Прибор для вычерчивания кривых Советский патент 1992 года по МПК B43L11/00 

Изобретение относится к приборам для воспроизведения математических кривых и может быть использовано при синтезе механизмов-построителей, а также в учебном процессе во всех высших и средних учебных заведениях.

Известен механизм для воспроизведения кардиоиды, содержащий неподвижную направляющую, шарнирно установленную на ней первую кулису и поворотное звено, связанное с кулисой крестообразным ползуном, несущим пишущий штифт, вторую кулису, шарнирно установленную соосно с

первой, дополнительное поворотное звено, одним концом шарнирно связанное с направляющей посредством переставного ползуна и соединенное с второй кулисой дополнительным крестообразным ползуном, первая кулиса связана с направляющей с помощью шарнирного ромба, одна из вершин которого совмещена с шарниром кулисы, а вторая кулиса связана с противолежащим шарниром ромба посредством установленного на ней ползуна, при этом конец основного поворотного звена шарнирно соединен с дополнительным крестообразным ползуном.

4

N3

Ю 00

де

N

Недостатком этого прибора является то, что его нельзя перестроить для вычерчивания кривой с уравнением

без введения новых существенных признаков,

Известно устройство, содержащее неподвижную горизонтальную направляющую, две неподвижные вертикальные направляющие, кулису, шарнирно закрепленную на горизонтальной направляющей посредством переставного ползуна и связанную с каждой из вертикальных направляющих посредством диады из двух шарнирно соединенных ползунов, горизонтальную траверсу, скрепленную с одной из диад, наклонную траверсу, скрепленную с другой диадой и связанную с горизонтальной траверсой третьей диадой из двух попарно соединенных ползунов, несущей пишущий штифт, вторую кулису, шарнирно закрепленную на горизонтальной направляющей с помощью переставного ползуна и связанную с первой кулисой крестообразным ползуном и с одной из вертикальных направляющих четвертой диадой из двух шарнирно соединенных ползунов, вертикальную траверсу, скрепленную с третьей диадой, дополнительную горизонтальную траверсу, скрепленную четвертой диадой и связанную с вертикальной траверсой вторым крестообразным ползуном с вторым пишущим штифтом.

К недостатку этого прибора следует отнести то, что он не позволяет вычертить кривую

, которая является гиперболизмом параболы.

Наиболее близким к заявляемому устройству является прибор, содержащий закрепленную на основании направляющую, установленную на ней Т-образную штангу, пишущий штифт, установленный на ползуне штанги, и кинематически связанный со штангой шарнирный ромбоид, кривошип, один конец которого шарнирно связан с основанием посредством переставного ползуна, и планку, одним концом шарнирно связанную со свободным концом кривошипа, другим - с ползуном штанги, при этом ползун штанги выполнен крестообразным, штанга жестко соединена с одним из звеньев шарнирного ромбоида, смежное его звено шарнирно соединено с кривошипом и планкой, а вершина, соединяющая звенья, связана с основанием посредством шарнирно установленного на нем ползуна.

К недостатку этого прибора следует отнести то, что он не позволяет вычертить кривую

,

которая является гиперболизмом параболы. Цель изобретения - расширение диапазона решаемых задач путем построения гиперболизма параболы.

Поставленная цель достигается тем, что прибор для вычерчивания кривых, содержащий вертикальную и горизонтальную направляющие, связанные с горизонтальной

0 направляющей вертикальную штангу с крестообразным ползуном на верхнем конце, звено, соединяющее этот ползун с ползуном вертикальной направляющей, и шарнирный ромб, соединенный одной из вершин с на5 правляющими в точке их соединения, и шарнирный ползун, расположенный в противолежащей вершине ромба и соединенный с одним концом рычага, проходящего по диагонали ромбами пишущий штифт, Т-образный рычаг, связанный своей стой0 кой посредством диады ползунов с горизонтальной направляющей и с нижним концом штанги, а полками с вершиной угла, соединяющего направляющие и с крестообразным ползуном верхнего конца штанги,

5 горизонтальную штангу, соединенную одним концом с ползуном вертикальной направляющей и имеющую крестообразный ползун, несущий вертикальную траверсу, связанную шарнирно с вершиной Т-образ0 ного рычага, при этом звено выполнено в виде кулисы, а рычаг, проходящий по диагонали ромба в виде шатуна, соединенного посредством крестообразного ползуна с кулисой, а пишущий штифт установлен в

5 крестообразном ползуне горизонтальной штанги.

На чертеже показана кинематическая схема заявляемого прибора.

