Механический интегратор

А СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 8 3 08 ИЕ ИЗОБРЕТМУСВИДЕТЕЛЬСТВУ. ОПИСА Н АВТОРСН щена в пазу, а кон соответственно к в нню конуса с винто л и ч а ю щ и й с целью расширения е воэможностей путем можности определен него ариФметическо средней квадратиче при обработке. круг в него введены цил на внутренней позе имеется направляющ поверхность .вызволи чатой рейки, секто и двумя .ролйками, установлен в льматеия. кри п.азут рамы, дополнищий ролики се который подвиж ляющих сектор защелкой,. скре.ным тросиком рукоятка и визир, укрепленные на койце обводного рычага, противоположном креплению.защелкй, зубчатая рейка, которая. расПоложе-., на на.обводном рычаге вдоль его дли. ны, и две.шестерни, насаженные со ответственно на валы конусов веду-щего Фрйкциона.и элемента. связи и сцепленйые с зубчатыми. рейкамн на раме и обводном рычаге, на корпусе закреплены .ролики, на которых раз.-.мещена вторая половина тросикаэлемента, связи с возможностью скреп ления .с кареткой, к которой постоянно прикреплен дойолнительный тросик. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ(54 )(57) МЕКВИЧЕСКИИ ИБЕРР 0 Рсодержащий корпус, снабженный найравляющими, ведущий Фрикцион, которыйразмещен в корпусе и выполнен в видеконуса с.прямолинейной образующей иэластичным покрытием поверхности,ведомый фрикцион, который укрепленв подвижно установленной в направ.ляющих корпуса каретке и выполненв виде подпружиненного кольцеобразного ролика, сонряжейного внутрен-.ней круговой поверхностью с поверхностью конуса ведущего Фрикциона,счетчик оборотов, который укрепленнакаретке,и кинематически соединенс .зубчатым венцом кольцеббразного. ролика, и элемент связи, вцполнен,ный в виде конуса с вйнтовым пазом.на конической поверхности и тросика, половина длины которого разме цы прикрепленыершине и основавым пазом, о тя тем,что,с го Функциональных обеспечения воз-ня площади, сред-го значения и ской погрешности овых диаграмм, индрическая рама, рхности .которой ий паз, а внешняя ена в вИде зубр с направляющими который подвижно цилиндрической .,:. Е ельный.тросик, огибаю.тора, обводной рычаг, но .размещен в направи снабжен на торце., пленной е дополнительИзобретение относится к вычисли=- тельной и измерительной технике,предназначено для вычисления площади фигур произвольного очертания,а также для обработки круговых диаграмм, включая вычисление среднего5арифметического значения и средней квадратической погрешности, иможет найти применение в устройствах,где интегрирование ведется с помощью механических средств. 0Известен планиметр, содержащий;цилиндрический корпус с направляющими, установленный в корпусе свозможностью вращения.и поворотавокруг оси цилиндра конус с параболической образующей, взаимодействующий с корпусом посредством фрикционного сцепления колеса, посаженно.го на валу конуса, с лимбом корпуса, а также контактирующий с конусом 0обводной рычаг и счетный механизм 1,Недостатком данного устройстваявляется то, что в нем не обеспечивается надежная сцепляемость интегриРующего ролика с боковой поверхностью конуса. Ролик пробуксовываети это снижает точность результатовизмерения. Снизить пробуксовки засчет более плотного прижатия фрикционов нельзя по той причине, чтоневозможно будет передвигать роликсчетного механизма вдоль своей оси.Кроме того, с помощью известногоустройства невозможно вести обработку круговых диаграмм, например, дляопределения среднего арифметического 35значения по нанесений на графикеинформации. Вызвано это тем, что ролик счетного механизма из-за параболической формы образующей конусабудет фиксировать Величины, пропорциональные не отрезкам дуг действительных радиусов, а квадратам этихРадиусов,Известны также устройства, предназначенные для вычисления интегра"лов от функцийд 9), заданных в полярной системе координат, обеспечивающие получение средней арифметической величины при обработке круговыхдиаграмм. Названные устройства содержат обводной рычаг с прорезьюи визиром, входящий в прорезь штифт,а также счетный механизм 2 .