Изобретение относится к приспособлению для механического умножения двух переменных множителей и основано на сведении действия умножения к сложению и вычитанию. Произведение, состоящее из двух множителей х, у, может быть представлено в виде:
X Z/ ci sin а cj sin 3 . . . (1)
где величины, обоз«1ченные через с, являются постоянными, ; а а и обозначают вспомогательные углы, зависящие каждый от одного из множителей xw.g. Преобразование уравнения 1 дает:
Ci С2 sin а sin 3
Ci С2 cos (бс + р) -cos (« - )
сз cos (« + Р) - COS (а - g) . . (2) Сказанное остается в силе, если подставить
x Ci sm ot
и
jc Ci COS a
Г : C2 COS ,
именно, в первом случае получим:
у у CiCz sin а cos р
(4) С4 sin (« + ) + sin (а - 3) в другом случае:
д;. у d Со COS tt cos 3
(5) С4 cos (a + p) + cos(«-P)
Искомое произведение представляется, таким образом, в виде совокупности двух тригонометрических функций (синус или косинус) суммы и разности двух вспомогательных углов, при чем каждый из множителей пропорционален сам синусу или косинусу одного из вспомогательных углов. Таким образом механическое умножение должно разбиваться на три действия: составление суммы и разности двух углов, нахождение синуса или косинуса углов и
соетавление совокупности, состоящей из flBjrx тригонометрических функций (синус или косинус), т.-е. на действия,- которые могут быть выполнены известными средствами.
На чертеже фиг. 1 изображает вид прицельного треугольника сбоку; фиг. la и 1Ь - виды треугольника сверху в двух его положениях; фиг. 2 - разрез приспособления и дальномера по фиг. 4 в первой форме выполнения; фиг. 3-вид его спереди; фиг. 4-средн |й горизонтальный разрез приспособления с дальномером; фиг. 5-разрез его пи линии Y- Y на фиг. 4; фиг. 6 - перспективный вид системы призм, установленных в дальномере; фиг. 7 - схематический горизонтальный разрез приспособления по второй форме выполнения в соединении его с дальномером.
6 первом варигште выполнения (фиг. 2-6) приспособление для перемножения двух переменных множителей установлено в камере 1, которая закрыта крышками 2 и 5. В крышке 2 укреплено, вращающееся посредством головки/, зубчатое колесо 5 и ось 6, на которой насажено, спаренное с колесом 5, такое же зубчатое колесо 7. Зубчатое колесо 5 служит опорою оси 8 и соединено с коническим колесом 9, а зубчатое колесо 7 соединено с коническим колесом JO, На осях 6 и 5 вращается по одному коническому колесу /J и J4, каждое из которых от.ито вместе с соотретствз ющим зубчатым колесом // или /2. Пара конических.колес 9, 13 дополняется до планетного механизма планетным колесом 75, которое укреплено в кольце 16, вращающемся в камере /. Подобным же образом, укрепленное в кольце 77 планетное колесо 18, является дополнением допланетного механизма пары конических колес 10 и 14, Периметр планетных колес 15 и 18 составляет половину периметра конических колес Р и 75 или же 10 и 14. Вращение колец 16 к 17 передается пальцами 19 и 20 на шайбы 21 и 22. Эти шайбы укреплены на осях б и 5, которью проходят через крестообразную опору 23, стягивающую камеру 7. В опоре 25 укреплено зубчатое колесо 24 такое же, как колеса 77 и 72 и находящееся с ними JB сцеплении. Далее оно спарено с таким же колесом 25, которое, при помощи укрепленного в камере 7 болта 25, может
быть вращаемо приводной головкой 27. Для отсчета величины поворота приводных головок 4 к 27 служат угловые деления 2 и 2Р и указатели 30 к 31.
В камере 7 и в опоре 25 установлены, кроме того, Сс1лазки 52 и 55, снабженные щелями 34 и 55, продольное направление которых перпендикулярно к направлению движения салазок. В этих салазках передвигаются болты 36 и 57, из которых болт 56 скреплен с шайбой 27, а болт 57- с шайбой 22. Салазки 52 несут цилиндрическое колесо 38, которое сцепляется с имеющейся на салазках 55 зубчатой рейкой 39 и наглухо соединено с болтом 41, проходящим через щель 40 в крышке 5.