Прибор содержит две взаимно перпен0 дикулярные направляющие 1 и 2, с шарниром 3 в вершине. На направляющей 2 расположен шарнирный ползун 4 с горизонтальной штангой 5, а в его вершине одним концом укреплена кулиса 6. На направляю5 щей 1 фиксируется диада ползунов 7 на расстоянии параметра кривой а от шарнира 3 с вертикальной штангой 8, котороя ортогональна направляющей 1.Т-образный рычаг 9 с шарниром 10 в вершине телескопиче0 ской полки укреплен в шарнире 3, а стойка свободно скользит в диаде ползунов 7, причем вторая его полка, штанга 8 и кулиса б связаны строенным шарнирным ползуном 11. В шарнире 10 одним концом установлен

5 на траверса 12, свободный конец которой и штанга связаны ортогональным крестообразным ползуном 13, снабженным пишущим узлом (не показан). В шарнире 3 смонтирован шарнирный ромб 14, смежные

стороны которого совпадают с направляющей 2 и телескопической полкой Т-образного рычага 9, а его диагональю служит шатун 15, скользящий в шарнирном ползуне 16, расположенном в вершине ромба, свободный конец которого связан с кулисой 6 с помощью ортогонального крестообразного ползуна 17.

Для вычерчивания искомой кривой необходимо диаду ползунов 7 зафиксировать на направляющей 1 на расстоянии а (пара- метр кривой) от шарнира 3. Тогда при вращении Т-образного рычага 9 вокруг шарнира 3 пишущий узел крестообразного ползуна 13 опишет искомую кривую под названием гиперболизм параболы.

Переменная прямая, проходящая через начало координат, пересекает окружность X2+Y2 aX в точке В, а прямую - в точке Е. На перпендикуляре BL из точки В на ось ОХ откладывают отрезок LT, равный ОЕ. Точка Т тогда описывает кривую

,(1)

которая является гиперболизмом параболы.

Обозначим угол между переменной прямой ОЕ и осью абсцисс через р . Из прямоугольного треугольника OFE можно записать

OE a/cos($,

Отсюда следует, что ордината текущей точки Т

Y a/cos($,(2)

ибо по построению .

Из прямоугольного AOFB можно записать, что cos (tp), аналогично из прямоугольного AOLB - ). Тогда абсцисса текущей точки Т кривой

%).

(3)

Исключая значение косинуса из уравнений (2) и (3), определяют, что текущая точка Т описывает кривую с уравнением

, что и определяет искомую кривую.

Использование изобретения по сравнению с прототипом расширяет его возможности и позволяет, используя имитацию

геометрического решения, вычертить дугу кривой гиперболического параболизма с уравнением (1). Изобретение может быть использовано при синтезе механизмов-построителей для обработки изделий, ограниченных составными криволинейными поверхностями типа решеток турбин, гребных винтов и т.п., в частности, прибор может быть использован как учебный механизм для вычерчивания математических кривых.

Формула изобретения Прибор для вычерчивания кривых, содержащий вертикальную и горизонтальную направляющие, связанную с горизонтальной направляющей вертикальную штангу с крестообразным ползуном на верхнем конце, звено, соединяющее этот ползун с ползуном вертикальной направляющей, шарнирный ромб, соединенный одной из вершин с направляющими в точке их соединения, шарнирный ползун, расположенный в противолежащей вершине ромба и соединенный с одним концом рычага, проходящего по диагонали ромба, и пишущий штифт, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем построения гиперболизма параболы, он имеет Т-образный рычаг, связанный своей стойкой посредством диады ползунов с горизонтальной направляющей и с нижним концом штанги, а полками - с вершиной угла, соединяющего направляющие, и с крестообразным ползуном верхнего конца штанги, горизонтальную штангу, соединенную одним концом с ползуном вертикальной направляющей, имеющую крестообразный ползун, несущий вертикальную траверсу, связанную шарнирно с вершиной Т-образного рычага, при этом звено выполнено в виде кулисы, а рычаг, проходящий по диагонали ромба, в виде шатуна, соединенного посредством крестообразного ползуна с кулисой, а пишущий штифт установлен в крестообразном ползу- не горизонтальной штанги.

Изобретение относится к математическим приборам для вычерчивания математических кривых. Прибор содержит две взаимно перпендикулярные направляющие, одна со штангой, ортогональной той направляющей, в шарнире которой одним концом укреплена кулиса, а вторая -сдвоенный шарнирный ползун с второй штангой, крестообразный ортогональный ползун, шатун, Т-образный рычаге вторым шарниром в вершине, одна полка которого укреплена в первом шарнире, стойка скользит в сдвоенном шарнирном ползуне, а вторая полка, кулиса и вторая штанга связаны строенным шарнирным ползуном, во втором шарнире одним концом укреплена траверса, свободный конец которой и первая штанга связаны вторым ортогональным крестообразным ползуном, снабженным пишущим узлом, в первом шарнире установлен шарнирный ромб, диагональю которого служит шатун, скользящий в шарнирном ползуне, расположенном в вершине ромба, а свободный конец связан с кулисой ортогональным крестообразным ползуном. При вращении Т-образного рычага вокруг первого шарнира пишущий узел крестообразного ползуна опишет гиперболизм параболы. 1 ил. сл