Модель прибора для демонстрации преобразования прямой линии

Модель прибора для демонстрации преобразования прямой линии предназначена для демонстраций и изучения натурных геометрических объектов в динамике их перемещений (вращений) и соответствующих этим преобразованиям меняющиеся изображения на эпюре Монжа.

На основании 1 фиксируется первый шарнир 3 с кулисой 10, лежащей в плоскости основания 1, на которой устанавливается шарнирный ползун 11 на расстоянии A₁B ₁ равном диаметру основания конуса 22. При поступательном перемещении второй пары ползунов 15, 16 по горизонтальной направляющей 18 (фронтальная проекция траектории перемещения проекции В ₂ точки В) кулиса будет вращаться в первом шарнире 3 (горизонтальная проекция траектория проекции B₁ точки В), а шарнирный ползун 11 будет совершать круговые движения в плоскости основания 1. Если первое звено 6 при пространственном вращении в сферическом шарнире 5 вокруг стойки 4, имитирующей ось вращения (AA₁П₁), займет параллельное пластине 2 положение (АВ||П₂), то расстояние между вторым шарниром 13 и шарниром второй пары ползунов 17 задаст натуральную искомую величину на проекции П₂ . Второй шарнир 13 и сферический шарнир 5 фиксируются таким образом, чтобы эластичная нить 21, соединяющая эти шарниры, была бы перпендикулярна пластине 2, 1 ил.

Предлагаемая полезная модель предназначена для демонстраций и изучения натурных геометрических объектов в динамике их перемещений (вращений) и соответствующих этим преобразованиям меняющиеся-изображения на эпюре Монжа. Модель относится к учебным приборам по геометрии.

Известен учебный прибор по начертательной геометрии (см. А.с. №1509973 от 23.09.89. G09В 23/04), содержащий корпус, размещенные в корпусе панель с изображением модели исследуемого объекта, экран для высвечивания проекций модели, средство перемещения элементов модели и блок питания с переключателем. Модель исследуемого объекта состоит из двух установленных на осях вращения индикаторных ламп со светящимися столбиками изменяемой длины, имитирующие проекции отрезка прямой, и электрически связанного с одной из ламп потенциометра, остановленного на оси вращения этой лампы. Средство перемещения элементов модели состоит из двух закрепленных на осях вращения шкивов разного диаметра и установленного в корпусе вала с рукояткой, при этом шкивы связаны между собой гибкой подпружиненной связью.

Признаками аналога, совпадающим с существенными признаками заявляемой модели, являются экран и специальные лампы, имитирующие геометрические фигуры (отрезки прямых линий).

Причиной, препятствующей достижению технического результата, является то, что данное наглядное пособие не позволяет натурно (в трех измерениях) демонстрировать преобразования геометрических объектов в динамике их перемещений (вращений) и соответствующих этим преобразованиям меняющиеся изображения на эпюре Монжа.

Известен учебный прибор по геометрии (см. А.с. №1580425, от 23.07.90. G09В 23/04), содержащий основание, на котором установлен электродвигатель с дифференциальным механизмом, на выходе которого имеются два ходовых винта, по которым перемещаются гайки со стержнями и два вала, которые через конические пары передают вращательное движение на вертикальные валы, находящиеся внутри стоек. Валы через конические пары и передают вращательное движение на полуоси, которые жестко закреплены с моделью проецируемого объекта в виде плоской фигуры. Модель шарнирно соединена с ползунами, которые скользят по стержням, огибаемых эластичным элементом, укрепленным на основании штырями, расположенными в точках оснований мысленных перпендикуляров из вершин модели проецируемого объекта.

Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются основание, модель объекта, ползуны, эластичный элемент.

Причиной, препятствующей достижению технического результата, является то, что данная модель не позволяет наглядно демонстрировать преобразования геометрических объектов (отрезков прямой линии) вокруг проецирующих прямых.

В качестве прототипа принимаем прибор по инженерной графике (см. А.с. №1807512 от 07.04.93 G09В 23/04), содержащий две панели, имитирующие две взаимно перпендикулярные плоскости проекций с изображением проекций исследуемого объекта, выполненным в виде связанных со средством перемещения двух индикаторных ламп и блок питания, модель исследуемого объекта в виде полупрозрачной трехмерной поверхности конуса, дополнительную индикаторную лампу со светящимся столбиком, имитирующую образующую конуса, установленную на поверхности модели конуса. Средство перемещения индикаторных ламп состоит из двух электродвигателей и блока управления для автоматического поддержания заданной длины светящихся столбиков индикаторных ламп. Лампа, установленная на конусе,

и лампа одной из плоскостей проекций связаны с одним двигателей, а лампа, установленная на второй плоскости, - со вторым, который выполнен реверсивным.

Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются две панели (основание и пластина), имитирующие две взаимно перпендикулярные плоскости проекций с изображением проекций исследуемого объекта и модель объекта (конус).

Причиной, препятствующей достижению технического результата, является то, что данная модель не позволяет наглядно демонстрировать на натурной модели как сам процесс трансформации объекта (прямой линии) в пространстве, так и соответствующих проекционных преобразований на эпюре Монжа, то есть совмещенных плоскостях проекций (основании и пластине).

Задачей предлагаемой полезной модели является:

- расширение дидактических возможностей наглядной (натурной, трехмерной) демонстрации и визуальном изучении преобразования (вращения) натурных фигур (отрезков прямой линии) вокруг проецирующих осей;

- изучение и демонстрация совместного процесса пространственных (трехмерных) перемещений геометрических объектов и соответствующего им меняющихся проекционных изображений на двух полях эпюра Монжа.