Недостатком указанных устройствявляется то, что ими невозможноопределять такие показатели, какплощадь контура, а также среднююквадратическую погрешность при обработке круговых диаграмм, Объясняется это тем, что интегрирующий ролик при взаимодействии с плоскос- . 60тью чертежа в период обводки всегдабудет прокручиваться на величину,пропорциональную значению текущегорадиуса, а для получения нужныхпоказателей требуются обороты счет 1 65 його механизма, пропорциональные квадрату текущих радиусов. Кроме того, из-за слабого фрикционного сцепления интегрирующего ролика с плоскостью бумаги неизбежнЫ пробуксовки, что отрицательно сказывается на точности получаемых результатов.Наиболее близким к предлагаемому является интегратор, содержащий корпус с направляющими, на которых уста новлена подвижная каретка, ведущий фрикцион, выполненный в виде конуса с прямолинейной образующей и эластичным покрытием, который укреплен в корпусе и кинематически связан с осью одного из двух барабанов, установленных на подпружиненных рычагах, ведомый фрикцион, выполненный в виде сборного кольцеобразного ролика, укрепленный на каретке и кинематически связанный со счетчиком, а также элемент связи, выполненный в виде подпружиненного усеченного конуса с винтовым пазом на его поверхности, в котором навстречу один другому намотаны два тросика, одни концы которых закреплены соответственно у основания и вершины конуса с пазом, противоположные закреплены на каретке, а вал усеченного конуса имеет кинематическую связь с осями барабанов 3 .Однако известным интегратором невозможно определить площади, а также среднее арифметическое значение и среднюю квадратическую погрешность: при обработке круговых диаграмм.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности определения площади, среднего арифметического значения и средней квадратической погрешности при обработке круговых диаграмм. Поставленная цель достигается тем, что механический интегратор, содержащий корпус, снабженный направляющими, ведущий.фрикцион, который размещен в корпусе и выполнен в виде конуса с прямолинейной образующей и эластичным покрытием поверхности, ведомый фрикцион, который укрепЛен в подвижно установленной в направляющих корпуса каретке и выполнен в виде подпружиненного кольцеобразного ролика, сопряженного внутренней круговой поверхностью с поверхностью конуса ведущего фрикциона, счетчик оборотов, который укреплен на каретке и кинематически соединен с зубчатым венцом кольцеобразного ролика, и элемент связи, выполненный в виде конуса с винтовым пазом на конической поверхности и тросика, половина длины которого размещена в пазу, аконцы прикреплены соответственнок вершине и основанию конуса с вин-товым пазом, дополнительно содержитцилиндрическую раму, на внутреннейповерхности которой имеется направляющий паз, а внешняя поверхность5выполнена в виде зубчатой рейки,сектор с направляющими. и двумя роликами, который подвижно установлен в пазу цилиндрической рамы, дополнительный уросик, огибающий ролики сектбра, обводной рычаг, который подвижно размещен в направляющих сектора и снабжен на торцескрепленной с дополнительным троси-ком защелкой, рукоятку и визир, 15.укрепленные .на конце обводного рычага,противоположной. креплению защелки,зубчатую рейку которая расположенана обводном рычаге вдоль его длины,и две шестерни, насаженные соответственно на валы конусовведущего Фрикциона и элемента связи и сцепленные сзубчатыми рейками на раме и обводномрычаге, на корпусе закреплены ролики:на которых размещена вторая половинатросика элемента связи с возможностьюскрепления с кареткой, к которой постоянно прикреплен дополнительный тросик,На фиг.1 изображен механическийинтегратор, общий вид; на фиг.2разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - сборный кольцеобразный ролик..Интегратор содержит цилиндрическукраму 1 .с направляющими 2 и зубчатойрейкой 3, сектор 4 с прикрепленнымик нему роликами 5 и направляющими 6, .которые ориентированы вдоль диаметрацилиндрической рамы. На секторе установлен корпус 7 с направляющими 8.