Прибор для построения плоских кривых Советский патент 1986 года по МПК B43L11/00 

1

Изобретение относится к чертежным приборам для построения плос:ких кривых, в частности эллипса, подеры эллипса, окружности стандартов, кардиоиды, сопряжения различных кривых и может быть использовано в геодезии, навигации, прикладной геометрии и чертежно-конструкторских работах.

Целью изобретения является расширение диапазона вычерчиваемых кривых.

На фиг.I представлен прибор, вид сверху; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 и, 4 - кинематические схемы прибора, поясняющие порядок определения радиусов-векторов и коэф- фи1щентов корреляции;; на фиг. 5 - кинематическая схема прибора при вычерчивании окружности ставдартов и кардиоиды; на фиг.6 - окружность стандартов и кардиоида; на фиг.7 - кинемати- ческая схема прибора при вычерчивании сопряжений различных кривых; на фиг. 8 - пример со1тряясения кардиоиды и розы.

Прибор для построения плоской кри- вой содержит неподвижное кольцо 1 с двумя внешними консолями 2,, 3 и внутренней консолью 4, на которой .в центре кольца закреплен двуплечий поворотный базис 5 с переставными фиксаторами 6 и 7. Фиксаторы помещены в прорези взаимно перпендикулярных шатунов 8 и 9 шарнирных параллелограммов ABCD и ШЖ. Кривошипы 10 и 11 одного шарнирного параллелограмма закреплены на внекших консолях 2 и .3, а кривошипы 12 и 13 другого шарнирного параллелограмма - на кольце 1 .

Шатуны 8 и 9 связаны мезкду собой крестообразным ползуном 14, на котором закреплен в точке пересечения прорезей шатунов пишущий штифт 15. На нижнем плече базиса 5 установлена подвижная каретка 16 с ; ругим пишушим штифтом 17, а также шарнир- но закреплена соосно базису поворотная линейка 18 с продольной прорезью. Нижнее плечо базиса 5 имеет опорное колено 19, заканчивающееся щтырем 20.

Пишущие штифты 15 и 17 связаны между собой шарнирным ромбом abed; две противолежащие оси а и с шарнирных связей которого свободно установлены в прорези поворотной линейки 18, а две другие оси b и с)

10

5 20

25

538372

закреплены на пишущих приспособлениях.

На кольце соосно базису 5 смонтированы два поворотных лимба 21 и 5 22, кольцо снабжено тремя опорными стойками 23. Две стойки диаметрально противоположны и расположены на линии AD, третья - на линии LK. Опорным коленом 9 и тремя стойками 23 прибор опирается на основание, в отверстие которого помещен штырь 20, служащий осью вращения базиса 5. На этой оси установлен поворотный диск 24, связанный с базисом зубчатой передачей. Одни колеса 25 и 26 этой передачи закреплены на оси вращения базиса, а другие 27 и 28 - на вертикальной оси, закрепленной на основании 29, с возможностью перемещения вдоль нее.

На базисе 5 нанесена шкапа миллиметровых делений, охщфровка которых возрастает в обе стороны от оси его зра.щения. На поворотном лимбе, 21 нанесены градусные деления.

30

35

40

45

50

55

удвоенная оцифровка которых ведется от О по ходу и против часовой стрелки, т.е. одна половина лимба 21 оцифрована от О до 360° по ходу, а другая от О до 360 против часовой стрелки. На лимбе 22 нанесены градусные деления, оцифровка которых от О до 360 ведется по часовой стрелке.

Прибор работает следующим образом.

Пусть известны большая А и малая Ва полуоси эллипса ошибок геодезической засечки, дирекционные углы ср большой оси эллипса, «:, первого направления засечки, о; второго направления и угол засечки J.

