Устройство моделирования цилиндрической поверхности

Авторы патента:

G09B23/00 - Научные, медицинские и математические модели, например приборы для демонстрации в натуральную величину (модели при производстве игрушек A63H)

Владельцы патента RU 2580495:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" (RU)

Изобретение относится к учебным пособиям по физике. Каждый корпус из линейки корпусов разделен на герметичные для несжимаемой жидкости секции подвижными перегородками, движущимися в пазах, расположенных в противоположных стенках корпуса. В подвижных перегородках расположены по одному пазу меньшего размера для гибкой только в поперечном направлении ленты. Корпус выполнен в форме многоугольного тороидального кольца, образованного внешними и внутренними стенками секций. Пазы секций расположены по вершинам внешнего и внутреннего многоугольников. Лента, замкнутая внахлест, обладает пружинными свойствами, стремящимися сократить периметр образуемой ею фигуры. Все стенки корпусов, в том числе дно, выполнены прозрачными, а в стыкуемых доньях и крышках корпусов выполнены согласовано вентильные отверстия. 2 ил.

Изобретение относится к области механики и может быть использовано для проведения практикумов по физике и математике в высших и средних учебных заведениях для изучения геометрических форм математических и физических решений изопериметрических задач.

Известно устройство моделирования замкнутой полидуги [1], состоящее из корпуса с прозрачной верхней крышкой, разделенного на секции подвижными перегородками, движущимися в пазах, расположенных в противоположных стенках корпуса, в подвижных перегородках расположены по одному пазу меньшего размера для гибкой только в поперечном направлении ленты, отличающееся тем, что корпус выполнен в форме многоугольного тороидального кольца, образованного внешними и внутренними стенками секций, пазы секций расположены по вершинам внешнего и внутреннего многоугольников, а лента, замкнутая внахлест, обладает пружинными свойствами, стремящимися сократить периметр образуемой ею фигуры.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей этого устройства за счет моделирования поверхностей.

Технический результат, который невозможно достичь ни одним из известных аналогичных технических решений, заключается в моделировании цилиндрической поверхности. Причина трудности аналитического моделирования цилиндрических поверхностей замкнутыми полидугами с заданными параметрами заключается в вычислительно сложной вариационной задаче со многими переменными, не имеющей на настоящий момент эффективного алгоритма решения.

На фиг. 1 представлена общая конструктивная схема устройства. На фиг. 2 представлена конструкция отдельного узла устройства.

Устройство состоит из линейки прозрачных корпусов 1_m, каждый с прозрачной верхней крышкой 2_1m и дном 2_2m, разделенных на герметичные для несжимаемой жидкости секции 3_m.n подвижными перегородками 4_m.n, движущимися в пазах 5_m.1n и 5_m.2n, расположенных в противоположных стенках корпуса 1_m, в подвижных перегородках 4_m.n, расположены по одному пазу 6_m.n меньшего размера для гибкой только в поперечном направлении ленты 7_m, при этом, корпус выполнен в форме многоугольного тороидального кольца, образованного внешними и внутренними стенками секций, пазы секций расположены по вершинам внешнего 5_m.2n и внутреннего многоугольника 5_m.1n, а лента, замкнутая внахлест обладает пружинными свойствами, стремящимися сократить периметр образуемой ею фигуры.

Все стенки корпусов выполнены прозрачными, а в стыкуемых дном к крышке следующего корпуса выполнены согласовано общие вентильные отверстия 8_m.1n и 8_m.2n, расположенные по разные стороны лент 7_m в секциях 3_m.n, допускающие при их открытии переток жидкости между соседними корпусами.

Устройство работает следующим образом. В емкости каждой секции 3_m.n, разделенной лентой 7_m, дополна заливается вязкая несжимаемая жидкость, например, глицерин. Затем ленты 7_m разнонаправленно с усилием сокращают свою длину в корпусах 1_m с верхними крышками 2_1m и с нижними доньями 2_2m до останова, перемещая подвижные перегородки 4_m.n в их вертикальных пазах 5_m.1n и 5_m.2n, воспринимающие усилия через пазы 6_m.n для нерастяжимых лент 7_m. Сглаживание резких перепадов высот между соседними лентами 7_m, аппроксимирующими цилиндрическую поверхность, обеспечивается ручным перераспределением жидкости через вентили 8_m.1n и 8_m.2n, в крышках 2_1m и доньях 2_2m в объемы секций 3_m.n, разделенные лентами 7_m. Точность представления улучшается при уменьшении ширины ленты и увеличении числа элементов линейки. Новизна предлагаемого изобретения обусловлена оригинальностью использования замкнутых полидуг для формирования сечений, ограниченных в ортогональной плоскости относительно оси цилиндра замкнутых масштабируемых моделей рельефа, в научно-исследовательских работах Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН.

