Модель для демонстрации сечения геометрического тела плоскостью

 

Изобретение относится к учебным моделям для демонстрации сечений геометрических тел плоскостью и может использоваться при изучении начертательной геометрии и черчения. Модель выполнена на основе двух прозрачных тонкостенных сосудов 1 и 2, выполненных в форме поверхности имитируемых геометрических тел. Сосуды сообщены между собой каналом 7 через кран 8. Будучи связаны друг с другом, сосуды установлены с возможностью поворота в вертикальной плоскости посредством горизонтальной штанги 6 и снабжены фиксатором в различных положениях в виде винта 10.2 з.п. ф-лы, Пил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (l9) (1() (si)s G 09 В 23/04

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ;

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4499589/12 (22) 31.10.88 (46) 30.11.91, Бюл. hh 44 (71) Белорусский политехнический институ1 (72) П.В.Зеленый, Л.С,Шабека и В.B.Ãåòìàí (53) 513(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 99641, кл. G 09 B 23/04, 1952. (54) МОДЕЛЬ ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ СЕЧЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО ТЕЛА ПЛОСКОСТЬЮ (57) Изобретение относйтся к учебным моделям для демонстрации сечений геометрических тел плоскостью и может использоваться при изучении начертательной геометрии и черчения. Модель выполнена на основе двух прозрачных тонкостенных сосудов 1 и 2, выполненных в форме поверхности имитируемых геометрических тел. Сосуды сообщены между собой каналом 7 через кран 8. Будучи связаны друг с другом, сосуды установлены с возможностью поворота в вертикальной плоскости посредством горизонтальной штанги 6 и снабжены фиксатором в различных положениях в виде винта 10. 2 з.п. ф-лы, 17 ил.

1695364

25

Изобретение относится к учебным моделям для демонстрации сечений геометрических тел плоскостью и может использоваться при изучении начертатальной геометрии, стереометрии и черчения.

Целью изобретения является повышение наглядности модели при демонстрации различных положений секущей плоскости и удобства пользования.

На фиг.1 и 2 изображен вариант конструкции модели для демонСтрации сечения геометрического тела плоскостью во фронтальной и горизонтальной проекциях; на фиг.3 и 4 — второй вариант модели с подвижной связью прозрачных сосудов во фронтальной и горизонтальной проекциях; на фиг.5 — вариант шарнирной связи сосудов в горизонтальной проекции; на фиг.6 и 7— вариант кинематической связи сосудов во фронтальной и горизонтальной проекциях; на фиг.8-17 — принцип работы модели.

Модель для демонстрации сечения геометрического тела плоскостью содержит по меньшей мере два прозрачных сосуда 1 и

2„имитирующих форму поверхности каких-либо геометрических тел, например тел вращения — конуса и цилиндра. Сосуды расположены так, что их продольные оси 3 и 4.совпадают, пересекаясь с осью 5 горизонтальной штанги 6, к которой они прикреплены. Полости сосудов сообщены между собой каналами 7 через управляемый клапан (кран 8). Горизонтальная штанга установлена с возможностью вращения вокруг своей оси во втулке 9 и снабжена стопорным винтом 10. Втулка прикреплена к вертикальной стойке штатива 11. Внутренние объемь1 Тонкостенных прозрачных сосудов 1 и 2 выполнены равными и заполнены жидкостью 12, обьем которой равен объему одного из сосудов, Благодаря этому в исходном горизонтальном положении сосудов при открытом кране 8 жидкость поровну распределяется между сосудами, занимая половину объема каждого из них. В случае применения двухкомпонентной жидкости, один из компонентов которой окрашен и имеет меньший удельный аес, образуя на поверхности второго компонента (неокра шенного) тонкую пленку 13, заполнение сосудов позволяет равномерно распределить между ними оба компонента, Сосуды могут иметь между собой и шарнирное соединение (фиг,3-7), допускающее их относительный поворот в вертикальной плоскости. Шарнир, в частности, может выполняться сферическим (фиг.3 и 4), охватывающая 14 часть шарнира (полусфера) прикреплена к одному сосуду (вершине конуса 15) и горизонтальной штанге 16, и охватываемая часть 17 (шар) — к второму сосуду (вершине конуса 18). В полусфере и шаре выполнены каналы 19 и 20 и полость 21, обеспечивающие сообщение сосудов между собой во всем диапазоне их поворота (не менее 90 град). Винт 22 позволяет зафиксировать сосуды друг относительно друга в любом промежуточном положении, Сопряжение полусферы и шара — герметичное, не допускающее утечки жидкости

Возможно выполнение шарнира для подвижного соединения сосудов и цилиндрическим (фиг.5). При этом в штан re 23 имеется канал 24 с радиальными отверстиями, обеспечивающий сообщение полостей 25 и 26, герметично посаженных на нее втулоК 27 и

