Учебный прибор по инженерной графике Советский патент 1992 года по МПК G09B23/04 

Изобретение относится к учебным приборам по геометрии для изучения и демонстрации образования семейства развертывающихся линейчатых поверхностей и их свойств.

Известен прибор для демонстрации винтового торса, содержащий основание с пазом, очерченным по дуге эвольвенты окружности, круговой цилиндр, на котором вычерчена цилиндрическая винтовая линия, две прозрачные пластины со сквозными пазами в виде эвольвент, фиксаторы, к которым крепятся эластичные нити, имитирующие образующие винтового торса; шаблон с шипами, нерастяжимую нить и пишущий узел.

Однако этот прибор не позволяет демонстрировать образование семейства торсовых поверхностей общего вида и образование в динамике ребер возврата семейства торсов.

Известен учебный прибор по математике, содержащий панель в виде цилиндра с различными пазами на поверхности, расположенную на ней и состоящую из телескопически соединенных частей штангу и связанную с верхним концом штанги спицу, имитирующую прямую линию, прямоугольный рычаг со сферическим шарниром, ползун и два взаимно перпендикулярных стержня, укрепленных на сферическом шарнире перпендикулярно спице.

vi ю ел ю

4 00

Однако данный прибор не позволяет демонстрировать в динамике образование семейства торсовых поверхностей.

Наиболее близким по технической сущности является учебный прибор по инженер- ной графике, содержащий установленный на основании цилиндр с криволинейным пазом, спицы и закрепленные на них съемные плоские фигуры для имитации элементов, определяющих демонстрируемые геометрические понятия, ось с ползуном, штангу, связанную одним концом с ползуном и проходящую сквозь паз цилиндра, и расположенную на штанге муфту, при этом спицы одним концом установлены в муфте по направлению ка- сательной, нормали и бинормали репера Френе, в основании выполнен паз по дуге эвольвенты окружности.

Однако известный прибор не позволяет наглядно и в динамике демонстрировать об- разование семейства торсовых поверхностей и образование ребер возврата семейства торсовых поверхностей.

Цель изобретение - расширение диапазона решаемых задач путем демонстрации образования торсовых поверхностей.

Цель достигается тем, что учебный прибор по инженерной графике, содержащий основание, ортогонально к которому укреплена модель цилиндра с пазом, в котором расположены ползун и имитатор репера Френе, имеет установленную на основании пластину с двумя криволинейными кромками в виде эволют и ее эвольвенты и двумя прямолинейными, имитирующими гранич- ные кривые, эластичные нити с имитаторами точек пространственных эвольвент на торсе и дополнительный ползун, установленный с возможностью перемещения на эвольвентной кромке пластины, при этом модель имеет дополнительные пазы, параллельные основному пазу для имитации образующих цилиндра, расположенные в них ползуны, имеющие фиксаторы и зажимы, связанные между собой эластичными шну- рами, имитирующими линию откоса цилиндра, на пластине вдоль эвольвентной кромки установлен ряд зажимов, расположенных в соответствии с зажимами линии откоса, между рядами зажимов натянуты эластичные нити, а имитатор репера Френе установлен с возможностью поворота на дополнительном ползуне и имеет транспортир и линейку, лежащие в его нормальной плоскости.

На чертеже схематически показан предлагаемый прибор.

На основании 1 укреплена модель цилиндра 2 с выпуклым основанием общего вида и рядом параллельных пазов, которые

имитируют образующие поверхности. В пазах размещены ползуны 3, снабженные фиксаторами 4 и зажимами 5 (первый ряд), связанные между собой эластичными шнурами 6, имитирующими линию откоса на цилиндре 2. На основании 1 установлена пластина 7 с кромками в виде двух кривых (эволюты и ее эвольвенты) и двух граничных прямых,имеющая чертеж 8 семейства эвольвент. Пластина 7 своим эволютным краем примыкает к основанию модели цилиндра 2, а вдоль ее эвольвентного края установлен второй ряд зажимов 5, соответственных первому ряду, и дополнительный ползун 9, на котором установлен с возможностью поворота репер Френе 10 с шарниром 11 в его вершине, транспортиром 12 и линейкой 13, расположенными в его нормальной плоскости. Между двумя рядами зажимов натянуты эластичные нити 14, имитирующие образующие торсов. На нитях расположены имитаторы точек 15 для фиксации и демонстрации пространственных эвольвент на этих торсах.