Фиксаторы 6 и 7 закрепляют на расстояниях от оси О вращения бази- са 5, равных соответственно Вр и Ар Поворачивают лимб 22 до тех пор, пока отсчет по нему относительно линии AD не будет равен if (фиг.З), и в этом положении лимб 22 закрепляют. Устанавливают базис 5 на отсчет угломерной шкалы лимба 22, равный 0, , а лимб 21 поворачивают и закрепляют так, чтобы о-тсчет по одному из концов поворотной линейки 18 на лимбе 21 бьш равен J ,

Взяв отсчет Od( по шкале базиса 5, получают среднюю квадратическую ошибку положения точки О по направ.лению засечки, дирекционный угол которого равен оС - Затем устанавливают базис 5 на отсчет yглo fepнoй шкалы лимба 22, равный ai (фиг.4), Отсчет Qdj по шкале базиса 5 соответствует средней квадратической ошибке положения точки О по направлению засечки с дирекционным углом oi 2 « При этом под действием шарнир

ного ромба abed линейка 18 разворачивается также на некоторый угол. Взяв отсчет по угломерной шкале лимба 21 против конца поворотной линейки 18, равньтй (f , находят коэффициент корреляции между сдвигами определяемого пункта по направлениям

С, и oij.

г, cos (.

Аналогичным образом можно определить ошибки положения пункта по любым заданным направлениям и коэффициент корреляции между ними.

Действительно, если под углом (f к линии AD провести ось X и установить базис 5 так, чтобы он составлял с осью X угол of, J то этому положению базиса будет соответствовать радиус-вектор эллипса ОЬ, , равный радиусу-вектору подеры Odj, что обеспечивается наличием шарнирного ромба abed. При этом радиус-вектор ОЪ, и поворотная линейка 18 составят с осью X некоторые углы (р, и 8, ( фиг . 3) ,

, При повороте базиса 5 на угол о( i по отношению к оси X (фиг.4) получают новый радиус-вектор эллипса ОЬ равный радиусу-вектору подеры Od. Причем радиус-вектор ОЪ и линейка 18 составят с осью X некоторые углы

V Известно, что коэффициент корреля хдаи между сдвигами пункта на направлениям cti и о 2 равен косинусу угла между радиусами-Векторами эллипса, характеризующими величину этих сдвигов , т. е,

,2

COS (( 2 -l4,) COS.

Из фиг.3 И 4 следует

ф V2-v; 2(8.Sz)-ir;

следовательно

10

15

20

25

5

30

35

40

0

5

Г,, (F,-f5,) -2-.

Д)1Я удобства угломерная шкала на лимбе 21 оцифрована по ходу и против часовой стрелки, причем применена удвоенная оцифровка. В этом случае отсчет ( по лимбу 21 (фиг.4) соответствует углу, косинус которого равен коэффициенту корреляции.

Для одновременного вычерчивания эллипса и его подеры необходимо вывести колеса 27 и 28 зубчатой передачи из зацепления с колесами 25 и 26. Вращая базис 5 в пределах 10-170° вычерчивают пишущим штифтом 15 половину эллипса, а пишущим штифтом 17 - половину подеры. Для построения дру- г ой половины эллипса и подеры необходимо поворотный диск 24 развернуть на 180 и затем повернуть базис 5 в обратном направлении (170-10°/.

Дпя одновременного вычерчивания кардиоиды и окружности стандартов (фиг.5 и 6) необходимо, чтобы при повороте базиса 5 на некоторый угол диск 24 также повернулся на тот же угол, но в противоположном направлении. Тогда при вращении базиса 5 в пределах 10-170 пишушцй штифт 15 вычерчивает окружность стандартов, а пишущий 1ПТНФТ 17 - кардиоиду. В этом случае зубчатая передача должна иметь передаточное число, равное единице, что обеспечивается введе-- нием в зацепление зубчатых колес 26 и 28, передающих вращение через колесо 27 на диск 24.

Если при повороте базиса 5 на некоторьш угол, диск 24 поворачивается в противоположном направлении на половину этого угла, то пишуш 1Й

штифт 15 вычерчивает кривую типа роза, сопряженную с двумя кривыми типа кардиоида, вычерчиваемыми пишу- шзнм штифтом 17. Для этого зубчатая передача должна иметь передаточное число, равное двум, что обеспечивается введением в зацепление зубчатых колес 25 и 27 ((}иг.7 и 8) .

Причем для вычерчивания сопряжения кривых (фиг.8) вначале вращают базис 5 в пределах 10-170, а затем, развернув прибор на по ходу часовой стрелки относительно чертежной основы, вращают базис в обратном направлении.

При других передаточных числах зубчатой передачи прибор вычерчивает различные сопряжения кривых высшего порядка.

51253837 6

Применение предлагаемого прибораческих построений рассмотренных крипозволит сократить время геометри- . вых.

4

2

2

25

6

--К

Фи.5

-}-/f