Соединенный с приспособлением дальномер имеет камеру 42 с двумя концевыми призмами 5 и 44, двумя объектива,ми 45 к 46 и одним окуляром 47. Для соединения идущих от объективов 45 и 46 лучей служит система призм, состоящая из двух равнобедренных прямоугольных призм 48 и 49 (фиг. 4), двух призм 50 и 57 параллелограммообразного поперечного сечения и одной равнобедренной прямоугольной призмы 52 (фиг. 6). Половина поверхности призмы 50, склеенной с основной поверхностью призмы 52, посеребрена. Для установки угла параллакса у цели служит стеклянный клин 55, оправа которого покоится на салазках 55, движущихся по направлению оптической оси объектива 45, посредством зубчатой рейки 56 и зубчатого колеса 57, вдоль направляющих 58.. Зубчатое колесо 57 соединено с болтом 41 зубчатого колеса 5 гибким валом 59.
При установке начального положения клина 55 и выверке дальномера, последний должен быть установлен на бесконечно удаленную цель, для которой, как известно, угол параллакса W при всякой величине базы Ь дальномера равен нулю. После этого берут на прицел це.«) Z, высота Н которой должна быть определена, что достигается поворотом головки 4 из ее начального положения на удвоенную величину угла возвышения Y и передвижением салазок 55 с клином 55, поворотом головки 27 на угол до тех пор, пока дальномер не окажется установленным на цель Z. При этом предполагается, что угол Y, который обозначает
отклонение концевых призм 43 w. 44 из того положения, при ротором оси входящих пучков света горизонтальны, определен при покаощи любого отсчетного приспособления и может быть передан увеличенным вдвое при помощи известного соединительного приспособления. Конические колеса 9 и / поворачиваются при этой установке каждое на угол 2 у в противоположных направлениях, а корические колеса 13 и 14 поворачиваются на угол в одной и том же направлении. Очевидно, что, предполагая указанные выше соотношения размеров планетного механизма, вращаемое планетным колесом./5, кольцо 16 W. одновременно соединенная с ним пальцем 19 шайба 21 совершает, при одинаковом направлении вращения приводных грловок 4 и 27, поворот на угол f-Ьт, в то, время, как вращаемое планетным колесом 18 кольцо 17 и соединенная с этим кольцом пальцем 20 шайба 22 совершают поворот на угол 9 , Если болты 36 и 37 вставлены в шайбы 21 и 22 таким образом, что салазки 32 и 33 при начальном положении клина 53 находятся в Мертвом положении, то тогда путь, пройденный салазками 32, при указанном вращении головок 4 и 27, соответствует cos (9 -{- Y) а путь салазок 33 - cos (9-If) и относительное пе.редвижение обоих салазок будет соответствовать разности отдельных значений, т.-е. выражению:
/cos (9 + 7) -COS (9 - т)Полученное передвижение обоих салазйй проявляется в виде поворота зубчатого колеса 38, которому пропорционален путь, пройденный салазками 55 в направляющих 58. Искомая высота Н может быть непосредственной отсчитана на шкале 29 при помощи указателя 31.
Употребление приспособления может быть осббенно удобно тогда, когда один из множителей X иди у дан уже, как синус или косинус угла. Такой случай возможен, например, тогда, когда дальномер с базой внутри, позволяющий, посредством перемещения отклоняющего клина, измерять угол параллакса у цели, употребляется в качестве измерителя высот или горизонтгиьных расстояний. Пусть в прицельном треугольнике В В Z В будет база такого дальномера, Е - расстояние цели Z от дальномера, Н-высота цели Z над горизонтальной плоскостью, проходящей через отверстия 5i и 5 дальномера для входа света, К-проекция расстояния Е,ка. эту горизонтальную плоскость, или дистанция цели Z на карте, W-угол параллакса у цели Z, /-угол высоты между горизонталью и визирной линией дальномера.
