Механизм для графического интегрирования

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоеетскнкСоциалнстнческнвРеспублнк ф К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 122280 (21) 3215552/18-24 (511 М. Кп.з с присоединением заявки Нов(23) Приоритет -О 06 С 3/08 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий,(54) МЕХАНИЗМ ДЛЯ ГРАФИЧЕСКОГО ИНТЕГРИРОВАНИЯ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при графическом интегрировании и дифференцировании уравнений вида: Ю( Х ) , а также для обработкиинформации, поступающей в виде графиков, например, кривых автоматическойзаписи и механизации вычисления интегралов и дифференциалов функций,заданных в виде кривых.Наиболее близким к изобретению является интегрирующий механизм, содержащий планшет и укрепленную на немпервую направляющую с первой кареткой,которая движется по направляющей спомощью ножевого колеса, которое вращается вокруг оси второй каретки,движущейся по второй направляющей, перпендикулярной первой направляющей,третью каретку, которая движется повторой каретке параллельно первой направляющей, кулису, связанную шарнирно с щэжевым колесом и третьей кареткой 1,Недостатками известных механизмовявляются сложность конструкции, неудобство в эксплуатации и невозможность изменения масштаба решения задач без изменения масштаба заданнойфункции. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение удобства в эксплуатации, а также обеспечение возможности изменения масштаба решения задач. Поставленная цель достигается тем,что в устройство, содержащее планшет 10 и укрепленную на нем по оси У первуюнаправляющую с первой кареткой, накоторой перпендикулярно первой направляющей неподвижно закреплена вторая направляющая с второй кареткой,при этом на второй каретке закРепленобводной штифт и третья направляющая,перпендикулярно второй направляющей,с третьей кареткой, на которой закреплен второй обводной штифт и шарнирно закреплено ножевое колесо, связанное с направляющим звеном, дополнительно введены параллелограммныймеханизм, направлякщее звено, направляющая втулка и кулиса, причемнаправляющее звено посредством параллелограммного механизма связано снаправляющей втулкой, установленнойшарнирно на планшете на осислеваот начала координат, через направляющую втулку пропущена кулиса, шарнирно связанная с первой кареткой.при д Х - О уЬ и уф = р УаХРо1.Рассмотрим принцип действия предлагаемого механизма.Пусть задана графически некая функция у =Ях),При обводе заданной кривой обводным штифтом 19 ножевое колесо 11 всевремя проворачивается, оставаясь параллельным кулисе 18 и вращаясь относительно оси 10, описывает интегральную кривую, обводной штифт 20 очерчивает кривую идентичной кривой, описываемой ножевым колесом.При обводе заданной криной обнодным штифтом 20, обводной штифт 19(фиг.1), Пунктиром на фиг.1 показаноножевое колесо в нескольких положениях при интегрировании,Таким образом, предлагаемый механизм лишен недостатков известного,так как передвигаются по оси Х только две каретки с направляющей, и параллелограммный механизм, причем осьвращения Ножевого колеса не меняетсвоего положения относительно управляемой им каретки. Кроме того, меняярасстояние, мы получаем возможность менять масштаб построения искомой функции, не меняя масштаба заданной для получения необходимой точности. формула изобретенйя На фиг,1 изображена схема механизма вид в плане; на фиг.2 - пояснение метода графического интегрирования.Механизм (фиг.1) содержит планшет 1,на котором неподвижно расположена первая направляющая 2 с первой карет кой 3, на каретке 3 неподвижно установлена вторая направляющая 4, пер" пендикулярн 0 первой направлякщей, с второй кареткой 5, на которой неподвижно установлена третья напран ляющая 6, перпендикулярно второй направлякщей 4, с третьей кареткой 7, связанной шарнирно с направляющим звеном 8 параллелограммного ме" ханиэма, на котором с помощью обоймы 15 9, снабженной осью 10, перпендикулярной звену 8, установлено ножевое колесо 11. Параллелограммный механизм, состоящий из звеньев 8,12,13,14,15 и 16 шарнирно связан с помощью звеньев 20 15 и 16 с направляющей втулкой 17, устанонленной шарнирно на планшете на продолжении оси Х на некотором расстоянии Р от начала координат. Первая каретка 3 шарнирно связана с кулисой 18, образующей поступательную пару с направляющей втулкой 17Снизу к каретке 5 и 7 закреплены неподвижно обводные штифты 19 и 20.Предлагаемый интегрирующий механизм разработан на основе метода графического интегрирования. Этот метод основан на применении интегрирования по способу конечных разностей. Согласно этому методу заданную функцию разбивают на ряд интервалов конечной длины по изиенению независимого переменного. В пределах одного интервала, обозначенного ЬХ, значение функциипринимают постоянным и равным ее среднему значению Ч р, т.е. площадку 40 под элементом кривой заменяют площадью равновеликого прямоугольника (фиг.2).Разбивая ось абсцисс на некоторое число произвольных отрезков ЬХ и выбираем на продолжении оси Х некоторую точку М, находящуюся на расстоянии у от начала координат, затем проводя через средние значения функции на каждом интервале линии параллельные оси У до пересечения с осью Х соединим полученные точки с точкой М, получаем лучи МА; МА и т.д.Затем на графике, начиная с нулевой точки, последовательно на каждом интервале проводя лучи параллельные лучам МА, МА 1 и т.д. получаем кривую, заданную в виде отрезков прямых линий, при этом оказывается, что+яи )" р- (У 1 ср+Утср+4 Уиср) 65 Механизм для графического интегрирования, содержащий планшет и укрепленную на нем по оси У первую направляющую с первой кареткой, на которой перпендикулярно первой направляющей неподвижно закреплена нторая направляющая с нторой кареткой, при этомна второй каретке закреплен обводнойштифт и третья направляющая, перпендикулярно второй направляющей, с третьей кареткой, на которой закрепленвторой обводной штифт и шарнирно закреплено ножевое колесо, связанное снаправляющим звеном, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения удобстван эксплуатации, а также обеспечениявоэможности изменения масштаба решения задач, он содержит параллелограммный механизм, направляющее звено,направляющую втулку и кулису, причемнаправляющее звено посредством параллелограммного механизма связано снаправлякщей втулкой, установленнойшарнирно на планшете на оси Х слеваот начала координат, через направляющую втулку пропущена кулиса, шарнирно связанная с первой кареткой.Источники информации,принятые но ннимание при экспертизе1, Артоболевский И,И, Механизмы исовременной технике, том 11, "Наука",М 1971, с.320 (прототип),951324 ВНИИПИ Заказ 5951/5 Тираж 731 Подписное лиал ППП "Патент", Ужгород, ул.Проектная