Приспособление для механического перемножения двух переменных множителей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

№ 27665

Класс 42m, 36

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ приспособления для механического перемножения двух переменных множителей.

К патенту ин-ной фирмы „Карл Цейсс" (Carl Zeiss), в г. Иене в Германии, заявленному 10 сентября 1926 года (заяв. свид. № 12912).

Действительный изобретатель ин-ц О. Эппеиштейи (0tto Eppenstein).

Приоритет от 12 июня 1925 года на основании ст. 4 Советскогерманского соглашения об охране промышленной собственности.

О выдаче патента опубликовано 31 августа 1932 года. действие патента распространяется на 15 лет от 31 августа 1932 года. или х=сг cos c у=с cos P, 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: х.у=сг sin сг ° cq sin P... (1) где величины, обозначенные через c,являются постоянными,, а а и Р обозначают вспомогательные углы, зависящие каждый от одного из множителей х и у. Преобразование уравнения 1 дает: с1 с2 sin м sin

= — — (соя (а+р) — — соз (а —, .)) = с1 с2

=сз (cos (сг+ р) — cos (сс — ф)) .. (2) Сказанное остается в силе, если подставить х — c sin a а именно, в первом случае получим:

X у=с1с2 sin сг соя {3=

=с4 (з1п (а+ ф)+з1п (сг — 5)) .. (4) а в другом случае: х у=сг св cos

=с4 (соз (y. +P)+ соз (< — р)) ° ° (5) Искомое произведение представляется, таким образом, в виде совокупности двух тригонометрических функций (синус или косинус) суммы и разности двух вспомогательных углов, при чем каждый Hs 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 составление совокупности, состоящей из двух тригонометрических функций (синус или косинус), т.-е. на действия, которые могут быть выполнены известными средствами.

Ка чертеже фиг. 1 изображает вид прицельного треугольника сбоку; фиг. 1а и 1h — виды треугольника сверху в двух его положениях; фиг. 2 — разрез приспособления и дальномера по Х вЂ” Хна фиг. 4 в первой форме выполнения; фиг. 3 — вид его спереди; фиг. 4 — средний горизонтальный разрез приспособления с дальномером; фиг.5 — разрез его по 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.

В первом варианте выполнения (фиг, 2 — 6) приспособление для перемножении двух переменных множителей установлено в камере 1, которая- закрыта крышками 2 и 3. В крышке 2 укреплено, вращающееся посредством головки 4, зубчатое колесо 5 и ось б, 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 10. На осях 6 и 8 вращается по одному коническому колесу 13 и 14, каждое из которых отлито вместе с соответствующим зубчатым колесом 77 или 12.

Пара конических колес 9, 13 дополняется до планетного механизма планетным колесом 15, которое укреплено в кольце 16, вращающемся в камере 1. Подобным же образом, укрепленное s кольце 17 планетное колесо 18, является дополнением допланетного механизма пары конических колес 10 и 14. Периметр планетных колес 15 и 18 составляет половину периметра конических колес 9 и 13 или же 10 и 74. Вращение колец 16и 17 передается пальцами 19 и 20 на шайбы 21 и 22. Эти шайбы укреплены на осях 6 и 8, которые проходят через крестообразную опору 23, стягивающую камеру 1. В опоре 23 укреплено зубчатое колесо 24 такое же, как колеса 11 и 12 и находящееся с ними,в сцеплении. Далее оно спарено с таким же колесом 25, которое, при помощи укрепленного в камере 1 болта 26, может, быть вращаемо приводной головкой 2 .

Для отсчета величины поворота привод-— ных головок 4 и 27 служат угловые деления 28 и 29 и указатели 30 и 31.

В камере 1 и в опоре 23 установлены, кроме того, салазки 32 и 33, снабженные щелями 34 и 35, продольное направление которых перпендикулярно к направлению движения салазок. В этих салазках пере-двигаются болты 36 и 37, из которых болт Зб скреплен с шайбой 21, а болт 37— с шайбой 22. Салазки 32 несут цилиндрическое колесо 38, которое сцепляется с имеющейся на салазках 33 зубчатой рейкой 39 и наглухо соединено с болтом 47, проходящим через щель 40 в крышке 3.