Источники информации

1. УСТРОЙСТВО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЗАМКНУТОЙ ПОЛИДУГИ. ЗАЯВКА НА ИЗОБРЕТЕНИЕ 2012123470/12, 04.06.2012 Дата публикации заявки 10.12.2013 бюлл. N 34.

2. Ким П.А. Полидуга как элемент конструирования профилей масштабируемой модели рельефа. Тр. Межд. научн. конгр. "ГЕО-Сибирь-2007", Новосибирск, Россия, т. 3 с. 188-192. 5 стр.

Устройство моделирования цилиндрической поверхности, состоящее из линейки корпусов, каждый разделенный на герметичные для несжимаемой жидкости секции подвижными перегородками, движущимися в пазах, расположенных в противоположных стенках корпуса, в подвижных перегородках расположены по одному пазу меньшего размера для гибкой только в поперечном направлении ленты, при этом корпус выполнен в форме многоугольного тороидального кольца, образованного внешними и внутренними стенками секций, пазы секций расположены по вершинам внешнего и внутреннего многоугольников, а лента, замкнутая внахлест, обладает пружинными свойствами, стремящимися сократить периметр образуемой ею фигуры, отличающееся тем, что все стенки корпусов, в том числе дно, выполнены прозрачными, а в стыкуемых доньях и крышках следующих корпусов выполнены согласовано вентильные отверстия.

Изобретение относится к учебным моделям по физике. Корпус имеет прозрачную верхнюю крышку и выполнен в форме многоугольного тороидального кольца.

Устройство моделирования поверхности полидугами // 2524882

Изобретение относится к учебным пособиям по физике и математике в высших и средних заведениях. Устройство моделирования поверхности полидугами состоит из линейки корпусов.

Универсальный блок наращивания полидуги // 2523988

Изобретение относится к учебным пособиям по физике и математике в высших и средних заведениях. Универсальный блок наращивания полидуги имеет сочленения для стыковки под различными углами с блоками разных размеров с образованием цепочки блоков, объединенных общей прозрачной крышкой, и разделенных на секции для несжимаемой жидкости подвижными перегородками, размещенными с возможностью движения в вертикальных пазах параллельных стенок блоков.

Устройство для моделирования цунами, вызванное падением метеорита в водную среду, с целью прогнозирования количества медико-санитарных потерь среди населения // 2462760

Изобретение относится к технике для моделирования физических процессов и природных явлений. .

Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого ракетного топлива в баках отделяющейся части ступени ракеты-носителя и устройство для его реализации // 2461890

Изобретение относится к моделированию процессов газификации остатков жидкого топлива в баках отделяющихся частей ступени ракет-носителей. .

Устройство для обучения и игры // 2412488

Изобретение относится к устройствам, которые могут быть использованы в качестве наглядного пособия при обучении особенностям движения тел под действием внешних сил и в качестве игры.

Лабораторная баня для ученического эксперимента // 2408080

Изобретение относится к проведению лабораторных опытов и практических работ по химии. .

Система оценивания точности определения параметров движения исз // 2391265

Изобретение относится к технике формирования траекторных измерений, определения параметров движения ИСЗ по этим измерениям и оценки точности этого определения на мерном интервале.

Устройство для моделирования интерорецепторного термического ожогового шока нехирургическим путем в остром эксперименте у мелких лабораторных животных // 2389081

Изобретение относится к экспериментальной медицине. .

Способ моделирования катастроф, вызванных падением метеоритов // 2388061

Изобретение относится к технике моделирования физических процессов и природных явлений. .

Способ транзиторного множественного забора с последующей реплантацией органов брюшной полости и забрюшинного пространства при их мультиорганном поражении опухолевым процессом в эксперименте // 2601100

Изобретение относится к области медицины, хирургии. Выполняют транзиторный забор комплекса органов брюшной полости и забрюшинного пространства путем эвисцерации с реплантацией в эксперименте на модели больного. После вскрытия брюшной полости устанавливают временные подмышечно-бедренные артериальный и венозный шунты. Изымают комплекс и осуществляют холодовой перфузионный арест органов. Располагают комплекс на операционном столе. Моделируют оперативное лечение органов-мишеней, после чего снимают временные шунты, реплантируют комплекс органов брюшной полости. Выполняют реплантацию, восстанавливая артериальное и венозное кровообращение и целостность пересеченных анатомических структур. Способ обеспечивает возможность моделирования трансплантации, оперативного вмешательства, пригодность органов брюшной полости и забрюшинного пространства для последующего использования. 1 пр.