Тогда имеем следующее уравнение:
, так как w, вообще говоря, очень мало, то с достаточным приближением можно считать, что
Ь « -с. .
но так как
Kjt
cos 7
sin Y
то
Ь К
cos т (6)
ш - х.у тЕсли дальномер снабжен приспособлением для установки вспомогательного угла f и если передвижение отклоняющего клина будет:
И Сб cos (9 -f т) - cos (9 - т) или согласно уравнению 2,
я Се sin 9 sin т,
то при постоянной базе Ь, согласно уравнению 6, можно написать:
sin Т -.
т.-е. вспомогательный угол f является мерой высоты Н цели Z.I
Если же передвижение клина выразится, как
да С8 sin ( + т) + sin ((р - у) или, согласно уравнению 4, -.
да Сд sin 9 cos у,
то при постоянной базе Ь из уравнения 6
имеем:
i .Cio
-,
т.-е. угол 9 является мерой горизонтального расстояния К цели Z.
Вторгш форма выполнения приспособления основывается на том, что совокупности, состоящие из тригонометрических -функций (синус и косинус), возможно представить оптически. Как известно, отклонение, которое испытывают лучи света, при проходе через пару вращающихся клиньев (называемую часто компенсатором), в плоскости измерения дальномера с базой вйутри, пропорционально косинусу того угла, на который каждый клин выведен из положения наибольшего отклонения компенсатора, в том случае, конечн6, если клинья устроены так, что плоСкйЪть наибольшего отклонения совпадает с плоскостью измерений. Если дальномер снабжен двумя такими парами вращающихся клиньев Для установки угла параллакса и если, кроме того, ребра клиньев обоих пар так расположены, что в смысле их общего действия компенсаторы работают один против другого, т.-е., что общее действие их является разностью действий отд&льных компенсаторов, то, обозначая это общее действие через К, в предположении равного наибольшего отклонения всех четырех отдельных клиньев компенсаторов, будем иметь:
cos (® 4-1) - cos (9 --f)
При этом необходимо, чтобы обе пары вращающихся клиньев были так соединены друг с другом, что клинья одной пары испытывают поворот на сумму обоих вспомогательных углов, когда клинья другой пары производят поворот на разность этих углов. Если установить цель посредством обоих компенсаторов дальномера, при чем, однако, схождение лучей должно быть вызвано только компенсаторами, то это значит, что для бесконечно удаленной цели Z при любом угле наклона т оси входящих пучков лучей должны быть, параллельны; тогда имеем опять, согласно уравнению 2,
. sin tp siny
и при постоянной базе Ь дальномера из уравнения, аналогичного уравнению 6, получим, что
ClS
1 77Но если ребра клиньев компенсаторов расположены так, что отклонения для получения общего действия складываются.
и если пЬвороты кЛиньев из вышёвасзваьного особого положения соста:йляют ДОйЬлвения к сумйе и дополнения к рйэности обоих вспомогательных углЪв, тогда имеем уравнение:
cos (90°-(р-r)+cos (90°- «p-fT)
ci4 sin (p-|-t)+sin (ф-Y) и далее по уравнению 4 получив:
sin р COST
откуда при постоянной базе 6 дальноме| а из уравнения, аналогичного уравнению iB, получается: ,
- . с 16. -f .
Из полученных значенвд для sin вытекает, что при означенном построении приспо.собления, вспомогательный угол р являе|ся опять таки мерою высоты Н или ;йё горизонтального расстояния К цели Z. Однако, угол tp не служит мерою расстояния j, так как
Я К sin 7 COST
Чтобы иметь возможность измерять расстояние Е вместе с высотой Н или же дистанцией К, приспособление можно снабдить двумя дополнительными парами вращающихся кЛиньев, соединенных, с. каждой из основных пар клиньев, служащих для установки угла параллакса у цели, таким образом, что, вызванные ими в плоскости измерений, отклонения лучей света, идущих от коллиматора, были §ы каждый раз пропорциональны отклонениям, вызванным другими парами вращающихся клиньев. TfiK как угод параллакса пропорционален обратной величине расстояния Е (фиг. 1а) и по ранее выведенному пропорционален общим отклонениям
cos (р + т) - cos (f - Y) или
sin (« + T) + sin (f - т)
компенсаторов, служащих .для устайовки угла параллакса, то поэтому общее отклонение дополнительной пары компенсаторов, которая производит вращёВие, пропорциональнОе вращениям перёой компенсаторов, является йёрой для расстояния Е.