Соединенный с приспособлением дальномер имеет камеру 42 с двумя концевыми призмами 43 и 44, двумя объектива; ми 45и 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 51 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 53, 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 38 гибким валом 59.

При установке начального положения клина 53 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 цель Z, высота Н которой должна быть определена, что достигается поворотом головки 4 из ее начального положения на удвоенную величину угла возвышения т и передвижением салазок 55 с клином 53, поворотом головки 27 на угол 2 до тех пор, пока дальномер не окажется установленным на цель Z. При этом предполагается, что угол ", который обозначает отклонение концевых призм 43 и 44 из того положения, при,котором оси входящих пучков светагоризонтальны, определен при помощи любого отсчетного приспособления и может быть передан увеличенным вдвое при помощи известного соединительного приспособления. Конические колеса 9 и 10 поворачиваются при этой установке каждое на угол 2у в противоположных направлениях, а конические колеса 13 и 14 поворачиваются на угол 2 в одном и том же направлении.

Очевидно, что, предполагая указанные выше соотношения размеров планетного механизма, вращаемое планетным колесом 15, кольцо 16 и одновременно соединенйая с ним пальцем 19 шайба 21 совершает, при одинаковом направлении вращения приводных головок 4 и 27, поворот на угол ф+ у, в то время, как вращаемое планетным колесом 18 кольцо 17 и соединенная с этим кольцом пальцем 20 шайба 22 совершают поворот на угол

1р — "1. 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 соз (ф+ (), а путь сала-" зок:33 †c (© — у) и относительное пе,редвижение обоих салазок будет соответ- ствовать разности отдельных значений, т.-е. выражению:

cos (Ф+у) — cos (ф — у).

Полученное передвижение обоих салазЖ проявляется в виде поворота зубчатого колеса 38, .которому йропорционален путь, пройденйый салазками 55 в направляющих 58. Искомая высота Нможет быть непосредственноаотсчитана на шкале 29 при помощи указателя 31.

Употребление приспособления может быть осдбенно удобно тогда, когда один из множителей 7 или 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 горизонтальных расстояний. Пусть в прицельном треугольнике В. Вз Z Ь =В В0 будет база такого дальномера, Š— расстоя-, ние цели Z от дальномера, Н вЂ высо цели Z над горизонтальной плоскостью, проходящей через отверстия В и В- дальномера для входа света, Х вЂ” проекция расстояния Е,на эту горизонтальную плоскость, или дистанция цели Z Ha карте, W — угол параллакса у цели 2, f — угол высоты между горизонталью .и визирной линией дальномера.

Тогда имеем следующее уравнение: .Ь .

tgf0 = или, так как m вообще говоря, очень мало, то с достаточным приближением можно считать, что

Ь

tO==

Я Э,-. но так как

Н Х

Е=

sin y cosy то

Ь, b

=-x.y=H у= — созу -(б) Если дальномер снабжен приспособлением для установки вспомогательного угла р и если передвижение отклоняющего клина будет:

ы =cz(cos(e — у) — соз(ф — g)) или согласно уравнению 2, m = c0- sin $ sin y то при постоянной базе b, согласно уравнению б, можно написать: с7

sin < =—

О ь т,-е. вспомогательный угол является ме- рой высоты Н цели Z. В

Если же передвижение клина выразится, как а7 = сз (sin (e + у) + sin (cp — " ) ) или, согласно уравнению 4, n1=cg зш соз э то при постоянной базе b из уравнения 6 имеем: с10 з " = у т.-е. угол является мерой горизонтального расстояния К цели Е

Йторая форма выполнения приспособления основывается на том, что совокупйости, состояшие из тригонометрических функциИ (синус и косинус), возможно йредставить оптически. Как известно, от-клонение, которое испытйвают лучи света, при проходе через пару вращающихая клиньев (называемую часто компейсатором), в плоскости измерения дальномера с базоИ вйутри, пропорционально косинусу того угла, на который каждый клин выведен из положения наибольшего отклонения комиенсатора, в том случае, конечйо, если клинья устроены так, что плоскость наибольшего отклонения совпадает с плоскостью измерений. Если дальномер снабжен двумя такими парами вращающихся клиньев фля 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 равностью действий отдельных компенсаторов, то, обозначая это общее действие через, в предположении равного наибольшего отклонения всех четырех отдельных клиньев компенсаторов, будем иметь .