На корпусе 7 закреплен е возможностью вращения конус 9 с прямолинейной образующей и эластичным покрытием;а на его вал 10 насажена шестерня11, которая взаимодействует с зубчатойрейкой 3 на раме 1. На направляющих8 корпуса 7 подвижно размещена каретка 12, на которой установлен подпружиненный сборный кольцеобразный обкатиый ролик 13, состоящий из набораболее мелкихроликов 14 фиг,3) На 5 Окорпусе 7 (фиг.1) укреплен также эле-.мент связи, выполненный в виде конуса 15 с винтовым пазом 16 на егоповерхности, роликов 17, а также тросика 18, прикрепленного одним концомк вершине конуса 15, другим - к основанию того же конуса, причем половина его длинынамотана в пазу 16 кону-са 15 виткамй навстречу один другому,а вторая половина тросика 18 огибаетролики 17 на корпусе 7. Тросик 18 60может скрепляться с кареткой 12 фиксаторами 19 и 20. На валу конуса 15закреплена шестерня (не показана)входящая в зацепление с зубчатой рей.кой 21 на рычаге 22. Сам конус 15 65% тоже скрепляетсяс валом с помощью закрепительного винта (не показано). Обводной рычаг 22 размещен в направляющих 6 сектора 4. и содержит визир 23, рукоятку 24, и на передней части защелку 25 для скрепления с тросиком 26, огибающим ролики 5, Каретка 12 несет .на себе счетчик 27 оборотов, взаимодействующий с зубчатым венцом 28 кольцеобразного ролика 13. На направляющих б сектора 4 посажена игла 29, Фиксирующая центр круга рамы.Интегратор работает следующим образом.Вычисление площадей.Размещают интегратор на чертеж,добиваясь слияния иглы 29 центра рамы с центром диаграммы. Ослабив защелку 25, а также. фиксаторы 19 и 20, перемещают ближе к основанию конуса 9 обкатный ролик 13 - в точку Д исходнощ го положения. Затем, ослабив, закрепительный винт конуса 15, вращением последнего добиваются перемещения точки размотки-намотки тросика 18 на исходную точку у основания конуса 15. В это же время перемещают и обводной рычаг по радиусу,от центракруга до тех пор, пока исходная риска на нем (вблизи защелки 25) не сравняется с вершиной конуса 9 (или центром круга рамы). После этого скрепляют каретку 12 с тросиком 18 при помощи Фиксатора 20, скрепляют также конус 15 с его валом при помощи закрепительного винта. Далее выводят визир 23 на исходную точку, взятую на линию контура, сбрасывают отсчеты и начинают обводку контура на диаграмме, Когда обводка замкнутого контура будет закончена,на счетчике 27 читают результат, равный численно удвоенной площади.обрабаты ваемого контура.В период обводки контура поворот обводного рычага 22 вокруг оси 29 рамы ведет к прокручиванию конуса 9, который при этом проталкивает (т.е. заставляет вращаться) кольцеобразный ролик 13, связанный со счетчиком 27. Угол поворота кольцеобразного ролика 13 зависит не только от угла поворо-. та конуса 9, но и от угла при его вершине, а также от точки контактирования фрикционов, т.е. от передаточного числа.Перемещение кольцеобразного ролика 13 вдоль образующей конуса.9.обес. печивается с помощью тросика 18, со вершающего движение (перематывание) в период вращения конуса 15 с пазом аа его конической поверхности. Угол поворота конуса 15 всегда пропорционален длине того отрезка, на который перемещается обводной рычаг 22 по радиусу, однако длина отрезка конической спирали, т.е. тросика 18, который совершит размотку-намотку, будетдиаграммы. Ослабляют фиксаторы 19 и 20, а также защелку 25. Далее совмещают положение каретки 12 с рискойна корпусе, фиксирующей второе исходное положение например, 3 см от риски вершины конуса 9. После этого устанавливают в исходное положение ,обводной рычаг 22, Для этого добивают ся того, чтобы расстояние от центра визира 23 до вершины конуса 9 было . равно принятому расстоянию (в нашем примере 3 см 1. Затем закрепляют за- щелку 25, т,е. скрепляют. обводной: рычаг 22 с дополнительным тросиком 26, и выводят центр визира 23 на исходную точку, взятую на диаграмме, 15 и, сбросив отсчеты на счетчике 27, начинают обводку контура. По завер- шении обводки замкнутого контура получают на,счетчике 27 суммарную длину ркружности, а разделив этот 2 О отсчет на 2 Г, получают среднеарифметический радиус, т.