Механизм крутова для воспроизведения кривых

 

Изобретение относится к механизму для воспроизведения улитки Паскаля, кардиоиды и окружности. Этот механизм является механизмом принципиально нового типа по сравнению с механизмами, используемыми для тех же целей. В нем воспроизведение осуществляется в результате комплексного совместного перемещения изображающей точки и несущей изображение плоскости. В результате этого удается при той же скорости ведущего звена в два раза быстрее совершать непрерывное воспроизведение всей кривой. Такой подход может быть использован для создания серии механизмов для воспроизведения различных других кривых, а также для воспроизведения движений по программируемым траекториям в роботах и манипуляторах при выполнении таких работ, как раскрой, обработка и пр. При вращении звена 6 вокруг оси, проходящей через точку о, противолежащее ему звено 4 параллелограмма совершает поступательное движение, оставаясь перпендикулярным направляющей, звено 5 скользит по направляющей и поворачивается в сторону, противоположную повороту звена 6, а точка Е звена 4 и его продолжение описывает улитку Паскаля. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51)4 В 43 Е 11 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4335112/31-12 (22) 24.11.87 (46) 07. 05.89. Еюл. 1! - 1 7 (75) A. В. Крутов (53) 744. 34 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1181900, кл. В 43 L 11/00, 1984. (54) 11ЕХАНИЗИ КРУТОВА ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕ,ПЕНИЯ КРИВЫХ (57) Изобретение относится к механиз— му для воспроизведения улитки Паскаля, кардиоиды и окружности. Этот Механиэм является механизмом принципиально нового типа по сравнению с механизмами,используемыми для тех же целей. В нем воспроизведение осуществляется в результате комплексного совместного перемещения изображающей точки и некущей изображение плоскости. В результате этого удается при той же скорости ведущего звена в два раза быстрее совершать непрерывное воспроизведение всей кривой. Такой подход может быть использован для создания серии механизмов для воспроизве- дения различных других кривых,a также для воспроизведения движений по программируемым траекториям в роботах и манипуляторах при выполнении таких работ, как раскрой, обработка и пр.

При вращении звена 6 вокруг оси, проходящей через точку О, противолежащее ему звено 4 параллелограмма совершает поступательное движение, оставаясь перпендикулярным направляющей, звено

5 скользит по направляющей и поворачивается в сторону, противоположную повороту звена 6, а точка Е звена 4 и его продолжение описывает улитку

Паскаля. 2 ил.

1477568

Изобретение относится к устройствам для воспроизведения кривых, в частности к устройствам для воспроизведения улитки Паскаля, кардиоиды и окружности, широко используемых в теории и на практике, Цель изобретения — повышение точности и повышения удобства воспроизведения кривой типа улитки Паскаля за 0 один оборот ведущего звена.

На фиг.l изображен механизм, кинематическая схема; на фиг.2 — то же, аксонометрия, Механизм .состоит из платформы 1, на которой закреплено звено 2 шарнирного параллелограмма OABC и расположена прямолинейная направляющая 3, ортогональная звеньям 2 и 4 параллелограмма. 20

Дополнительное звено 5 имеет дли1 ну, равную половине звена 6 параллелограмма, в середине которого звено 5 шарнирно закреплено одним концом

0, Конец этого звена В шарнирно свя-25

I зан с ползуном 7 и вместе с ним мо— жет скользить по направляющей 3.

Кривые воспроизводятся в плоскости, неизменно связанной с дополнительным звеном 5, на котором, при желании получить графическое изображение, могут быть расположены и закреплены плоская подложка 8 с бумагой или другие носители графической информации, Воспроизводящий узел 9 (например, пишущий) установпен в точке Е, а со звеном 6 связана ручка 10 для вращения.

Механизм работает следующим образом.

При врашении звена 6 вокруг оси, проходящей через точку 0 ортогонально плоскости чертежа, противоположное ему звено параллелограмма 4 совершает поступательное движение, оставаясь постоянно перпендикулярным

45 направлякщей 3. При этом звено 5 скользит концом D вместе с ползуном по направляющей и поворачивается вместе с плоскостью, несущей изображение кривых в сторону, противополож- 50 ную повороту звена б.

