Механическое вычислительное устройство Советский патент 1991 года по МПК G06G3/10 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для вычисления функций в учебном процессе по курсу Начертательная геометрия и Инженерная графика.

Цель изобретеня - расширение функциональных возможностей за счет возможности определения местоположения точки на поверхности гиперболического параболоида.

На фиг. 1 представлено устройство, вид сверху; на фиг. 2 - кинематическая схема устройства.

В корпусе 1 (фиг. 1) на опорах 2 и 3 (фиг, 2) установлены ходовые винты 4 и 5 с общим приводом от вала 6, а также шпоночные валы 7 и 8. вращение которых осуществляется одновременно в одном и том же направлении через цепную передачу 9, На шпоночных валах 7 и 8 имеются резьбовые втулки 10 и 11 с гайками 12 и 13, которые несут стержень 14. Ходовые винты 4 и 5 снабжены гайками 15 и 16, которые соединены со стержнем 17 и имеют выступы в виде вилок, конец которых входит в паз резьбовых втулок 10 и 11.

- На подшипниковых опорах 2 и 3 закреплены направляющие планки 18 и 19, при этом планки снабжены подвижными, перемещаемыми вдолдь их оси зубчатыми ползунами 20-27.

На опорах 28 и 29 смонтированы валы 30 и 31, снабженные зубчатыми колесами 32-35 сцепляющимися с зубчатыми ползуOvСХ

V4 Ю 00

нами 20-23. а на опорах 36-39 насажены валы 40-43 с зубчатыми колесами 32-35, сцепляющимися с зубчатыми ползунами 24--27 соответственно.

Зубчатые ползуны 20, 21 и 22, 23 соединены жесткими связями 44 и 45 соответственно, которые и являются горизонтальными проекциями скрещивающихся прямых, а ползуны 24,25 и 26, 27 соединены жесткими связями 46 и 47 соответственно и являются фронтальными проекциями скрещивающихся прямых. В свою очередь, жесткие связи 45 и 46 соединены шарнирами 48 и 49 со стержнем 17, а 44 и 47 - шарнирами 50 и 51 со стержнем 14. На шарнирах насажены пальцы, входящие в отверстие или паз штанг 52 и 53, на концах которых установлены стойки 54-57 с натянутыми струнами 58. На ползунах установлены стрелки-указатели 59-64 для установления заданных числовых величин по осям OX, OY, OZ.

С целью свободного перемещения указателей на крышке корпуса (фиг. 1) выполнены соответствующие пазы 65-70, а для пальцев 53, 54 и 55, 56 - пазы 71-74.

На крышке корпуса 1 нанесены координатные оси, прямолинейные шкалы, параллельные координатным осям, и круговая шкала с центром С.

Выражение, определяющее связь между входными и выходными величинами устройства, имеет вид

.,г. z, -Z4.-.Z2

Y1 -Y2 I КХЗZ1 Z2КХЗ

+ (Z3-Z1 -Z4+Z2)(KX-V). +

К Хз (Z4-Z2)(V2-Y+KX)

-Y2 +

+

КХЗ

+Z2.

где a; Хз - постоянная величина.

Задача вычисления сводится к определению местоположения точки на поверхности гиперболического параболоида.

Устройство работает следующим образом.

При заданном значении Zi ручку 76 вала 40 вращают до тех пор, пока указатель 61 (фиг. 2) установится против данной числовой величины по шкале Zi. Аналогично поступают для значений Z2, 2з и Z4 вращением ручек 77-79 валов 41-43.

Получают фронтальные проекции скрещивающихся прямых. С помощью координат YI Уз; Y2 Y4 получают горизонтальную проекцию скрещивающихся прямых.

Вращением рукоятки 80 вала 30 и при () устанавливают указатель 59 против заданного значения по шкале Y2. Затем ручкой 75 вала 31 устанавливают указатель 60 против заданного значения YL После этого

вращают рукоятку 81 шпоночного вала 7 до тех пор, пока струна 58 штанги 52 не пройдет через помегку круговой шкалы а .

Далее вращением рукоятки 82 вала 6

5 добиваются совпадения струны 58 с точкой М (фиг. 1) с заданными координатами X и Y. С помощью координаты X на струне 58 определяют точку М , числовое значение которой определяет координата Z.

10 Таким образом, на вход устройства подаются сразу девять переменных величин: a, Zi, Za, Za, Z4, YL Ya, X, Y, а с его выхода снимают величину Z.

15 Формула изобретения

Механическое вычислительное устройство, содержащее корпус, опоры, две жесткие связи, установленные в опорах два ходовых винта с гайками, два ходовых вала с ручка20 ми, закрепленные параллельно ходовым винтам, третий ходовой вал с ручкой, расположенный перпендикулярно ходовым винтам и соединенный с ними парой зубчатых конических колес, две планки-на25 правляющие с размещенными на них двумя парами зубчатых ползунов, снабженных стрелками-указателями и соединенных с помощью зубчатых колес с первыми двумя ходовыми валами, отличающееся тем,

30 что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения местоположения точки на поверхности гиперболического параболоида, в него дополнительно введены установленные в опо35 -pax ходовых винтов и связанные с ними с помощью соответствующей цепной передачи два шпоночных вала, один из которых снабжен ручкой, на шпоночных валах размещены резьбовые втулки с гайкой, которые

40 соединяют оба вала посредством первого стержня, второй стержень соединен с помощью резьбовых гаек с ходовыми винтами и с помощью выступов в виде вилки с резьбовыми втулками шпоночных валов, распо45 ложенных перпендикулярно стержням, на соответствующих опорах ходовых винтов размещены планки-направляющие, на которых размещены дополнительно две пары ползунов, снабженные стрелками-указате50 лями, и соединенные с помощью зубчатых колес с устновленными в опорах соответствующими дополнительными валами, каждый ползун одной планки-направляющей шарнирно соединен с соответствующим

55 ползуном другой планки-направляющей жесткой связью, соединенной со стержнями с помощью шарниров, на каждой паре шарниров размещены две штанги, снабженные концевыми стойками с натянутыми струнами, каждая штанга с одной стороны имеет вырез, в котором размещен с возможностью вращения и продольного перемещения один из двух шарниров, на крышке корпуса имеются пазы со шкалами для стрелок- указателей и концевых стоек.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в учебном процессе по курсу начертательная геометрия и "инженерная графика". Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет возможности определения местоположения точки на поверхности гиперболического параболоида. Устройство содержит два шпоночных вала с резьбовой втулкой с гайкой, две планки - направляющие, на каждой из которых установлено по четыре ползуна, с стрелками указателями. Ползуны одной планки шарнирно соединены с ползунами второй планки четырьмя жесткими связями, которые соединены соответственно с двумя стержнями, первый стержень соединен с гайками резьбовых втулок, второй с гайками ходовых винтов, ползуны с помощью зубчатых колес соединены с соответствующими рукоятками, установленными на корпусе устройства, на опорах корпуса установлены два ходовых вала, один из них с ручкой, которые соединены с ходовыми винтами цепной передачей и третий вал с рукояткой, соединенный с ходовыми винтами коническими передачами. 2 ил.

Т

f

Z2

6Ј

50 /0 30 20 10 О

-ю

,67

Но

г

У2

То

То То

Фиг.1

CD