Способ применения стационарного стереоскопического бинокуляра // 2602758

Предложенное техническое решение относится к стационарным демонстрационным стендам и может быть использовано для интерактивной визуализации моделируемого пространства. Техническим результатом изобретения является упрощение управления наблюдением создаваемого стереоскопического изображения моделируемого пространства за счет обеспечения централизованного управления передвижением точки обзора (положением глаз наблюдателя) в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также углом обзора путем изменения положения стереоскопического бинокуляра, закрепленного на стационарном основании, в реальном пространстве. Технический результат достигается тем, что способ формирования моделируемого пространства характеризуется тем, что формируют базовую систему координат для заданной области реального пространства относительно стационарной точки установки основания стереоскопического бинокуляра, формируют образы моделируемого пространства в электронно-вычислительном устройстве, задают положение образов моделируемого пространства относительно базовой системы координат, отображают образы моделируемого пространства на экране, который оптически связан с окулярами стереоскопического бинокуляра, закрепленного на стационарном основании, с обеспечением жесткой привязки образов моделируемого пространства к базовой системе координат реального пространства, при этом управление положением точки обзора в горизонтальной и вертикальной плоскости, а также углом обзора моделируемого пространства осуществляют с помощью изменения положения стереоскопического бинокуляра, закрепленного на стационарном основании.

Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого компонента ракетного топлива в баках отделяющейся части ступени ракеты-носителя и устройство для его реализации // 2605073

Изобретение относится к ракетно-космической технике, в частности к моделированию процесса газификации неизрасходованных остатков жидких компонентов ракетного топлива в баках отработанной ступени ракеты-носителя (РН). Общий процесс моделирования разбивают на два этапа. На первом этапе определяют химический состав и физико-химические параметры синтезированного теплоносителя (ТН). На втором этапе определяют коэффициенты тепло- и массоотдачи, состав продуктов газификации по времени. Выбор реальных газогенерирующих составов осуществляют из условий максимальной эффективности бортовой системы газификации. Устройство для реализации способа включает в свой состав экспериментальную установку, содержащую поддон для жидкого КРТ, системы подачи ТН и измерения. В устройство дополнительно введены баллоны, содержащие ТН и химически устойчивые газообразные составляющие ТН, соединенные через регулируемые клапаны с коллектором, соединенным с нагревателем, датчики влажности и скорости потока. Техническим результатом изобретения является приближение условий проведения экспериментов к реальным с возможностью использования экспериментальной базы в научных и учебных целях. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Установка для моделирования движения жидкости или газа на электропроводящей бумаге // 2606335

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики. Съемный прямоугольный лист электропроводящей бумаги без выреза или произвольный лист из набора съемных прямоугольных листов электропроводящей бумаги с вырезами по форме поперечного сечения исследуемого тела раздельно установлены на прямоугольном планшете. На вырез в листе электропроводящей бумаги устанавливается соответствующее лекало из набора съемных лекал, изготовленных из диэлектрика с цифровой разметкой по периметру и совпадающих по размеру и форме с соответствующими вырезами на съемных прямоугольных листах электропроводящей бумаги. Съемный прямоугольный лист электропроводящей бумаги прижимается съемными электродами, расположенными на противоположных сторонах прямоугольного листа и соединенными с источником постоянного тока. Измерение потенциалов на электропроводящей бумаге в соответствующих точках цифровой разметки лекала осуществляется вольтметром с большим входным сопротивлением, вводы которого соединены с иглами двойного зонда. Техническим результатом изобретения является моделирование уравнения Бернулли на электропроводящей бумаге. 8 ил.

Универсальный тренажер сурдолога, аудиолога // 2615686

Заявленное изобретение относится к области тренировочных комплексов, предназначенных для обучения теоретическим вопросам аудиологии и сурдологии, отработки навыков применительно к конкретным типам аудиологического оборудования, а также для получения навыков работы с реальным пациентом. Техническим результатом является повышение качества обучения. Заявленный результат достигается за счет универсального тренажера сурдолога, аудиолога (далее УТСА), представляющего аппаратно-программный комплекс, содержащий объединенные посредством шины данных процессорный блок, блок памяти, интерфейсы ввода/вывода, устройства ввода/вывода, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно устройство ввода/вывода представляется собой сенсорный дисплей и УТСА дополнительно содержит соединенные с блоком памяти: блок базы знаний по заболеваниям и потерям слуха, блок базы имитаторов аудиологического оборудования, выполненного с возможностью генерирования виртуального имитатора аудиологического оборудования, выбранного пользователем, и блок практического освоения процедур взаимодействия с имитаторами аудиологического оборудования, выполненного с возможностью виртуальной имитации работы выбранного пользователем аудиологического оборудования, и выбора режима взаимодействия с имитатором аудиологического оборудования. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ сборки электрической цепи // 2621442

Использование: для проведения лабораторных работ и демонстрационных опытов по электротехнике. Сущность изобретения заключается в том, что на монтажную плату наклеены неодимовые магниты, являющиеся контактными площадками, на которые устанавливают контакты радиоэлементов, выполненные из стальной проволоки. Технический результат: обеспечение возможности отсутствия падения напряжения в цепи, простоты монтажа и демонтажа цепи с сокращением времени на осуществление вышеуказанных мероприятий до 4-20 секунд. 2 ил.