К=с» (cos (»+Y) — cos (y — 7)).

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 Яэ» при любом угле наклона 7 оси входящих пучков лучей должны быть параллельны; тогда имеем опять, согласно уравнению 2, E с)Б sin (р sin 7 и при постоянной базе Ь дальномера из уравнения, аналогичного уравнению б, получим, что:

С(„sin р=- — т, Н

Но если ребра клиньев компенсаторов расположены так, что отклонения для получения общего действия складыванщ:я, и если йо»вороты клиньев из выженазвай-його особого йоложения- составляют дополнения к cyiisaå и дополненйя к разности обоих вспомогательных углов, тогда=имеем уравнение:

К=с(4 (cos (90 — (р — 7)+соз (90 — (р+7))=

=cI4 (Б1п ((Р+7)+Яп ((Р 1)) и далее по уравнению 4 получим:

К = с15 Б1п соз 7 откуда при постоянной базе Ь дальномераиз уравнения, аналогичного уравнению 6, получается:

f с(6

Б " (Р=К.

Из полученных значений для яп (р вытекает, что при означенном построении приспособления, вспомогательный угол. (р является опять таки мерою высоты Н или жегоризонтального расстояния К цели Z.

Однако, угол (р не служит мерою расстояния, так как

Н К

Е=

sin " cos 7

Чтобы иметь возможность измерять рас-. стояние E вместе с высотой H 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 Qa каждый раз пропорциональны отклонениям, вызванным другими парами вращающихся клиньев, Тук как у гоз параллакса пропорционален обратной величине расстояния Е (фиг. 1а} и no ранее. выведенному пропорционален общим отклонениям соБ (p+7) — соз (р — 1} или

sin (a+ 7) + яп ((р — 7) компенсаторов, служащих .для установк1г угла параллакса, то поэтому общее отклонение дополнительной пары компенсато-ров, которая производит вращейие, иро= порциональное вращениям нерйой парься компенсаторов, является мерой ля рас- стояния Е.

В этом варианте приспособления, соединенного с дальномером, имеющим внутреннюю базу (фиг. 7), трубообразная камера 60 приспособления вращается. около оптической оси двух.-.объективов 65 н 66 и состоящей из двух чйстейзакрепленной трубе 61, посредством головки 62, конического колеса 63 и конического зацеплеййя 64. Оптическое устройство дально-Мера дополняется двумя зеркальными .призмами 6Я и 70,- установленными против отверстий 67 и 68 для входа света, системой призм 71 для соединения лучей и окуляром 72. Труба 61 .снабжена зубчатой дугой 73, которая входит в камеру 60 через отверстие 74 и сцеплена с зубчатым колесом 75, приводящим в движение два зубчатых колеса 77 и 78 йосредством шестерни 76. Далее в камере-60 укреплено - коническое колесо 79, которое, при вращении его головкою 80, приводит в движение при помощи конического колеса 81 два конических .колеса

82 и 83, действующих каждое на свой конический привод 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 коническим приводом 84, а второй— с зубчатым колесом, 77; Конические венцы 86 и 87 планетным .колесом 88 до-! полняются до планетного механизма. Подобным. же образом перед объективом 66 устроены два зубчатых венца 89 и 90, из которых первый находится в сцеплении

c,êîía÷åñêèì приводом 85, а другой— с зубчатым колесом 78; в соединении с планетным колесом 91 они образуют второй планетный механизм. Углы пово- рота, описанные осями планетных колес 88 и 97 вокруг осей объективов, переносятся на компенсаторы, из которых каждый со"стоит из двух вращающихся в противоположных направлениях стеклянных клиньев 92, 93 и 94, 95 и соединенных с двумя парами дополнительных стеклянных клиньев. 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 700 и 707.