Технический результат достигается тем, что на основании фиксируется первый шарнир, на котором монтируется стойка, на свободном конце которой расположен сферический шарнир и первое звено с первой парой шарнирных ползунов, соединенных шарниром первой пары ползунов, в первом шарнире устанавливается кулиса с возможностью ее вращения в плоскости основания с установленным на ней шарнирным ползуном, в шарнире которого одним концом закрепляется второе звено, второй конец которого фиксируется в шарнире первой пары шарнирных ползунов, перпендикулярная основанию пластина выполнена окном, в котором устанавливается горизонтальная направляющая, по которой поступательно перемещается вторая пара

шарнирных ползунов, соединенных шарниром второй пары ползунов, на которых монтируется перпендикулярная пластине штанга, свободный которой скользит в одном из ползунов первой пары шарнирных ползунов, на пластине устанавливается второй шарнир с коромыслом, свободный конец которого скользит в одном из второй пары шарнирных ползунов, а второй шарнир и сферический шарнир фиксируются таким образом, чтобы эластичная нить, соединяющая эти шарниры, была бы перпендикулярна пластине.

Предлагаемая модель поясняется чертежом, на котором показано аксонометрическое изображение полезной модели и ее проекции на поля П ₁ и П₂.

Предлагаемая полезная модель содержит основание 1 (имитирующая горизонтальную плоскость проекций П₁) и вертикальную пластину 2 (фронтальная плоскость проекций П₂). На основании 1 фиксируется первый шарнир 3, на котором монтируется стойка 4, на свободном конце которой располагается сферический шарнир 5 и первое звено 6 с первой парой ползунов 7, 8, закрепленных в шарнире первой пары ползунов 9. В шарнире 3 устанавливается кулиса 10 с возможностью ее вращения в плоскости основания 1 и шарнирный ползун 11, в котором одним концом закрепляется второе звено 12, второй конец которого фиксируется в шарнире первой пары ползунов 9 первой пары ползунов 7, 8. На пластине 2, устанавливается второй шарнир 13 с коромыслом 14, свободный конец которого скользит в ползуне 15 второй пары ползунов 15, 16, закрепленных в шарнире второй пары ползунов 17, скользящих по горизонтальной направляющей 18, расположенной в окне 19 пластины 2. Ко второй паре ползунов 15, 16 крепится штанга 20, перпендикулярная к пластине 2, свободный конец которой скользит в ползуне 7 первой пары ползунов 7, 8, обеспечивая тем самым необходимую проекционную связь. Второй шарнир 13 и сферический шарнир 5 фиксируются таким образом, чтобы эластичная нить 21 (линия проекционной связи), соединяющая эти шарниры, была бы перпендикулярна пластине 2, то есть фигура АВВ ₂А₂ представляла бы собой трапецию. Для большей наглядности предлагаемой

полезной модели на стойке 4 монтируется прямой круговой конус 22, вершина которого совпадает со сферическим шарниром 5, а первое звено 6 при ее вращении скользит по поверхности конуса 22.

Работает полезная модель следующим образом (фигура). На основании 1 фиксируется первый шарнир 3 с кулисой 10, лежащей в плоскости основания 1, на которой устанавливается шарнирный ползун 11 на расстоянии A₁B₁ равном диаметру основания конуса 22. При поступательном перемещении второй пары ползунов 15, 16 по горизонтальной направляющей 18 (фронтальная проекция траектории перемещения проекции B₂ точки В) кулиса будет вращаться в первом шарнире 3 (горизонтальная проекция траектория проекции B₁ точки В), а шарнирный ползун 11 будет совершать круговые движения в плоскости основания 1. Если первое звено 6 при пространственном вращении в сферическом шарнире 5 вокруг стойки 4, имитирующей ось вращения (AA₁П₁), займет параллельное пластине 2 положение (АВ||П₂), то расстояние между вторым шарниром 13 и шарниром второй пары ползунов 17 задаст натуральную искомую величину на проекции П₂ . Второй шарнир 13 и сферический шарнир 5 фиксируются таким образом, чтобы эластичная нить 21, соединяющая эти шарниры, была бы перпендикулярна пластине 2.

Модель прибора для демонстрации преобразования прямой линии, содержащая основание, перпендикулярную к ней пластину, натурную модель конуса, отличающаяся тем, что на основании фиксируется первый шарнир, на котором монтируется стойка, на свободном конце которой расположен сферический шарнир и первое звено с первой парой шарнирных ползунов, соединенных шарниром первой пары ползунов, в первом шарнире устанавливается кулиса с возможностью ее вращения в плоскости основания с установленным на ней шарнирным ползуном, в шарнире которого одним концом закрепляется второе звено, второй конец которого фиксируется в шарнире первой пары шарнирных ползунов, перпендикулярная основанию пластина выполнена окном, в котором устанавливается горизонтальная направляющая, по которой поступательно перемещается вторая пара шарнирных ползунов, соединенных шарниром второй пары ползунов, на которых монтируется перпендикулярная пластине штанга, свободный конец которой скользит в одном из ползунов первой пары шарнирных ползунов, на пластине устанавливается второй шарнир с коромыслом, свободный конец которого скользит в одном из второй пары шарнирных ползунов, а второй шарнир и сферический шарнир фиксируются таким образом, чтобы эластичная нить, соединяющая эти шарниры, была бы перпендикулярна пластине.