Для демонстрации образования торсов модель цилиндра 2 располагают на основании 1 ортогонально к ней. Пластину 7 накладывают на основание и ее эволютным краем прижимают к основанию модели цилиндра. На поверхности модели цилиндра 1 в соответствующих пазах фиксаторами 4 закрепляют ползуны 3, которые связаны между собой эластичными шнурами 6, имитирующими ребро возврата конструктируемой поверхности торса общего вида. Натянув эластичные нити 14 между двумя рядами зажимов 5, строят дискретный ряд образующих искомого торса. Расположив линейку 13 параллельно одной образующей торса и перемещая дополнительный ползун 9 вдоль эвольвентного края пластины, демонстрируют, что все образующие торса имеют одинаковый угол с плоскостью пластины 7. Используя линейку 13, можно расположить имитаторы точек 15 на одинаковом расстоянии от зажимов 5 эвольвентного края пластины 7. Тогда эти имитаторы займут положение пространственной эвольвенты на поверхности демонстрируемого торса.

Использование изобретения позволит существенно расширить дидактические возможности прибора, в частности наглядно демонстрировать и фиксировать в динамике образование семейства развертывающихся линейчатых поверхностей, их ребер возврата, проекций и других локально-дифференциальных свойств этих поверхностей.

Ф о р м у л а и з о б р е-т е н и я

Учебный прибор по инженерной графике, содержащий основание, ортогонально к

которому укреплена модель цилиндра с пазом, в котором расположены ползун и имитатор репера Френе, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем демонстрации образования торсовых поверхностей, он имеет установленную на основании пластину с двумя криволинейными кромками в виде эволюты и ее эвольвенты и двумя прямолинейными, имитирующими граничные кривые, эластичные нити с имитаторами точек пространственных эвольвент на торсе и дополнительный ползун, установленный с возможностью перемещения на эвольвентной кромке пластины, при этом модель имеет

5

дополнительные пазы, параллельные основному пазу для имитации образующих цилиндра, расположенные в них ползуны, имеющие фиксаторы и зажимы, связанные между собой .эластичными шнурами, имитирующими линию откоса цилиндра, на пластине вдоль эвольвентной кромки установлен ряд зажимов, расположенных в соответствии с зажимами линии откоса, между рядами зажимов натянуты эластичные нити, а имитатор репера Френе установлен с возможностью поворота на дополнительном ползуне и имеет транспортир и линейку, лежащие в его нормальной плоскости.

Изобретение относится к учебным приборам по геометрии для изучения и демонстрации образования семейства развертывающихся линейчатых поверхностей и их свойств. Целью изобретения является расширение диапазона решаемых задач путем демонстрации образования торсовых поверхностей. Учебный прибор по инженерной графике состоит из основания, на котором установлена модель цилиндра с рядом параллельных пазов, которые имитируют образующие поверхности. В пазах размещены ползуны, имеющие фиксаторы и зажимы, связанные между собой эластичными шпурами, имитирующими линию откоса цилиндра. На основании установлена пластина с двумя криволинейными кромками в виде эволюты и ее эвольвенты и двумя прямолинейными, имитирующими граничные кривые. На пластине вдоль эвольвентной кромки установлен ряд зажимов, расположенных в соответствии с зажимами линии откоса. Между рядами зажимов натянуты эластичные нити с имитаторами точек пространственных эвольвент. На эвольвентной кромке установлен дополнительный ползун с имитатором репера Френе, имеющим транспортир и линейку, лежащие в его нормальной плоскости. 1 ил. (Л С