в этом вариайте приспособления, соедиiieHHofo с дальномером, имеющим внутреннюю базу (фиг. 7), трубообразная камера 60 приспособления вращается около оптической оси дб объективов 65 и 66 Э состоящей из двyk частей закрепленной трубе 6/, посредством головки 62, конического колёса конического зацепления 64. Оптическое устройство дальноliepa дОполнхЕётся двумя зеркальными Приамами б и 70, установленньпаи проte отверстий 67 и 68 для входа света, системой призм 7J для соединения лучей и окуляров 72. Труба б/ снабжена зубчатой 73, которая входит в камеру 60 через отверстие 74 и сцеплена с зубчатым колесом 75, приводящим в движение два зубчатых колеса 77 и 75 посредством шестерни 76. Далее в камере 60 укреплено коническое колесо 79, которое, при вращении его головкою 80, приводит в движение при помощи конического KoXieCa 87 два конических. колеса 82 и 83, действующих каждое на свой конический яривод 84 или 85.
В камере 60 перед объективом 65 вращаются относительно оптической оси объектива два зубчатых венца 86 и 87, из Которых первый находится в сцеплении с кЬническнй приводом 84, а второй - с зубчатым колесом 77. Конические венцы 56 и 7 планетным колесом 55 дополняются до планетного механизма. Подобным же образом перед объективом 66 устроены два зубчатых венца 89 и 90, из которых первый нгьходится в сцеплении с коническим приводом 55, а другой - с зубчатым колесом 75; в соединении с планетным колесом 9J они образуют
второй планетный механизм. Углы поворота, описанные осями планетных колес 55 и 9J вокруг осей объективов, переносятся на компенсаторы, из которых каждый сосТоит из двух вращающихся в противоположных направлениях стеклянных клиньев 92, 93 и 94, 95 и соединенных с двумя
парами дополнительных стеклянных клинйев 96, 97 и 98, 99. Клинья 96 и 97 так же, как и клинья 98 и 99 образуют два компенсатора, вращающихся вокруг оптической оси двух объективов 100 и 101. В передней фокальной плоскости объектива 100 помещается шкала 102, которая освещает)я рассеянным светом от помещенной в камеде б иатовой пластинки 103.
Объектив 100 действует таким образом для лучей, идущих от шкалы/ 2 как колJvимatop, так как все лучя, идущэ ё от одной точки шкалы W2, после прохода через объектив /(, становятся параллельными. В задней фокальной плоскдсти объектива 70J помещается сетка J05, лежащая в то же BpeiM в передней фокальной. плоскости окуляра J06 и снабженная маркой J04, обозначающей оптическую оБЬ.
Для употребления приспособления, вращающиеся клинья 92, 93 и 94i 95 следует выверить так, чтобь их наибольшее отклонение падало в плоскость измере1гай дальномера, которь без компенсаторов установлен на .бесконечно удаленную цель, кроме того, ребра клиньев должны быть так расположены, чтобы компенсаторы, в смысле их общего влияния, работали один против другого, т.-е. чтобы действовала разность вызванных ими отклонений. Дальномер устанавливается вращением приводной головки 62 на прицельную высоту Н, при которой, входящие в призмы 69 и 70, лучи образ5п6т с горизонтальной плоскостью угол Y высоты цели Z. Передаточные числа зубчатых колес 73, 75, 76 и 77 выбираются таким образом, чтобы при отношении конических зубчатых венцов на частях 86, 87 и 89, 90 к плаиетным колесам 55 и 91, равном 2 :1, зубчатые венцы 57 н 90, при установке дальномера на высоту, вргицались на угол 2. Если вргицение приводной головки 80 на угол 9 вызывает соответственное вращение зубчатых венцов Зб и 89 на угол 2ф, тогда вращающиеся клинья 92, 93, а также и Р-/, Р5поворачиваются, при указанном расположении частей механизма, попарно в разные стороны на углы () (9 - т) и, очевидно, что, согласно pkHee приведенному выводу, угол .{ является мерой искомой прицельной высоты ff.