е. среднее ариФ. метическое значение того переменного показателя, который зафиксирован на диаграмме за .какой-то цикл 75 наблюдений принятый. за 2 Г , например одни сутки. В процессе работы интегратораобводной рычаг 22 может перемещаться вдоль диаметра цилиндрической рамы 1, подталкивая кольцеобразный ролик 13. При этом конус 9 не будет вращаться, а лишь меняется точка контактирования фрикционов, т,е,. изменяется передаточное число. Обводной рычаг 22 может вместе с сектором 4 и корпусом 7 также поворачиваться вокруг оси цилиндрической рамы 1, чго,в результате взаимо- . действия шестерни на валу конуса 9 40 с зубчатой рейкой 3 на цилиндрической раме 1, ведет к прокручиванию ведущего фрикциона, например, эдин оборот конуса 9 от перемещения рычага 22 по кругу . на один радиан, 45Если на диаграмме обводить полный круг радиуса 100 мм, то конус 9 с двойным углом при вершине 2 Ы=-1800 б, имея длину окружности в точке контактирования фрикционов 100 мм и; сделав 6,2832 оборота, протолкнет кольцеобразный ролик 13 на величину 628,32 мм, .т.ена отрезок, равный длине окружности с таким же радиусом. Такие же результаты будем. иметь при контактировании фрикционов в любой другой точке, т,е. нри обмере кругов с любым радиусом. Когда же совершается обводка контура с неодинаковым радиусом на различных участках, т.е. не на круге, интегратор суммирует отрезки дуг и .выдает сборную длину окружности. Для получения среднего арифметического значения достаточно результат на счетчике разделить на 2 Ж передаточные числа связи 65 фрикционов, а также кольцеобразиого:ролика 13 и счетчика 27 подобранытак, что .обеспечивается это 1.Вычисление средней квадратическойпогрешности.По вычисленному результату .средней арифметической величины, т.е. сред-. нему радиусу, прочеркивают на диаграмме круг. После этого выводят визирна исходную точку, взятую на прочерченном круге, Отпустив защелку 25 на обводном рычаге 22, а также закрепительный винт конуса 15, перемещают Кольцеобразный ролик 13на уровень;:вершины конуса 9 ведущегоФрикциона;, Далее добиваются того,чтобы тоЧкаразмотки-намотки тросика 18 находилась на вершине конуса15, После этого закрепляют конус15 на его валу, а также скрепляюттросик 18 с одним из фиксаторов накаретке 12 (иаПример, 20. Сбросивпоказания на четчике 27, начинаютобводку линии. того контура который оказался в наружнбй части отпрочерченного круга. Когда чертатакого контура на диаграмме нроходит внутрь от линии прочерченного круга, обводку продолжают вести по линиикруга. По завершении обводки, т.е. по возвращении в исходную точку, на счетчике 27 читают готовый результат. Он включает в себя сумму квадратов положительных отклоненийот средней арифметической величины, умноженную на 2 Г . Установив центр визира 23 в исходной точке на прочерченном круге, отпускают фиксатор20 и включают фиксатор 19. Далееделают обводку того контура, которыйразмещается внутрь от линии прочерченного круга. По окончании обводкиполучают результат, равный сумме квадратов отрицательных отклонений, умноженной на 2 Г, Для .получения средней квадратичной погрешности надо оба результата сложить, разделить на 2%-1, а затем извлечь корень квадратный, т.е. выполнить расчет,./ П СММЗЮС-"В период обводки контура при перемещении рычага 22 по радиусу прокручивается конус 15, в результате че-. го происходит перемотка тросика 18, один конец его наматывается, а другой разматывается. каретка 12, будучи скрепленной с тросиком 18, тоже начнет движение, Когда каретка 12 и тросик 18 скреплены фиксатором 20, происходит удаление каретки 12 от вершины конуса 9 при перемещении обводного рычага 22 наружу от линии прочерченного круга, а когда скреп- ление сделано фиксатором 19-такое удаление (т.е. опять .от веригины к основанию конуса каретки 12 сака И 1303 лиал ПП ент", г. од, ул ктна 7/52 Тираж 7 И Государственног делам изобретений 5, Москва, Ж,Подписноемитета СССРоткрытийская наб.,д. 4/5