Устройство для демонстрации пересечения геометрических тел

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3/04 ЕНИЯ ЕТЕЛ ЬСТВУ У К АВТ юл. %16 политехнич комсомола иинститут им, ской соци ский институт Киевский пол-летия Вели- листической. 0 09 В 23/04, 1982,(57) Изобретение обучения, а именн пособиям, моделя емым при изучени рии. Устройство по линию пересечени ских объектов, В у средствам наглядным , применяотносится ко к учебнымм и приборами проекционзволяет демоя различныхстройстве для ной геометстрировать геометриче- демонстраИзобретение обучения, а именн пособиям, моделям мым при изучении носится к средствам к учебным, наглядным приборам, применяепроекционной геометГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗО(56) АвторскоеМ 1064291, кл 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИ ЕРЕСЕЧЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ТЕЛ Известен прибор для демонстрации образования плоских сечений поверхностей, содержащий набор объектов, имитирующих поверхности, и имитатор секущей плоскости, включающий гибкий кронштейн, источник света и светонепроницаемый кожух с прямолинейной щелью.Основной недостаток этого прибора заключается в невозможности демонстрации.,Ж 1730656 А ции геометрических объектов и линии их взаимного пересечения, содержащем корпус, двигатель, соединенный с проволочным контуром, источник света со светонепроницаемой заслонкой, имеющей окно, последнее выполнено в виде геометрических фигур различной формы, а динамически уравновешенный проволочный контур с улучшенными светоотражающими свойствами закреплен на оси, проходящей через подшипниковые узлы, установленные в горизонтальных полках С-образной стойки, жестко прикрепленной к крышке корпуса и расположенной за указанной осью параллельно световому потоку, создаваемому источником света, Кроме того, проволочный контур снабжен светоотражающими элементами и выполнен в виде половины симметричной фигуры, уравновешенной противовесом, причем крышка корпуса шарнирно закреплена к корпусу, габариты которого превышают габариты С-образной стойки и оси, 2 з,п,ф-лы, 6 ил,линий взаимного пересечения различных Ц геометрических тел (например, конуса с цилиндром, гранных поверхностей с телами вращения и т.п.). Данный прибор недостаточно нагляден, не обеспечивает высокого качества изображения и не пригоден для работы в условиях незатемнен ного помещения.Цель изобретения - повышение наглядности, Для этого в устройстве для де-. монстрации пересечения геометрических тел, содержащем имитатор одного из тел, выполненный в виде вращающегося проволочного контура, форма которого соответствует форме сечения этого тела осевой плоскостью, и имитатор пересекающегося его объекта в виде светового потока, направленного на имитатор первого тела от проекционной системы с диафрагмой, проволочный контур выполнен с расположенными на нем элементами сосветоотражающей поверхностью, а на оси вращения установлен противовес с моментом инерции, равным моменту инерции контура,Кроме того, светоотражающая поверхность выполнена в виде нанесенных на контур шариков.Светоотражающая поверхность может быть выполнена также в виде обвивающего контур светоотражающего волокна.На фиг,1 показана общая схема устройства; на фиг.2 - узел крепления и вращения проволочного контура; на фиг,3 - сечение А - А на фиг.2; на фиг.4 - примеры различных форм окна в светонепроницаемой заслонке;. на фиг,5 - примеры форм проволочных контуров; на фиг.6 - варианты формирования внешней поверхности проволочных контуров с повышенной светоотражающей способностью.Устройство содержит источник 1 света со светонепроницаемой заслонкой 2, имеющей окно 3, проволочный контур 4 и противовес 5, установленные на оси 6, проходящей через подшипниковые узлы 7, 8, закрепленные в горизонтальных полках С-образной стойки 9, неподвижно связанной нижней полкой с крышкой 10, соединенной шарниром 11 и зажимом 12 с корпусом 13. К крышке 10 посредством кронштейна 14 закреплен двигатель 15, вал которого через муфту 16 соединен с осью 6, фиксируемой от перемещения в вертикальном направлении крышкой 17. На внешней поверхности проволочного контура 4 нанесены светоотражающие элементы 18 или 19, а сам контур неподвижно закреплен на оси 6 с помощью фиксаторов 20, 21,Устройство работает следующим образом.