Прибор для построения плоских кривых

Прибор для построения плоских кривых

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (И) (5D 4 В 43 Т. 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 (ь j

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3 868686/28-1 2 (22) 19.03.85 (46) 30.08.86. Бюл, N 32 (71) Горьковский ордена Трудового

-Красного Знамени инженерно-строительный институт им. В.П.Чкалова (72) Г.А,Шеховцов и P.Ï.Øåõoâöoâà (53) 744.34 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 984888, кл . В 43 L 11 /00, 1981. (54)(57) ПРИБОР ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ПЛОСКИХ КРИВЫХ, содержащий неподвижное кольцо, на котором закреплены два шарнирных параллелограмма, поворотный базис.с фиксаторами, установленными в прорезях шатунов параллелограммов,и установленная соосно базису поворотная линейка с прорезью, крестообразный ползун, связывающий шатуны между собой, и два пишущих штифта, один из которых установлен на базисе, а другой — на крестообразном ползуне, о т л и ч а ю щ и й-. с я тем, что, с целью расширения диапазона вычерчиваемых кривых, он имеет поворотный диск, расположенный соосно базису и связанный с ним посредством зубчатой передачи, шарнирный ромб, две противолежащие оси шарнирных связей которого скреплены с пишущими штифтами, а две другие установлены в прорезях линейки, и два установленных на кольце соосно базису поворотных лимба.

1253837

Изобретение относится к чертежным приборам для построения плоских кривых, в частности эллипса, подеры эллипса, окружности стандартов, кардиоиды, сопряжения различных кривых 5 и может быть использовано в геодезии, навигации, прикладной геометрии и чертежно-конструкторских работах, Целью изобретения является расширение диапазона вычерчиваемых кривых.

На фиг,l представлен прибор, вид сверху; на фиг.2 - разрез А-A на фиг.l; на фиг.3 и 4 — кинематические схемы прибора, поясняющие порядок определения радиусов-векторов и коэф- t фициентов корреляции;, на фиг.5 — кинематическая схема прибора при вычерчивании окружности стандартов и кардиоиды; на фиг,6 — окружность стандартов и кардиоида; на фиг.7 — кинематическая схема прибора при вычерчивании сопряжений различных кривых; на фиг.8 — пример сопряжения ° кардиоидьI: и розы, Прибор для построения плоской кривой содержит неподвижное кольцо 1 с двумя внешними консолями 2, 3 и внутренней консолью 4, на которой в центре кольца закреплен двуплечий поворотный базис 5 с переставными фикса- 3б торами 6 и 7. Фиксаторы помещены в прорези взаимно перпендикулярных шатунов 8 н 9 шарнирных: параллелограммов ABCD u LNNK. Кривошипы 10 и 11 одного шарнирного параллелограмма закреплены на внешних консолях 2 и

3, а кривошипы 12 и 13 другого шарнирного параллелограмма — на кольце l

Шатуны 8 и 9 связаны между собой крестообразным ползуном 14,, на котором закреплен в точке пересечения прорезей шатунов пишущий штифт 15.

На нижнем плече базиса 5 установлена подвижная каретка 16 с. другим пишушим штифтом 17, а также шарнирно закреплена соосно базису поворотная линейка 18 с продольной про резью. Нижнее плечо базиса 5 имеет опорное колено 19, заканчивающееся штырем 20.

Пишущие штифты 15 и 17 связаны между собой шарнирным ромбом а bccI две противолежащие оси а и С шарнирных связей которого свободно установлены в прорези поворотной линейки !8, а две другие оси b u закреплены на пишущих приспособлениях.

На кольце i сооспо базису 5 смонтированы два поворотных лимба 21 и

22, кольцо снабжено тремя опорными стойками 23. Две стойки диаметрально противоположны и расположены на линии AD третья - на линии LK.

Опорным коленом 19 и тремя стойками

23 прибор опирается на основание, в отверстие которого помещен штырь

20, служащий осью вращения базиса 5 °

На этой оси установлен поворотный диск 24, связанный с базисом зубчатой передачей. Одни колеса 25 и 26 этой передачи закреплены на оси вращения базиса, а другие 27 и 28 на вертикальной оси, закрепленной на основании 29, с возможностью перемещения вдоль нее.

На базисе 5 нанесена шкала миллиметровых делений, оцифровка которых возрастает в обе стороны от оси его вращения. На поворотном лимбе 2! нанесены градусные деления, удвоено ная оцифровка котбрых ведется от О по ходу и против часовой стрелки, т.е. одна половина лимба 21 оцифрована от 0 до 360 по ходу, а друо гая от 0 до 360 нротив часовой стрелки, На лимбе 22 нанесены градусные деления, оцифровка которых о от О до 360 ведется по часовой стрелке °

Прибор работает следуюшим образом, Пусть известны большая Ao H M àÿ

Б, полуоси эллипса ошибок геодезической засечки, дирекционные углы с большой оси эллипса,, первого направления засечки, М второго направления и угол засечки г.