Так как при всех положениях механизма СВ !(OA 1FG, то СВ 1GF, и, следовательно, угол CDO прямой при всех положениях механизмов, причем конец

D звена 5 совпадает е геометрической точкой пересечения продолжения звена 4 и направляющей 3. Поэтому точки

С и D лежат на окружности, построенной на гипотенузе IOCI = 210 D =

IAB = 2!О С I = 2а, как на диаметре ° Эта окружность при движении механизма, в процессе его действия воспроизводится точкой С в плоскости, неизменно связанной со звеном 5. Выбирают за полюс полярной системы координат точку D, полярную ось направляют вдоль звена DO, полярную плоскость располагают в плоскости движения, параллельной плоскости чертежа, Тогда точка С описывает в этой системе координат окружность с полярным уравнением (фиг.l)

IDCl = р = 2а cos àÐ.

Тогда Е на звене 4 или íà его продолжении, отстоящая на расстоянии !СЕ! — 1 от точки окружности С, описывает улитку Паскаля с полярным уравнением

ID3 I = IDC l + lCEI = р = 2а cosy> +

+ 1.

Выбор необходимого параметра 1 воспроизводимой кривой осуществляется выбором воспроизводящей или изображающей точки Е на звене и определяется расстоянием от этой точки до точки С.

Кардиоида с .полярным уравнением !

DEl = g = 2а (1 + cos(I) описывается точкой звена 4, отстоящей из точки С на расстоянии, равном длине звена IOC = 2а. Это следует из уравнения для улитки Паскаля при

1=2а.

При повороте ведущего звена 6 на один оборот звено 5 вместе с плоскостью, несущей изображение кривых, поворачивается тоже на один оборот, в противоположном направлении навстречу звену 6. В результате такого составного движения радиус-вектор

DH = р изображающей и воспроизводящей точки Е делает в относительном движении в плоскости, несушей изображение, один полный оборот. Этого оказывается достаточным в данном механизме, чтобы за один оборот ведущего звена непрерывно и в определенной последовательности без изменения направления воспроизводились обе петли улитки Паскаля. Таким образом, прочность и удобство воспроизведения с помощью предлагаемого механизма увеличивается с учетом непрерывности, ! 477568 выявляет ся способ вывода уравнсгп.я улитки Паскаля.

Ф о р и у л а и з о б р е т е н и я освобождающей от необходимости перестановок и перенастройки.

Составитель P.Ужвий

Редактор Е. Папп Техред Л. Олийнык

Корректор В.Гирняк

Заказ 2198/16 Тираж 316 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыти р ям и и ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент . г.Ужгород, у

ll 11 л. Гага ина 101

Использование изобретения позволит механизировать и автоматизировать процесс воспроизведения кривых в графических работах, а также при воспроизведении траекторий программных движений в роботах и манипулято, рах, расширить возможность воспроизведения за счет расширения набора и типов воспроизводящих средств. Кроме того, близость непрерывного процесса воспроизведения кривых в данном ме- 15 ханизме, его адекватность математическому определению кривых (улитка

Паскаля — конхоида окружности) позволит использовать его в учебном процессе и получить существенный дидак- gg тический эффект. В частности, механизм позволит наблюдать непрерывный процесс описывания кривой с учетом определенной последовательности полf 3. ного обхода. При этом проясняется и

Механизм для воспроизведения кривых, содержащий шарнирный параллело1 грамм, одно из звеньев которого неподвижно, о тл и ч а ющ ий с я тем, что, с целью повышения точности и удобства воспроизведения кривой типа улитки Паскаля, он имеет направляющую, расположенную ортогонально неподвижному звену на уровне одного из его шарниров, и дополнительное звено, имеющее в два раза меньшую длину, чем длина звена, смежного с неподвижным, при этом дополнительное звено одним концом шарнирно соединено со средней частью звена параллело— грамма, смежного с неподвижным звеном и имеющего шарнир, расположенный на уровне направляющей, а другим концом установлено на направляющей с возможностью перемещения вдоль нее.