При вращении проволочного контура 4 образуется определенная поверхность вращения, форма которой зависит от формы контура. Включение источника 1 света сопровождается образованием светового геометрического объекта, форма которого определяется формой окна в светонепроницаемой заслонке 2 (или слайде). Так, при окне треугольной формы образуется трехгранная призма, при круглом окне - цилиндр. При этом световой поток, имитирующий определенное геометрическое тело (цилиндр, гранную поверхность и др,) или плоскость направляется на поверхностьвращения, образованную быстро вращающимся контуром 4, и наблюдается линия их взаимного пересечения.Для улучшения видимости в условиях незатемненного помещения на внешней поверхности проволочного контура 4 могут быть нанесены шарики 18 или намотано светоотражающее волокно 19. В обоих случаях эффект улучшается при наличии светоотрагальваническим покрытием) на элементах 18, 19. При таком выполнении контура 4 формируется мощное световое отражение, передающееся в различных направлениях, что улучшает наблюдение линий взаимного пересечения различных геометрических объектов из любой точки аудитории.Выполнение проволочного контура 4 в виде половины симметричной фигуры также улучшает качество изображения, поскольку позволяет очень четко имитировать поверхность вращения, что практически невозможно при выполнении контура в виде целой фигуры, Последнее связано с тем, что 15 20 при изготовлении целой фигуры всегда будут неточности и одна ее половина окажется несколько несимметричной другой, а при вращении приведет к размыванию изображаемой поверхности. 25 30 Повышению четкости изображения поверхности вращения способствует и установки оси 6 в подшипниковых узлах 7, 8, что позволяет избавиться от консольного крепления проволочного контура 4 и размытости иэображения. При этом С-образная стойка 9 не накладывается на изображение поверхности вращения, так как находится за осью 6 и постоянно закрыта ею от светового потока. 35 Выполнение проволочного контура 4 в виде половины симметричной фигуры при вращении вызывает динамическую неуравновешенность устройства и повышает нагрузки в подшипниковых узлах 7, 8, С целью 40 исключения этого явления на оси 6 установлен противовес 5. Замена проволочного контура 4 контуром другой формы осуществляется при отпущенныхх фиксаторах 20, 21. В дальнейшем на ось 6 устанавливается и фиксируется проволочный контур требуемой формы,Замена светонепроницаемой заслонки 2 с окном одной формы на аналогичную заслонку с окном другой формы осуществляется снятием с объектива одной и установки другой заслонки (или слайда).При хранении и переноске данного устройства могут возникнуть определенные трудности из-за его габаритов, Поэтому 50 55 10 жающей поверхности (полированной или с1730656 г,крышка 10 корпуса 13 выполнена откидной, что позволяет в нерабочем положении укладывать отсоединенную от крышки 10 С-образную стойку 9, ось 6, а также все светонепроницаемые заслонки 2 и проволочные контуры 4 в корпус 13, превращая таким образом последний в кейс для размещения, хранения и переноса элементов устройства. За счет этого достигается портативность данного устройства.Применение предложенного устройства существенно улучшает наглядность учебного процесса, повышает эффективность и снижаетсроки усвоения изучаемого материала, способствует более глубокому пониманию решаемых задач и тверческому отношению студентов к процессу обучения.Формула изобретения 1. Устройство для демонстрации пересечения геометрических тел, содержащее имитатор одного из тел, выполненный в виеде вращающегося проволочного контура,форма которого соответствует форме сечения этого тела осевой плоскостью, и имитатор пересекающего егообъекта в виде5 светового потока, направленного на имитатор первого тела от проекционной системыс диафрагмой, отл и ч а ю щеес я тем, что,с целью повышения наглядности, проволочный контур выполнен с расположенными на10 нем элементами со светоотражающей поверхностью, а на оси вращения установленпротивовес с моментом инерции, равныммоменту инерции контура.2. Устройство по п.1, отл и ч а ю ще е 15 с я тем, что светоотражающая поверхностьвыполнена в виде нанизанных на контуршариков,3. Устройство по п.1; о т л и ч а ю щ е ес я тем, что светоотражающая поверхность20 выполнена в виде обвивающего контур светоотражающего волокна.1730656 едактор М,Келемеш и ГКНТ СССР из Заказ 1514 ВНИИПИ Го Составитель И,КерницкийТехред М,Моргентал Корректор О.Кундри Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 венно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101