Прибор для вычерчивания кривых второго порядка по пяти геометрическим условиям

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(45) Дата опубликования описания 22.05.76(51) М, Кл. В 431 11/00 Гасударственный номнтет Сооота Мнннстров СССР оо делам нзооретеннй н отхрытнй(71) Заявитель Харьковский институт радиоэлектроники(54) ПРИБОР ДЛЯ ВЫЧЕРЧИВАНИЯ КРИВЫХ ВТОРОГО ПОРЯДКА ПО ПЯТИ ГЕОМЕТРИЧЕСКИМ УСЛСВИЯМ 1Предлагаемый прибор относится к области механизации графических построений и предназначен дпя автоматического вычерчивания кривых второго порядка при задании этих кривых пятью геометрическими условиями (сочетанием точек и касательных), Этот прибор может быть использован в проектных и конструкторских бюро авиа-, судо-, автостроения, в которых проектирование сложных плавных поверхностей производится методом кривых второго порядка, а так же при расчерчивании обводов контуров атърегатов и поперечных сечений на плвзах при изготовлении этих поверхностей на производстве. Прибор может также найти при 15 менение в тех областях науки и техники, где приходится строить гладкие обвсды, состоящие из дуг кривых второго порядка, задаваемых на чертеже одним из вариантов сочетания точек и касательных. 20При проектировании поверхностей метс дом кривых второго порядка приходится 1 строить обводы продольных или поперечныхсечений агрегата, При этом сами обводыппедставляют собой отдельные участки (ду 2ги) различных кривьпбвторого порядка, со-, стыкованных между собой по определенным законам. Отдельные участки кривых при проектировании ЬадаютСя пазличными вари- антам ы пяти геокйтрических условийт тремя точками н двумя касательнымн, двумя точками и тремя касательными и т.д.При проектировании, а также при вычер;чивании этих кривых на глазе при изготавлении, используя из проективной геометрии теоремы Паскаля и Брианшонв, вручную путем определенных геометрических построений наносят дискретно ряд промежуточных точек заданной, кривой, .которые в дальнейшем плавно соединяют посредством гибких инеек или лекал. Эта операция построения кривых непроиэводительна и трудоемка,Известен прибор для вычерчивания кривых второго порядка по пяти геометрическим условиям, который представляет собой шарнирно-рычажную систему с пишущим приспособлением, Этот прибор не, обеспеч- вает вычерчивания участков кривой вблизи заданных начальной и конечной точек, кото3512939 рые имеют значение при разметке загото- пу вок,4,чков 5 и Ь первого порядка в замы 2 вкаюшем цепь соответствий звене триады.Пусть в плоскости чертежа даны дваряда точекии три пучка прямыхЬ, 5 и Ь первою порядка (фиг, 1.,а),Пучки 5. и 5 находятся в проективномсоответствииаЬАа,.) л 5 аЮ 1- )щ ввиду перспективного соответствия рядовЧ и2,л,) ,кс центром перспективы 5Следовательно, прямые 5 А и .ЬА.будут соответственными двух проективных4пучков Ь и Ь и в их пересечениибудет точка А , принадлежащая кривой вто-,рого порядка замыкающая цепь из трех соответствий,Криваяпроходит черезйять точек 51, М ., Я, М, 3 . Еслибы кривая второго порядка была бы задана,на чертеже пятью точками (один иэ вариантов задания кривой фиг. 1, а), то для построения промежуточных точек этой кривойможно использовать аппарат триады, выбравдве точки за центры 51, Ь , три осталь-ных определили бы положение носителей рядовЬ 1 М ) и е М М 1. Центр перспективы 5 определился бы в пересечении прямых 5 М и Ь М . Используя этотаппарат, можно настроится сколько угоднопромежуточных точек кривой ЧВ частном положении элементов триады1 фиг. 1,б), когда ряд 1 проходит черезЬ, а ( - через 5, лучив 5 и 6Ъ 3представляют собой касательные в кривой( в точках 5, и 5 . Это свойство аппаратв триады йоэволяет строить кривуювторого порядка при варианте заданий еегеометрическим сочетанием точек и касательных, Так, если кривая задана тремяточками - начальной 1, промежуточнойМконечной 5, и двумя касательнымиФ ифиг, 1, б), то элементы аппарата триады определяться таким образом, 1 Лучи 5 А и 5 А 1 будут соответственными и в их г.