Фиксаторы 6 и 7 закрепляют на расстояниях от оси О вращения бази- са 5, равных соответственно В и А о о

Поворачивают лимб 22 до тех пор, пока отсчет по нему относительно линии AD не будет равен (фиг. 3), и в этом положении лимб 22 закрепляют. Устанавливают базис 5 на отсчет угломерной шкалы лимба 22, равный а а лимб 21 поворачивают и закрепляют так, чтобы отсчет по одному из концов поворотной линейки

) 8 на лимбе 31 бып равен 11", Взяв отсчет Od, по шкале базиса

5, получают среднюю квадратическую ошибку положения точки 0 по направ—

1 253837

3 лению засечки, дирекционный угол которого равен К< . Затем устанавливают базис 5 на отсчет угломерной шкалы лимба 22, равный ас (фиг.4).

Отсчет Odz по шкале базиса 5 соответствует средней квадратической ошибке положения точки 0 по направлению засечки с дирекционным углом

Ы, При этом под действием шарнирного ромба а ос< линейка 18 разворачивается также на некоторый угол, Взяв отсчет по угломерной шкале лимба 21 против конца поворотной линейки 18, равный (p, находят коэффициент корреляции между сдвигами on- 15 ределяемого пункта по направлениям о и <<(, r < < = ccoos (p.

Аналогичным образом можно определить ошибки положения пункта по лю- 20 бым заданным направлениям и коэффициент корреляции между ними.

Действительно, если под углом <1<, к линии AD провести ось Х и установить базис 5 так, чтобы он состав- 25 лял с осью Х угол Ы,, то этому положению базиса будет соответствовать радиус-вектор эллипса Ob< равный радиусу-вектору подеры Îd что обеспечивается наличием шарнирного ромба а 1< cd . При этом радиус-вектор

0b< и поворотная линейка 18 составят с осью Х некоторые углы, и о< (фиг.3) .

При повороте базиса 5 на угол Ы я по отношению к оси Х (фиг.4) получают новый радиус-вектор эллипса ОЬ равный радиусу-вектору подеры Od .

Причем радиус-вектор Ob и линейка

18 составят с осью Х некоторые углы 4О

v 87

Известно, что коэффициент корреля-, ции между сдвигами пункта на направлениям ы,< и a . равен косинусу угла между радиусами-векторами эллипса, 45 характеризующими величину этих сдвигов, т.е, r соя (<< <р<) eos p, Из фиг ° 3 и 4 следует о р 180 — ы,- 4<, 2

V+а,— 180

Р

2 У отсюда

<<<< -- 180 - a -25<, — 180 -ы. + 28 ; = У,-V, =2(5,+Ь,1-У, следовательно

r< = соя(2(о, +h ) - ).

Для удобства угломерная шкала на лимбе 21 оцифрована по ходу и против часовой стрелки, причем применена удвоенная оцифровка, В этом случае отсчет < по лимбу 21 (фиг.4) соответствует углу, косинус которого равен коэффициенту корреляции .

Для одновременного вычерчивания эллипса и его подеры необходимо вывести колеса 27 и 28 зубчатой передачи из зацепления с колесами 25 и

26. Вращая базис 5 в пределах 10-170 вычерчивают пишущим штифтом 15 половину эллипса, а пишущим штифтом 17 половину подеры. Для построения другой половины эллипса и подеры необходимо поворотный диск 24 развернуть о на 180 и затем повернуть базис 5 о в обратном направлении (170-10,<.

Для одновременного вычерчивания кардиоиды и окружности стандартов (фиг.5 и 6) необходимо, чтобы при повороте базиса 5 на некоторый угол диск 24 также повернулся на тот же угол, но в противоположном направлении. Тогда при вращении базиса 5 в пределах 10-170 пишущий штифт 15 вычерчивает окружность стандартов, а пишущий штифт 17 — кардиоиду. В этом случае зубчатая передача должна иметь передаточное число, равное единице, что обеспечивается введе----. нием в зацепление зубчатых колес 26 и 28, передающих вращение через колесо 27 на диск 24.

Если при повороте базиса 5 на некоторый угол, диск 24 поворачивается в противоположном направлении на половину этого угла, то пишущий штифт 15 вычерчивает кривую типа роза, сопряженную с двумя кривыми типа кардиоида, вычерчиваемыми пишущим штифтом 17 . Для этого зубчатая передача должна иметь передаточное число, равное двум, что обеспечивается введением в зацепление зубчатых колес 25 и 27 (фиг.7 и 8).

Причем для вычерчивания сопряжения кривых (фиг.8) вначале вращают базис 5 в пределах )0-170, а затем, развернув прибор на 90 по ходу часовой стрелки относительно чертежной основы, вращают базис в обратном направлении, При других передаточных числах . зубчатой передачи прибор вычерчивает различные сопряжения кривых высшего порядка.

5 1 753837 Ь агаемого прибора ческих построений рассмотренных криПрименение предпагаемог позволит сократить время геометри1253837

1253В3

Составители Д, Гриценко

Редактор И.Рыбченко Техред В.Кадар Корректор Л. Пилипенко

Заказ 4673/20 Тираж 345

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4