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橢圓規

橢圓機構

AB 為滑塊位置,MAB 之中點,曲柄為 OM,連桿為 MAMB,由三角形 OAB 可知 M 為外心,外心到三端點等距,所以 OM=MA=MB(曲柄長度等於連桿長度),且 OM 在橢圓規轉動時距離不變,運動軌跡為一圓。

若以順時鐘而言,A 滑塊將會向上邊滑動,B 滑塊向右滑動,P 點則會逐漸向橢圓右邊的長軸頂點移動,當 A 點和 O 點重合時,P 點正好會和右邊長軸頂點重合。

繼續轉動 A 仍然向上滑動,B 則變為向左滑動,P 點會逐漸靠向橢圓下方的短軸頂點,當 B 點和 O 點重合時,P 點會正好在下方短軸頂點重合。以此類推,持續轉動則可畫出一個橢圓。

橢圓公式

橢圓機構_2

AP 長度為 BP 長度為 bθBP 與水平線之夾角,以 O 為原點 (0,0),則可知 P 點位置為 (acosθbsinθ)X=acosθY=bsinθ

sin2θ+cos2θ=1x2a2+y2b2=1

橢圓機構_4

橢圓機構_3

3D 列印成品

橢圓機構_3D列印

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