测量出圆半径的工具就成为殛待解决的课题。

实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够方便快捷测量出圆半径的工具。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是 一种圆径尺，其特征在于包括一个尺身和两个尺脚，所述尺身和尺脚外形均为直线段，两尺脚关于尺身 轴对称，构成一个以尺身为上底、两尺脚为腰的等腰梯形的三边；两个尺脚的 延长线的夹角是60度，尺身中段设置有可伸縮的滑尺，滑尺中心线与尺身的垂 直平分线重合。
使用时，将两尺脚贴在待测外圆物体上作为外圆切线段，根据几何学中的外 切线定理，两尺脚内侧的延长线的交点、待测外圆物体的圆心以及其中一个切 点构成一个直角三角形。在该直角三角形中，延长线的交点到圆心的距离为斜 边，交点到切点的距离和圆心到切点的距离也就是半径分别为另两条直角边。
半径对应的角度为两个尺脚的延长线的夹角的一半，也就是30度。根据直角三 角形中30度角所对应的直角边，其长度等于斜边长度的一半的特点，可以知道 相交点到圆心的距离就是待测半径的2倍，也就是说等于直径。减去半径后， 相交点到圆心连线与圆的交点的距离就是半径。将位于尺体上的滑尺伸出顶在 外圆上，滑尺的读数就与半径呈一定的比例关系，这样就可以很方便快速的读 出待测圆的半径。
通过这样的结H解决了实际工作中遇到的外圆物体半径难测量的问题，并 且结构简单，成本低廉，使用方便。
显然，根据上述技术方案，由于测量时，两尺脚与待测外圆的切点与圆心之 间连线所形成的夹角是120度，因此采用本实用新型测量的外圆物体其圆周角 不得小于120度。