28, несущих сосуды. Имеются винты 29 и 30 для стопорения втулок на штанге и винт 31 для стопорения самой штанги в стойке 32 штатива. Поворот штанги совместно с сосудами в расстопоренном состоянии может производиться рукоятью 33 на ее втором конце. Заполнение сосудов — то же, что и в первом варианте конструкции модели, однако сосуды целесообразно иметь идентичными по форме и объему. Для удобства пользования моделью (отказа от стопорящих винтов) сосуды могут быть кинематически связаны друг с другом посредством прикрепленных к каждому из них двухаенцовых зубчатых секторов 34 и 35 и двух щек 36 и 37, Полости сосудов сообщаются гибким трубопроводом 38. Для удобства пользования гибкие трубопроводы 39 и

40 могут сообщать между собой также нижние, заполненные жидкостью и верхние части полостей сосудов. Посредством одной из щек (36) устройство прикреплено к горизонтальной поворотной штанге описанной ранее конструкции.

Работает устройство следующим образом.

В исходном горизонтальном положении сосудов (фиг,8) поверхностная пленка 13 жидкости имитирует сечения геометрических тел, проходящие через их продольные оси 3 и 4. По форме такое сечение у конуса является треугольником, а у цилиндра — прямоугольником, что наглядно демонстрируется моделью. Поворачивая при закрытом кране 8 сосуды 1 и 2 в вертикальной плоскости, можно наглядно продемонстрировать как исходная форма сечения у конуса превратится в параболу (плоскость сечения параллельна образующей, фиг.9), эллипс (плоскость сечения пересекает обе очерковые образующие, фиг.10) и круг (плоскость сечения перпендикулярна оси 3 конуса, фиг.11), а у цилиндра — в эллипс и круг при тех же условиях, Для демонстрации сечения

1695364 конуса, ограниченного гиперболой, обеспечивают перетекание части жидкости иэ конуса и цилиндр, отперев кран 8, и устанавливают сосуды в горизонтальное положение, чтобы плоскость сечения оказалась ., параллельна оси 3 (фиг.12). Можно обеспе" чить демонстрацию такого же сечения по другому, увеличив объем жидкости в коническом сосуде эа счет перетекания ее из цилиндра (фиг.13).

При использовании в одной л1одели двух идентичных сосудов можно повысить наглядность демонстрации сечения геометрического тела плоскостью за счет того, что заполненная жидкостью часть одного сосуда будет имитировать одну часть геометрического тела, а заполненная жидкостью(при закрытом кране) часть второго сосуда будет имитировать как бы отсеченную от первой (недостающую) вторую часть геометрического тела, причем наглядно будет показано, что сечения у обоих частей, имитируемого рассеченного геометрическо-. го тела одинаковы и по форме, и размерам.

В соответствии с вариантами конструк1 ции модели на фиг.3 — 7 демонстрация сечений осуществляется при раэлйчных . относительных положениях сосудов. Таким образом, можно наглядно обеспечить сравнение двух сечений одногЬ и того же тела в различных местах, например ограниченного треугольником и окружностью (фиг.15), эллипсом и окружностью (фиг.16), гиперболой и параболой (фиг.17).

Модель отличается высокой наглядностью благодаря возможности сравнения различных форм имитируемых сечений как одного геометрического тела в разных местах, так и различных геометрических тел.

Кроме того, наглядность возрастает благодаря возможности имитации двух частей и их сечений рассекаемого геометрического тела (фиг.14). Заслуживает внимания удобство пользования моделью. Будучи герме5 тично запертой в сосудах, жидкость не может быть пролита в любом их положении.

Исключается также возможность ее испарения, что особенно важно при использовании незамерзающих легколетучих

10 жидкостей, жидкостей со специфическим запахом. Предлагаемая конструкция модели допускает использование любых жидкостей.

15 Формула изобретения

1. Модель для демонстрации сечения геометрического тела плоскостью, содержащая два прозрачных тонкостенных сосуда, один из которых выполнен в форме имити20 руемой поверхности геометрического тела, причем сосуды связаны через управляемый клапан, отличающаяся тем, что, с целью повышения демонстрационных возможностей, второй сосуд также выполнен в

25 форме имитируемой поверхности геометрического тела, идентичной первой, причем сосуды заполнены жидкостью на половину их суммарного объема и установлены соосно друг другу на горизонтальной штанге с

30 воэможностью поворота в вертикальной

ПЛОСКОСТИ.

2. Модель по п.1, отличающаяся тем, что связь сосудов друг с другом выполнена шарнирной в вертикальной плоскости, 35 причем сосуды снабжены фиксатором в различных относительных положениях, 3. Модель по п.2, отличающаяся тем, что сосуды кинематически связаны друг с другом посредством прикрепленных к.ним

40 зубчатых секторов, 1695364

1б95364

ФУ2. 7

ClLI8. 8 айаг. а

1695364

U8.!

Составитель А. Глазков

Техред М.Морге нтал Корректор Л. Бескид.

Редактор Л. Павлова

Заказ 4166 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101