Компенсаторы 96, 97 к 98, 99 принимают участие в поворотах компенсаторов 92, 93 и 94, 95. Шкала J02 изображается объективами JOO и J07 на сетке J05 и точки шкалы 102, соответствующие точкам этого изобрс1жения, совпгьдающим с маркой 704, отстоят друг от друга на отрезки, пропорциональные общим отклонениям компенсаторов 96, 97 и 98, 99. При соответственном делении шкаль 7Й2 можно поэтому, непосредственно, отйчнуать величину расстояния Е цели Д на
марке 104, при помощи окуляра 106 после установки дальномера на эту цель Z. Обе формы бьтолнения приспособления, onHcaHHbiei как примеры осуществления изобретения, могут быть приспособлены для .определения горизонтального расстояния К цели Z. Для этого требуются изменения механиз.ма, которые Morjrr быть Выведены из формулы для расстоян КНапример, во втором примере механизм должен быть устроен так, чтобй действовала сумма отклонений, вызванных компенсаторами 92, 93 и 94, 95, а самые вращающиеся клинья поворачивались каждый раз на 90° -(«p + f) и 90° - ((р - Y) из указанного особого положения, т.-е. чтобы НЕшбольшее отклонение-падало в плоскость, перпендикулярную к плоскости измерений дальномера. Отклонения компенсаторов 92, 93 и 96, 97 или же 94, 95 т 98, 99 пропорциональны тогда sin (р -р Y) или же sin (ср -f- у).
Предмет патента.
1. Приспособление для механического перемножения двух переменных множителей, отличающееся тем, что, с целью выражения искомого произведения в виде Д9ух тригонометрических функций суммы и разности двух вспомогательньтх углов, при чём каждый множитель, в свою очередь, пропорционален синусу или косинусу одного из вспомогательных углов.
применены два планетных механизма 9, 13, 15 и 10у 14, 18 (фиг. 4), служащие для составления суммы и разности двух вспомогательных углов, и пара прямолинейно передвигающихся салазок 32, 33, управляемых таким образом, что их передвижения пропорциональны синусу или косинусу суммы н разности вспомогательных углов, из каковых салазок одни, например, 32 снабжены зубчатым колесом 38, спаренным с зубчатой рейкой 5Р, соединенной с другими салазками, например, 33 (фиг. 4 и 5).
2. Форма выполнения охарайтеризованного в п. 1 приспособления, в случае соединения его с дальномером с бс1зою внутри дальномера, отличающаяся тем, что дальномер снабжен двумя парами вращающихся в разные стороны клиньев 92, 93 и 94, 95, которые служат для установки итак соединены друг с другом, что клинья одной пары поворачиваются на угол, равный сумме обоих вспомогательных углов, в то время как клинья другой пары поворачиваются на угол, равный разности тех же углов, каковые пары клиньев соединены с двумя парами дополнительных клиньев 96, 97 и 98, 99 таким образом, -чтобы вызываемые последними отклонения в плоскости измерений лучей света, идущих от коллиматора, каждый раз были пропорциональны отклонениям, вызванным другими парами вращающихся клиньев (фиг. 7).
фиг/
-ZZ
фИГ2
фипЗ
. ,J. .
НИ
1-
« с. 55
V It ;. л 15 0///7jфиг6
81 Ч Y i
TvS
Л
t4
IIIU-Iл -.
Л| i -f
фиг7
.
98 „
т j/v
И
кЛ
.
«4 )t -к.
IL
