Устройство для интегрирования и дифференцирования кривых Советский патент 1942 года по МПК B43L11/00 

Изобретение касается устройства для интегрирования и дифференцирования кривых, в котором нрименен интегрирующий ролик, катящийся, при перемещении всего ирибора по поверхности, на которой нанесена кривая, и укрепленный па системе из четырех щарнирно связанных между собою рычагов.

Устройство отличается ст известных тем, что. в нем применены подвижно закрепленный на общей раме нараллелограм и связанная с ним при помоии-1 тяги нодвижиая линейка с указателем, перемен1аел ым но исс.тедуемой кривой для изменения перемещенпя угла поворота оси иптегрирующего ролика.

В видоизмененном устр01 |стве, для устранения пеносредственного соирикосповения интегрирующего ролика с иоверхностью бумаги, при.мепеи промежуточный , катящийся по поверхности чертежа и иредказначрнны для приведения во вращение интегрируюп1его ролика.

На . 1 изображен обитиГ вид устро1 ;ства; па фиг. 2-общий вид ш|доизме1енного устройства.

На раме /. снабженной двумя роликами 1 для перемещения ее но поверхности чертежа, на щгрнирах 3 подвижно укреплен щарнирный параллелограм 4, остаюи11п ся при всех положениях в плоскости, параллельно плоскости чертежа. Шарниры 3 распо.тожепы посеред1П1е коротких сторои параллелограма 4 вследствпе чего длинные стороны его при всех положениях остаются параллельными проходяще) через шарниры ос11 .-1.4. Вдоль ДЛ1ЩНЫХ сторон рамы / может свободно перемещаться па ро.пиках линейка 5 с жестко прикрепленными к ней тележками 6 и 7. В иазу вдоль 5 может передвигаться и быть закреплен в любом месте ползун 8 с щарнирно прикрепленной к нему тягой 9, которая проходит через паз в звене 10 (равном по длине коротким звен1 ям иараллелограма 4), шариирно пр1П реплениом в любом заданном месте длинных звеньев паргллелсграма 1. например посередиие. При иередвижепии лиие1 1Ки 5 вдоль рамы / .етстиеино меияется

,у 61120

угол я между линечпчой 5 и тягоГ 9, причем Кс1ждому значешпо угла z соответствует определенное положепне нараллелограма 4. Вдоль длинных сторон параллелограма 4. как но рельеам, перемешается интегрирующая тележка, состоянитя из четырех пшрнирно связанных между ссбой звеньев 11, J2, 13 и 14. Длина звеньев /5 и 14 равна длине коротких звеньев нараллелограма 4, поэтому ролики звеньев//и/2 интегрирующей тележки будут всегда оставаться на длинных звеньях параллелограма 4, независимо от его положения. При вращении коротких звеньев параллелограма 4 вокруг шарниров 5, середины з 5еньев 13 и /-/ остаются неподвижными относительно рамы /. Ось интегрирующего ролика 15 укреплена па звене 14 так. что плоскость ролика лежит в плоскости, перпендикулярной чертежу i проходящей через центры щарниров ка конпах звена 14, и всегда параллельна линейке 9. В еередине звена 13 укреплено острие 16 (караидащ или рейсфедер).

Действие нрнбора основано на свойстве острого п{ггегрирующе 0 ролика и происходит еледукниим образом: ирибор устанавливают па чертеже так, чтобы длинная сторона рамы / была параллельно оси У, а короткая-оси А , и обводной щтифт 17 на конце линейки 5 совпадал с началом координат при а 0 (для отсчета угла а на ползуне 8 предусмотрен траиеиортир 18). Затем начинают двигать ирибор на роликах 2, вдоль оси X, обводя И1тифтом 17 данную кривую. При это.м интегрирующая тележка, в результате вращения ролика 15, ирижатого кбумаге чертежа, будет перемеп1аться вдоль оси У. При перемещении прибора вправо на dx, тележка еовер1нит вдоль оси У нуть dy dx-ig я-

- .//с/Л, так как У.-- - - . Следовательно, /у - | ydx + - I f(x}dx+c г. е, центр ролика 15 опи)иет игггегральную кривую.

На линейке 5 нанесены деления, размеченные так, что при установке ползуна 8 отсчитывается действительное полюсное расстояние Р.

Звено 10 не обязательно располагать в ссредипе иараллелорамма, но в каждом случае его можно устанавливать в зависимости от расположения данной кривой относнтельно оси л.

Дифференцирование данной крнвой производится следующим нутем: обводной штифт /7 заменяют карандашом или рейсфедером, а рейсфедер 16 заменяют зеркальным или другим дериватором. Прибор устанавливают так, чтобы центр дериватора отстоял на несколько дгнллпметров дальше начала ;1анной кривой. Затем начинают двигать карандаш /7, угол а до тех пор, пока дериватор не установится по касательной, и прибор вдоль оси X, наблюдая, чтобы центр дериватора следил за наиравление.м касагельпой к данной кривой. Тогда каран.тащ /7 опишет кривую у f (х).

В предлагаемом устройстве интегрирующий ролик 15 катится но бумаге, на которой вычерчена кривая, и поэтому точность нолученной кривой зависит от качества бумаги и равномерности ее натяжения. Для избежания этих неудобств в видоизмененно,м устройстве применен промежуточный валик 9, с гладко обработанной твердой цилиндрической поверхностью, жестко скрепленной с роликами 2. Интегрирующий ролик 15 касается не бумаги, а поверхности валика 19, который нри вращении врапдает рслик /5. Приведенная формула нолучает вид

// - -I f{x)dx + c, где DI и 1 2-диаметры валика/Р и роликов 2,

Мгновенное ианравлеиие касательиой (Л1исы1 аемой интегра.тьпой к)нвой бы;ю бы зеркально симметрнчны.м относительно оси ,1.-1. еслп

бы было DI DZ. Для того, чтобы ориентировать рейсфедер, описывающий интегральную кривую, но мгновенной касательно, рейсфедер укренлен не,в середине звена / н не в центре шестерни 20, находян еГ ся в сцеплении с шестернег 21, нрикренлецной к звену /о так. чтобы ось ее совпадала с центром звена. Центр шестерни 20 остается неподвижным относительно центров звеньев 13 н 14. Реднусы шестерен относятся как диаметры валика /9 и роликов 2. При этом стройстве peiicфедер всегда направлен по действительно) гнoвeннoй касательной.

Предмет изобретения

1. Устройство для интегрирования д 1фференц 1рования . i котором применен интегрируюший , катян,нйся нрн неременгеич всего прибора, по поверхности, на которой нанесена . укренлениый иа системе из четырех шарнирно связанных рычагов, ц е е с я применением нодвижно закрепленного на раме параллелограма н подвижной линейки, связанно с паралле.юграмом с помощью тяги, е той целью, чтобы нрн перемешен и указателя линейки по исследуемой кривой происходило изменен е угла поворота оси интегрирующего ролика, каретка которого повторяет 1лано параллелограма.

2. Видоизменение устройства но i. 1, о т.ч и ч а 0 i е е с я ipHMeiieиием нромежуточного валика, установленного на раме. катя1 1егося перемещении по оверхности чертежа и нред азначенного для нр ведения во рашение интегрируюшего . с целью устране П я еносредственного соприкос овения носледнего с оверх остью .