ресечении, следовательно, точкаАбудет принадлежать кривой второго порядка,Цель изобретения - обеспечение механического и непрерывного вычерчивания участка кривой второго порядка, заданного одним иэ вариантов пяти геометрических условий,Это достигается тем, что шарнирно-ры,чажная система предлагаемого прибора содержит задающее и отрабатываюшее устройства, Задающее устройство состоит иэ шарнирного параллелограмма с двумя тройными каретками, установленными по одной на его параллельных планках, двух неподвижных и двух поворотных линеекпопарно пересекаюшихся и связанных в точке пересечения с соответствующей тройной кареткой, Отрабатываюшее устройство имеет две поворотные линейки, связанные между собой двойной кареткой, а пишущее приспособлениефустановлено на этой каретке, Задаюшее и отрабатываюшее устройства электрически связаны между собой при помощи сельсиндатчиков и приемников.Задвюшее устройство настраивается по чертежу геометрического аппарата кривой, а отрабатываюшее устройство автоматически вычерчивает весь полный участок кривой между заданными начальной и конечной точками.На фиг, 1 а, б представлен теоретический геометрический аппарат предлагаемого прибора; а)аппарат триады для кривой, заданной пятью точками, б) аппарат триады для кривой, заданной тремя точками и двумя касательными; на фиг, 2 - схема задающего устройства прибора, вид сбоку; нв фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4- разрез по А-А на фиг. 3; на фпг. 5 - разрез по.Ф Б-Б на фиг. 3; Ба фиг, 6 - схема отрабатывающего устройства, вид сбоку; на фиг,7- тофже, вид сверху; на фиг. 8 - разрез по В-В на фиг, ЖГеометрической основой предлагаемогоприбора служит аппарат трехзвенного замкнутого проективного соответствия - триады.Замкнутая трехзвенная цепь соответствийтриада), являясь особым видом геометрического преобразования, может служить про-, ективным средством формообразования различных кривых, в том числе и кривых второго порядка. Формообразование линий в плоской триаде происходит в процессе построения третьего проективного ряда точек, когда заданы два проективных ряда и три отображаюших ихпроективных пучка прямых лучей, Построение третьего проективного ряда второго порядка происходит в результате пересечения соответственных прямых 5 = Ф,;5 М; с =5 Я Точка кривой второго порядка строитсяследующим образом, Из Ь проводится про-,извольный луч В и отмечают точкиАа Ъ"512939 сВариант задания кривой тремя точкамии двумя касательными является наиболееупотребительным в конструкторской практике. Прн возможных других вариантах задания кривой. элементы аппарата триады определяются несложными известными геометрическими построениями и, в конечномитоге, приводят к варианту задания тремяточками и двумя касательными.Предлагаемый прибор содержит шарнир- щно-рычажную систему с подвижными карет-ками, посредсгвом которых моделирует геЬметрическуЮ счему построения кривой ваппарате триады и, с целью возможностиконструктивного решения данной модели,разделен на задающее и отрабатывающее устройства,Задающее устройство предназначено дляавтоматического получения углов поворотаЖ и в лучей центров 3 и, оп- ъ 0ределяющих их положение при пересеченииносителей ф илучом иэ центра ба также для передачи этих углов "поворотав отрабатывающее устройство.Задающее устройство содержит чертеж- ффную доску 1, на которой при помощи струбцин 2 укреплен шарнирный параллелограмм,состоящий из неподвижного звена 3, к которому при помощи свободно установленныхна нем кареток 4 и 5 шарнирно прикрейле фны две параллельные повороФные планки 6и 7, соединенные тягой 8.Шарнирный параллелограмм снабжен дву:мя тройными каретками 9 и 10, нижниеполэуны 11 и .12 которых свободно установ-аблены на неподвижные линейки 13 и 14, за-крепленные на доске при помощи струбцин 15,вдоль прямых Я и о чертежа кривойи моделирующие носители рядов Ч и (триады, Верхние полэуны 16 и 17 каре- фъж О и 10 свободно помещены на планках6 и 7.