8 передней фокальной плоскости объекти ва 100 помещается шкала 102, которая освещаетфя рассеянным светом от помещенной в камере 60.,матовой пластинки 103.!

Объектив 100 действует таким образом для лучей, идущих от шкалы 102 какколлиматор, так как все учи, идуырй от одной точки шкалы 102, после прохода через объектив 100, становятся параллельными. В задней фокальной плоскости:объектива 101 помещается сетка 105,,л;эжащая в то же время в передней фокальной плоскосТи окуляра 106 и снабженная.-маркой 104, обозначающей оптическую о ь.

Для употребления приспособлени»; — вращающиеся клинья 92, 93 и 94, 95 следует выверить так, чтобй их наиболыпее отклонение падало в плоскость измерений дальномера, которйй без компенсаторов установлен на.бесконечно удаленную цель, кроме того, ребра клиньев должны быть так расположены, чтобы комп енсаторы, в смысле их общего влияния, работали один против другого, т.-е. чтобы действовала разность вызванных йми отклонений.

Дальномер устанавливается вращением приводной головки 62 на прицельную высоту Н, при которой, входящие в призмы 69 н 70, лучи образуют с горйзонтальной плоскостью угол "(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, . Ю к планетным колесам 88 и 91, равном 2: 1, зубчатые венцы 87 и 90, арн установке дальномера на высоту, вращались на угол 2у. Если вращение приводной головки 80 на угол © вызывает соответственное вращение зубчатых венцов 86 и 89 на угол 2ф, тогда вращающиеся клинья 92, 93, а также и 94, 95 поворачиваются, при указанном. расположении частей механизма, попарно в разные стороны на углы (Ф+ у) и (m — y) и, очевидно, что, согласно ранее приведенному выводу, угол ф является мерой искомой прицельной высоты Н.

Компенсаторы 96, 97 и -98, 99- прйнимают участие в поворотах компенсаторов 92, 93 и 94, 95. Шкала 102 изображается объективамн 700 и 107 на сетке 105 и точки шкалы 102, соответствующие точкам этого изображения, совпадающим с маркой 104, отстоят друг от друга на отрезки, пропорциональные общим отклонениям компенсаторов 96, 97 и 98, 99.

При соответственном делении шкалы 102 можно поэтому, непосредственно, отсчитать величину расстояния Е. цели Z на марке 704, при помощи окуляра 106 после установки дальномера на эту цель Z.

Обе формы выполнения приспособления, описанные, как примеры осуществления изобретения, могут быть приспособлены для-определения горизонтального расстояния К цели Z. Для этого требуются изменения механизма, которые могут быть выведены из формулы для расстоянщ К.

Например, во втором примере механизм должен быть устроен так, чтобы действовала сумма отклонений, вызванных ком.пенсаторами 92, 93 и 94, 95, а самые вращающиеся клинья поворачивались каждый раз на 90 — (ф+ т). и 90 — (р — у) из указанного особого положения, : т.-е. чтобы наибольшее отклонение-падало в плоскость, перпендикулярную к плоскости измерений дальномера. Отклонения компенсаторов 92, 93 и 96, 97 или же

94, 95 и 98, 99 пропорциональны тогда sin (<+g) или же sin (g+ "().

Предмет патента

1. Приспособление для механического перемножения двух переменных множителей, отличающееся тем, что, с целью выражения искомого произведения в виде двух тригонометрических функций суммы и разности двух вспомогательных углов, прн чем каждый множитель, в свою очередь, пропорционален синусу или косинусу одного из вспомогательных углов, применены два планетных механизма 9, 73, 15 и 10, 74, 18 (фнг. 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 и разности вспомогательных углов, из каковых салазок одни, например, 32 снабжены зубчатым колесом 38, спаренным с зубчатой рейкой 39, соединенной с другими салазками, например, 33 (фиг. 4 и 5).

2. Форма выполнения охарактеризованного в п. 1 приспособления, в случае соединения его с дальномером с базою внутри дальномера, отличающаяся тем, что дальномер снабжен двумя парами вращающихся в разные стороны клиньев 92, 93 и 94, 95, которые служат для уста новки и так соединены друг с другом, что клинья одной пары поворачиваются ца 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).