图1是本实用新型的原理示意图。 图2是本实用新型的结构示意图。下面结合具体实施方式
对本实用新型做进一步的说明。
具体实施方式

如图1所示， 一个圆心为"0"的圆，直线AC、 BC分别为圆0的外切线， 两线相交于C点，根据圆的外切线定理得到角ZOBC和ZOAC为直角，那么分别 构成两个直角三角形0BC和0AC。
取直角三角形的角OCA为角度"a"，半径OA定义为半径"r"，则根据直角 三角形定理直角三角形的直角边等于斜边乘以对应角正弦值； 艮卩0A二0CXsinZ0CA，及0A二r二0CXsin a。 取角Z0CA为30。，因为sin30。 =1/2=0.5;
有OA二OCX0.5，及OA二r二OCXO. 5。 再定义OC与圆O的交点为"D"，因OA二OB二OD; 得OD二OA二OCXO. 5，又因为OC二OD+DC; 从而OD二DC，又因为OA二OBOD
因此只要知道DC的长度就知道了 OA的长度，也就是说半径r可以 通过测量DC的长度而得到。当我们需要测量现实中不能或不便于测量的圆半径 (直径)时，我们只需要测量另一个与其等长或成一定比例长度的参数即可。 图2是根据上述原理制成的本实用新型一个具体实施例。 圆径尺包括一个尺身l和两个尺脚2，其长度可以根据量程来确定。两个尺 角关于尺身成轴对称布置，ZHEF和ZIFE大小均为120度。尺脚2上带标准刻 度，可以单独作为直尺使用。
'尺身1的垂直平分线定义为"G"点，标尺4固定在尺身1中部位置上，其 作用为可以让滑尺3在其卡槽内上下移动，并且其0刻度与线与G点重合，线 段CG的长度固定为已知数值，我们只需要测量GD的长度即可。滑尺3作用为完成测量和读取数据使用，其位置可以一定范围内在GD方向 上下滑动，当滑尺3位于最顶端时，其最小值(最小量程)刻度线(图2中X 点刻度线)与标尺4的"0"刻度线重合，此时即为能够测量到的最小测量值； 当滑尺3移动到最底端时，其最大值(最大量程)刻度线与小标尺"0"亥U度线 重合，此位置读数为最大测量值。
在滑尺3上的螺钉5其作用是确保滑尺3在标尺的卡槽内滑动，不至于从 标尺4上松脱出来。
标尺4上无刻度一侧设计安装一颗定位螺栓6，螺栓6尾部在旋紧时可以达 到滑尺3表面，其主要作用是当需要固定滑尺3与标尺4的相对位置时，旋紧 定位螺栓6就可以实现要求。
本实用新型的圆径尺，其有效量程为固定长度的线段CG (见图1)和可 以测量长度的线段DG的总长度(见图1)。在设计原理不变的情况下，根据尺 的具体大小规格，测量范围可以为几厘米到100多厘米，因为当尺身太大或太 小时已经不方便于人工使用。当通过使用其他方法进行测量时，例如激光或声 纳等手段可以使量程达到更大的值。量程大小由尺脚EA、 FB和滑尺3可测量长 度所决定，当尺脚EA和FB越长，在CG长度固定的情况下，滑尺可以测量的范 围(及DG线段)越大，则允许测量的量程也就越大。可以根据各行业对量程的 要求做成各种大小型号的规格。例如铁路普通客车车轮的直径范围是915mm (新 造轮对)至860mm (最小运用限度)，其半径范围就是457. 5腿至430mm，那么 就需要在测量时使用的圆经尺量程范围稍大于457. 5,至430ram (如470mra至 420mm)即可。
测量精度说明。首先，本实用新型圆经尺设计的精度取决于所要测量的圆 弧是否为标准圆弧弧度，如果圆弧为标准圆弧，那么测量所得数据越准确。其次，取决于圆经尺制造时尺本身的制造精度，如现在普遍使用的游标卡尺刻度
线精度可以达到0. 1或0. 02mm等。再次，当制造CG线段固定长度的精度，标 尺4和滑尺3刻度的精度都可以影响到测量数值的准确性。 测量方法和注意事项说明。
第一步将尺脚2轻贴在需要测量的圆或圆弧外，确保其尺脚与圆的外切 点在尺脚的范围内。
第二步用手指稍用力拿住滑尺3上端螺栓6，缓慢推动滑尺到其下端轻靠
到被测圆面即可。
第三歩将标尺4上定位螺钉5旋紧，确保滑尺3与标尺4相对位置不变， 再将本实用新型的圆径尺从被测圆表面拿开，即可按正确方法从滑尺3上的刻 度线读取测量所得的数值。
第四步在被测圆上选取几个位置，重复测量几次，取几次测量的平均值。 测量时注意事项
(1) 在实际测量时，尽量选取测量多次取平均值的方式进行，以减少因测 量方法和被测圆弧不标准带来的测量误差。
(2) 使用本圆经尺进行测量时，两尺脚和滑尺下端轻微考在被测物件表面 即可，以免尺身和被测物件形成一定的变形量，从而带来测量误差。
(3)见图1中所示，要求CA和CB线段必须延长一定短小的长度分别为线 段AH和线段BI，这样清楚的找准圆切点，及确保OA和OB即为需要准确测量的 半径。线段AH和线段BI线段要求在实际测量时在两只尺脚上留下的长度必须 可以清楚的观察到。
(4)当测量时H点和I点己经不能确保AH和BI为正数及可观测到时，说 明需要测量的圆经已经超过测量所使用的圆经尺的最大量程了 。(5) 读取刻度数值时必须采用正确的方式，及眼睛与刻度尺保持垂直和与 刻度线保持平行的位置时进行读数，以免带来读数误差。
(6) 使用本实用新型的圆径尺进行测量时，不允许用力，压尺身和滑尺， 以免造成圆经尺损坏。
为了在使用一段时间后，使用者可以对圆经尺进行校验，可以随尺准备一
个125 130度标准圆弧，其外圆半径设计为圆经尺最小量程，及对标准圆弧进 行测量时，滑尺最小刻度线(图2中X点刻度线)应该是对准标尺0刻度线位 置。以此方法可以验证本圆经尺标尺0刻度和滑尺最小刻度线对准时是否与最 小量程有误差。
本实用新型的使用方法非常简单，使用人不需要具备很强的机械专业知识。 可以得到普遍推广和大面积使用。可以生产出适用手工使用的最小尺寸到最大 尺寸，比如可设计成大型、中型、小型和微型等。按照本实用新型结构，可以 生产出以激光或声纳等为测量介质的其他距离测量工具为手段进行测量的仪器 上。其精度和量程都将大幅度提高。
本实用新型制造时使用当前测量工具通用的材料，不需要使用到特殊的或 贵重的材料；不需要异型配件加工，所有部件都可以很方便的生产得到；体积 小，重量轻，便于手持和携带。
权利要求1、一种圆径尺，其特征在于包括一个尺身和两个尺脚，所述尺身和尺脚外形均为直线段，两尺脚关于尺身轴对称，构成一个以尺身为上底、两尺脚为腰的等腰梯形的三边；两个尺脚的延长线的夹角是60度，尺身中段设置有可伸缩的滑尺，滑尺中心线与尺身的垂直平分线重合。
专利摘要本实用新型公开了一种能快速测量圆弧半径的工具。一种圆径尺，其特征在于包括一个尺身和两个尺脚，所述尺身和尺脚外形均为直线段，两尺脚关于尺身轴对称，构成一个以尺身为上底、两尺脚为腰的等腰梯形的三边；两个尺脚的延长线的交角是60度，尺体中段设置有可伸缩的滑尺，滑尺中心线与尺体的垂直平分线重合。凡是圆周角不小于120度的外圆形物体，都可以通过采用这样的结构制成的工具，来解决了实际工作中遇到的半径难测量的问题，并且结构简单，成本低廉，使用方便。
文档编号G01B5/08GK201259411SQ20082010004
公开日2009年6月17日 申请日期2008年9月19日 优先权日2008年9月19日
发明者王启明 申请人:王启明