Учебная модель "квантовый контур" // 2624588

Изобретение относится к учебным моделям, в частности, к учебным моделям для демонстрации пространственных и энергетических связей элементов макро- и микросистем, систем различных информационных уровней. Учебная модель представляет собой физически непрерывный контур, образованный спиральными структурами с четырьмя прикрепленными к ним массами. При этом спиральные структуры выполнены с возможностью упругой деформации, сгиба в центре масс модели и совмещения витков без взаимного зацепления. Техническим результатом изобретения является возможность демонстрации слабых энергетических связей элементов и пространственного распределение указанных связей. 4 ил.

Устройство моделирования квазигиперболы // 2636910

Изобретение относится к области механики и может быть использовано для проведения практикумов по физике и математике в высших и средних учебных заведениях для изучения оптических и проекционных задач пространственной геометрии. Представленное устройство, выполненное на базе известного устройства моделирования полидуги по патенту РФ № 2461891, расширяет его возможности за счет моделирования квазигиперболы, геометрического объекта, обнаруженного в работах Сибирского отделения Российской Академии Наук по моделированию масштабированной модели местности. 3 ил.

Установка для решения третьего уравнения максвелла // 2644098

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики. Установка содержит: первый зонд; потенциометр, соединенный двумя концевыми контактами с источником постоянного тока; прямоугольный планшет; съемный проводник круглого сечения; два прямоугольных электрода; вольтметр с большим входным сопротивлением, первый ввод которого соединен с верхним концом первого зонда, а второй ввод - с минусовой клеммой источника постоянного тока; неподвижную линейку, закрепленную на левой стороне прямоугольного планшета и которая выполняет роль оси ординат системы координат прямоугольного планшета; направляющий шток, установленный на правой стороне прямоугольного планшета, параллельно неподвижной линейке; движок, установленный подвижно на направляющем штоке; подвижная линейка, выполняющая роль оси абсцисс системы координат прямоугольного планшета, один конец которой жестко закреплен на движке, а второй конец ее лежит на неподвижной линейке; ползунок, перемещающийся по подвижной линейке, снабженный риской для отсчета положения первого зонда на подвижной линейке и вертикальным отверстием для нижнего конца первого зонда; первое съемное лекало из диэлектрика, насаженное на съемный проводник круглого сечения, на котором изображены внутреннее и наружное кольца с разметкой и отверстиями. На прямоугольный планшет уложен квадратный лист электропроводящей бумаги, а на нем установлен съемный проводник круглого сечения и упругая стойка, на которой верхним концом закреплен второй зонд. Для выбора требуемого режима работы установлены амперметр, первый и второй переключатели на два положения. На квадратном листе электропроводящей бумаги установлено второе съемное лекало из диэлектрика, на котором изображены внутреннее и наружное кольца с разметкой и отверстиями для касания нижним концом первого зонда квадратного листа электропроводящей бумаги. В центре второго съемного лекала из диэлектрика расположен элемент конечно-разностной сетки с нулевым, первым, вторым, третьим и четвертым узлами с отверстиями, при этом второй зонд нижним концом через нулевой узел с отверстием постоянно касается квадратного листа электропроводящей бумаги. Для переноса координат эквипотенциальных линий электрического поля, снимаемых с квадратного листа электропроводящей бумаги, установка содержит квадратный документальный лист из обычной бумаги и систему координат, аналогичную системе координат прямоугольного планшета. 2 ил.

Установка для решения четвёртого уравнения максвелла // 2644099

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики. Установка содержит измеритель разности фаз, планшет, на котором установлена неподвижная катушка индуктивности, подключенная к генератору переменного тока, и подвижная катушка индуктивности, подключенная к измерителю ЭДС. Подвижная катушка индуктивности снабжена штырем, установленным перпендикулярно ее оси и планшету, выводы катушки соединены с первыми вводами измерителя разности фаз. На планшете изображен контур обхода в виде окружности, в центре которой расположена неподвижная катушка индуктивности, при этом контур обхода разбит на четное число интервалов, кратное четырем, и в средних точках интервалов сделаны отверстия для штыря подвижной катушки индуктивности. На планшете изображена шкала расстояний, проведенная от центра контура обхода в первую его точку, которая снабжена отверстиями для штыря подвижной катушки индуктивности и разметкой расстояния. На планшете установлена опорная катушка индуктивности со штырем в отверстие рядом с подвижной катушкой индуктивности в окрестности первой точки контура обхода, выводы которой соединены со вторыми вводами измерителя разности фаз. На каждой катушке в торце и параллельно их осям установлены указатели направления катушки. 5 ил.