Кроме того, на чертежной доске посредством струбцин 18 укреплены два вспомогательных шарнирных параллелограмма 19,оси 20 консольных шарниров которых выведены на заданные точки, геометрически совпадающие с центрами триады 31 и ЬПоложение осей фиксируется с помощью на.3колок на их нижних концах. На верхних концах осей 20 жестко укреплены поворотные линейки 21 и 22, ими-тирующие лучи центров Э 1 н 5Поворотные 21 и 22 и неподвижные 13, б 5 14 линейки попарно пересекаются и связаны в точках пересечения с соответствующей тройкой кареткой 9 и 10.Поворотные планки 6 и 7 моделируют секущий луч из центра триады, Каретки 4 60 6и 5 указателями 23 фиксируют центр триады на чертеже.Пересечения поворотных линеек 21 и 22с параллельными планкамн,б и 7 определя,ют на носителяхнеподвижная линейка 14) и с (неподвижная линейка 13) точки А и А, а углы псюорота и н е т- а,.неек 21 н 2 фиксируют два сельсин-датчика 24, устансвленных соосно с осями 20,й передают эти углы сельсин-приемник мотрабатывающего устройства.Отрабатываюшее устройство имеет чертежную доску 25, к которой прикреплен1.шарнирный параллелограмм 26, ось 27 консольного шарнира которого устанавливаетсяв центре 5 триады. На оси 27 закреплена поворотная линейка 28, связанная свторой поворотной линейкой 29 при помощидвойной каретки 30, несущей пишущее приспособление 31. Поворотная линейка 29укреплена на осн 32 каретки 33, располо 1,женкой на неподвижной линейке 34. Ось 32каретки 33 фиксирует центр 8 триады,Линейку 28 вращает сельсин-приемник 35,получающий импульсы, пропорциональные,сельсин-приемник 36, получающий импульсы от задающего устройсжа, пропорциональные углу поворота Ю линейки 22, Пересечение линеек 28 и 29 определяет точ-ку А кривой второго порядка, заданнойаппаратом триады,Работает прибор следующим образом,Сначала готовят к работе задающее ус; тройство.На доску 1 задающего устройства прикрепляют два одинаковых чертежа с заданными элементами аппарата триады, спределяющих кривую второго порядка, которуютребуется построить.Каретки 4 и 5 указателями 23 фиксируют над центром Ь, а осн 20 шарнировпараллелограмма фиксируют над центрамигЬ и 3 . Линейки 13 и 14 устанавливают.вдоль носителей )1 и ( триады и фиксируют в струбцинах 15. После этого задающее устройство готово к работе,В отрабатывающем устройстве устанавливают ось 27 и каретку 33 на необходимое расстояние между 8 и Я , а вращением линейки 34 устанавливают их взаимное положение по высоте, Затем линэйку 34фиксируют винтом 37 и включают сть пи,тания сельсннов-датчиков н приемников.Линейки 28 н 29 автоматически займутположения, идентичные положениям линеек:21 и 22 задающего устройства.Для вычерчивания кривой отрабатывающим устройством поворачивают параллель7ные планки 6 и 7 задающего устройства. При этом ползуны 11 и 12 тройных кареток будут перемещаться вдрль неподвижных линеек 13 и 14, а линейки 21 и 22 совершат поворот, и углы Ж и ю через селы:ин-датчики 24 будут переданы сель син- риемникам 35, 36 отрабатывающего устройства.Поворачиваемые сельсин-приемниками линейки 28 и 29 в своем пересечении зафиксируют текущую точку А кривой, и пишущее приспособление 31 двойной каретки 3 Ю вычертит непрерывный участок кривой второго порядка. Прибор для вычерчивания кривых второго .порядка по пяти геометрическим, услоформула изобретения 5129398виям, представляющий собой шарнирно рычажную систему с пишущим приспособленй ем, отличающийся тем,что, с целью повыщения точности вычерчивании, шарнирно-рычажная система содержит за дающее и отрабатывающее устройства, пер" вое из которых состоит из шарнирного параллелограмма с двумя тройными каретка ми, установленными по одной на его параллельных планках, двух неподвижных и двух поворотных линеек, попарно пересекающих ся и связанных в точке пересечения с соольетствующей тройной кареткой, отраба-тывающее устройсмьо имеет две поворотные линейки, связанные между собой двойной кареткой, я пишущее приспособление уста нсвлено на этой каретке, при этом задаю шее и отрабатывающее устройства электрически связаны между собой при помощи сельсин-датчнков и приемников.512939 гв ие. 8 Составитель М. Лимрнована Техред А. Демьянову К Н. БугаковаФР См едак ал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 502/4Тираж 551 дарственного ком по делам изобре Москва, Ж 38, РПодписноета Совета Министрий и открытийнская юб., д. 4/5