Прибор для вычерчивания обводов некоторых форм живой природы

Союз Советских

Социалистииеских

Реслублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ((() 680919 (6! ) Дополнительное к авт. свил-tsx— (22) Заявлено 03.03.75 (21) 2109734/28-12 (51) М. Кл - с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

В43 !.!! 00

Государственный комитет

СССР

II0 делам изооретенкй н открытий

Опчбликовано 25.08.79. Бюллетень ¹ 31 (53) х(ДК 744.34 (088.8) Дата опубликования описания 05.09.79 (72) Автор изобретения

А.(.. . Вернидуб (71),Заявит(.лb (54) ПРИБОР ДЛЯ ВЫЧЕРЧИВАНИЯ ОБВОДОВ

НЕКОТОРЫХ ФОРМ ЖИВОЙ ПРИРОДЫ

ИзобрсT(. пи» относится к средствач чекан«за«пи граф((ч»»кпх расют, в частности к приборач для вычерчивания обводов некоторых форч живой природы, и чожет быть использовано при разработке и конструировании пов»рхностей и архитектурных оболо (ек.

Известен прибор для вычерчивания обводов некоторых форм живой природы, содержащий направляющую, прямолинейное звено с продольной прорезью, одним концом соединенное с направляющей с помощью пальца со взаимно-перпендикулярными лысками, свободно установленного в месте пересечения иi прорезей, кривошип, шарнирно укрепленный на основании, и две поворотные линейки с продольными прорезями, соединенные с помощью пальца со взаимно-перпендикулярными лысками, несущего пишущий штифт и расположенного на пересечении их прорезей, одна из которых шарнирно соединена с пальцем прямолинейного звена, а другая шарнирно укреплена на основании и связана с кривошипом и со свободным концом прямолинейного звена при помощи пальца, установленного в ч»»те пересечения их прорезей !1J

Однако такой прибор позволяет выч»рчивать только прямой двойной лист, что ограничивает его применение.

Целью изобретения является рас(пир»ние диапазона решаемых задач.

Для этого основание выполнено в виде планки с продольной прорезью, направляющая расположена под углом к планке и закреплена на ней жестко с возможностью пер»становки вдоль нее, а шарнир кривошипа и второй поворотной линейки установлены в прорези планки.

На фиг. 1 изображен предлагаемый прибор, вид сверху; на фиг. 2 разрез А-A на фиг. 1 (узел !) и палец; на фиг. 3 — — разрез А — А на фиг. 1 (узлы II и K ); на фиг. 4разрез А — А на фиг. 1 (узел III; на фиг. 5разрез Б — Б на фиг. 1 (узел IV ); на фиг. 6— разрез Б — Б на фиг. 1 (узел х !); на фиг. 7триадный определитель группы кривых и схема графических построений; на фпг. 8 взаимное расположение элементов триадного определителя при образовании трехлепестковой розы; на фиг. 9 — кинематпчсс680919 к»я схема механизч» для образования прямого двойного ли Т»; на фпг. 10 — кинем»тическая схема мех»ннзм» для образования тройного прячогс листа с одним укорочени ы ч л исто 11; на фи г. 1 1 -- - ки н1 мат11 1еск»я схема механизма для воспроизведения трехлепестковой розы; на фиг. !2 — кинематическая схема механизма для воспроизведения тройного прямого листа с двумя vKopoченными листами; на фиг. 13 кинематическая схема механизма для воспроизведения прямого одиночного листа; на фиг. 14 — кинематическая схема механизма для образования кривой аппроксимирующей очерк личинки насекомого; на фиг. !5 — кинематическая схема механизма для образования кривой, аппроксимирующей очерк летающего существа; на фиг. 16 — кинематическая схема механизма для образования овала Мюнгера (яйца индейки); на фиг. 17 — кинематическая схема механизма для образования кривой (овала Мюнгера), аппроксимирующей очерк яйца из семейства куриных; на фиг. 18 — кинематическая схема для вычерчивания кривой яйцевидной формы; на фиг. 19 — кинематическая схема механизма для образования кривой для аппроксимации очерков некоторых животных (ежа, мыши).

Предлагаемый прибор содержит направляющую 1, основание 2, поворотные линейки 3 и 4, прячолинейное звено 5 и кривошип 6. Линейки 3 и 4 соединены с помощью пальца 7, имеющего квадратное сече ние, который при помощи гайки 8 с насеч кой з»креплен так, что чо?кет свооод1го перемешаться вдоль прорезей линеек. Прибор имеет пишущий штифт 9, оси 10, закрепленные неподвижно на планке 2 при помо1ци гаек 11, имеющих углубление для рожкового ключа, палец 12 (см. фиг. 4) шарнирно соединяющий звено 5 и кривошип 6 и скользящий вдоль продольной прорези линейки 4.

Палеll, 13 квадратного сечения (см. фиг. 5) одновременно скользит вдоль прорезей направляющей 1 и звена 5, он же является осью вращения линейки 3. На него надета регулировочная шайба !4. Болт !5 жестко соединяет направляющую 1 с основанием 2.

На фиг. 7 показано формообразование прямого двойного листа в триаде зс!1, с(1. В определитель кривой входит блуждаю1ций центр S1. Каждый луч его всегда направлен перпендикулярно к сооТветствующему лучу центра S< . Изченяя взаимное положение элементов определителя кривой q можно получить три гру11пы кривых линий. Первая группа включает кривые Штейнера, вторая группа показана на фиг. 14 и 15 и третья группа представляет собой кривые яйцевидной формы (см. фиг. !

4 и !9). Все эти кривые можно применять для аппроксимации обводов живых форм с достаточно высокой точностью.

На фиг. 7 заключаем, что формообразование прямогo. двойного листа происходит когда параметр а- — R(R — радиус окружности с1, входящей в определитель кривой), т. е. ряды q и q1, соприкасаются в

5 то 11"е 51.

Если а = 1 «д R, то образуемой кривой является треxëåïåñòêoí»ÿ роза (см. фиг. 8).

Механическая реализация построений в триа.!е (см. фиг. 7 и 8) приводит к организации восьмизвенпика, который после несложной перестройки может вычертить любую из названных кривых.

Настройка прибора для вычерчивания разли tHblx кривыx состоит в следующем.

Если направляющую 1 жестко соединить с основанием при почощи узла II, выдержав

15 расстояние между осями узлов V u II равным длине кривошипы 6, пишугций штифт

9 будет чертить прямой двойной лист (см. фиг. 9) . механизм удовлетворяет условию

= А, = R Выдерживая это условие и жестко скрепляя направляюгцую 1 с основанием 2 при помощи болта 15 так, чтобы расстояние между осью узла и пальцем 15 узла VI было болыпе R, механизм можно настроить для вычерчивания ря та других кривых первой группы. Прп значениях переменнойй, удовлетворяю гци х пера не нство

1 р. R)а >К пишущий штифт, вставленный в А1, при движении механизма будет чертить прямые тройные листы с одним вертикальным укороченным листом (см. фиг. 10) .

При а = 1 — К механ;1зм воспроизводит трехлецестковую розу (с»1. фиг. 11).

Если выдерживать условие 1 g R(a- 4R, механизм будет воспроизводить прямой тройной лист с двумя уКороченными симметричными относительно вертикальной оси листачи (см. фиг. 12). Перестроив механизм так, чтобы а )4R, можно воспроизводить семейстHo одиночных прямых листов. На фиг. 13 показана кинечатическая схема механизма для вычерчивания одиночного лис40 та а =4R

Если же направляющук? 1 жестко скрепить с основанием при помощи оси 10 узла (параметр а = О), выдержав расстояние между осями узлов V и 11 равным длине кривошипа 6 (см. фиг. 11) то, при движении механизма точка А опишет кривую, напомина ющую очерк личинки ?KH Bol o сугцества (см. фиг. 14) .

Перемещением оси узла II вдоль продольной прорези основания 2 и фиксированием в положения.х, удовлетворяющих неравенство 0 (So S1 (R, механизм настраивается для воспроизведения геометрических кривых, напоминающих летающие существа (см. фиг. 15) или личинки некоторь х насекомых. Когда расстояние S1So = О (см. фиг. 16) механизм будет чертить овал Мюнгера (яйцо индейки). При этом ось узла

II и линейка 4 становятся излишними. Кривошип 6 должен иметь продольную прорезь

680919

5 для пальца 7 с пишущим штифтом 9. Палец 12 узла П1 соединяет звено 5 и кривошип 6.

На фиг. 16 изображен механизм для воспроизведения овала Мюнгера с уравнением (хг + уг)- R X 4 = 0

Перемещение оси вращения линейки 4 (cM. фиг. 17) вдоль прорези напрвляющей 1 и фиксирование ее в соответствующих положениях при а = 0 позволяет настраивать механизм для воспроизведения семейства овалов Мюнгера с общим уравнением (хг + y ) з 2схз(v2 у2) + (сг - Rг) х4 =.p

Механизм при этом должен удовлетворять условию 0 < с (R. Если с = 4, механизм вычертит кривую, которая аппроксимирует с достаточно высокой точностью очерк куриного яйца (см. фиг. 17). При условии с = R механизм будет чертить кривую (см. фиг. 18), уравнение которой имеет вид: (хг + v2) з -2Яхз(хг - vã) = 0 если с )R, то при движении механизма пишущий штифт, вставленный в Аз, опишет кривую, симметричную относительно направляющей (1 половина которой (верхняя часть относительно q ) напоминает аппроксимированный очерк сидящего ежа (см. фиг. 19).

Формула изобретения

Прибор для вычерчивания обводов некоторых форм живой природы, содержащий направляющую, прямолинейное звено с продольной прорезью, одним концом соединенное с направляющей с помощью па lbца со взаимно-перпендикулярными лысками, свободно установленного в месте пересечения их прорезей, кривошип, шарнирно укрепленный на основании и две поворотные линейки с продольными прорезями. соединенные с помощью пальца со взаимно-перпендикулярными лысками, несущего пишуILlIIII штифт н расгюложснного на пересечении их

ip прорезей, одна из которых шарнирно соединена с пальцем прямолинейного звена, а вторая шарнирно укреплена на основанни и связана с кривошипом и со свободным концом прямолинейного звена при помо(ци пальца, установленного в месте пересечения их

1$ прорезей. отланаюа(((п(:я Ti vl, I iî, i целью расширения диапазона решаемы; «адам. ос— нование выполнено в виде nланки с р(1дольной прорезью, направлякпцая pilin(),зожсна под углом к планке и закреплсll I ца Ili и жестко с возможностью перестановки B.l(I, I ü нее, а шарниры кривошипа н второй по«((ротной линейки установлены в прорези н, I;Iliки.

Источники информации, принятыс I30 llllllмание при экспертизе

l. Артоболевский И. И. Теория v;ivvai мов для воспроизведения плоских крп«ых.

М., АН СССР, 1959, (24.

680919 юг. !Р

Слта в и тел ь С. Л иберм а н

Редактор А. Бер Техред О. Луговая Корректор О. Билак

Заказ 4991/16 Тираж 449 Подписное

ЦНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д, 4/5 филиал П П П < Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4