ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

устройство моделирования минимальной поверхности

Классы МПК:G09B23/06 в физике 
Автор(ы):
Патентообладатель(и):ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-12-19
публикация патента:

Изобретение относится к демонстрационным устройствам для проведения практикумов по физике и математике в высших и средних учебных заведениях. Каждый корпус из линейки корпусов имеет форму параллелепипеда с верхними крышками. Корпуса разделены на несколько секций подвижными перегородками, размещенными с возможностью движения в вертикальных пазах, выполненных в боковых стенках корпусов. Крайние перегородки образуют подвижные торцевые стенки корпусов. В подвижных перегородках вертикально выполнены пазы меньшего размера для гибких нерастяжимых лент. Все стенки корпусов выполнены прозрачными. В стенках всех соседствующих секций выполнены согласовано вентильные отверстия, допускающие переток жидкости в ортогональных направлениях. Два идентичных устройства расположены друг над другом, их секции выполнены квадратными. Ленты верхнего и нижнего устройств расположены ортогонально. Между лентами вертикально установлены штанги одинакового размера, проходящие через отверстия в верхней крышке нижнего устройства и в нижней крышке верхнего устройства. В отверстиях секций верхней крышки верхнего устройства установлены вертикально вторые штанги. Первые и вторые штанги образуют общие составные вертикальные штанги. Техническим результатом изобретения является моделирование минимальных поверхностей. 1 ил. устройство моделирования минимальной поверхности, патент № 2524474

Рисунки к патенту РФ 2524474

устройство моделирования минимальной поверхности, патент № 2524474

Устройство моделирования минимальной поверхности

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 полидуги [1], предназначенное для представления последовательности гладко сопряженных, то есть,имеющих в точках соединения общие касательные, для соседних дуг окружностей, возможно разных радиусов, состоящее из корпуса в форме полого параллелепипеда, с прозрачной верхней крышкой, отличающееся тем, что корпус разделен на секции подвижными перегородками, движущимися в вертикальных пазах, расположенных симметрично в противоположных боковых стенках корпуса, в торцевой стенке и в подвижных перегородках, также вертикально расположены по одному пазу меньшего размера для гибкой только в поперечном направлении ленты, закрепленной изнутри ко второй торцевой стенке. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей этого устройства за счет моделирования минимальных поверхностей.

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

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве моделирования минимальной поверхности, содержащем линейку корпусов, каждый из которых имеет форму параллелепипеда, с верхними крышками, разделенных на несколько секций подвижными перегородками, размещенными с возможностью движения в вертикальных пазах, выполненных в боковых стенках корпусов, при этом крайние перегородки образуют подвижные торцевые стенки корпусов, в подвижных перегородках вертикально выполнены пазы меньшего размера для гибких нерастяжимых лент, все стенки корпусов выполнены прозрачными, а в стенках всех соседствующих секций выполнены согласовано вентильные отверстия, допускающие перетекание жидкости в ортогональных направлениях, согласно изобретению, два идентичных устройства расположены друг над другом, секции выполнены квадратными, при этом ленты верхнего и нижнего устройств расположены ортогонально, между ними вертикально установлены штанги одинакового размера, проходящие через отверстия в верхней крышке нижнего устройства и в нижней крышке верхнего устройства обеих плоскостей квадратных секций, касаясь соответствующих лент обоих устройств, при этом в верхней крышке верхнего устройства в отверстиях секций установлены вертикально вторые штанги, касающиеся лент верхнего устройства, причем первые и вторые штанги образуют общие составные вертикальные штанги.

На фиг.1 представлена общая конструктивная схема устройства.

Устройство состоит из пары одинаковых устройств из линейки корпусов 1 m каждый в форме параллелепипеда, с верхними крышками 2 m, разделенных на несколько квадратных секций 3m.n подвижными перегородками 4m.n+1, движущимися в вертикальных пазах 5m.n, выполненных в боковых стенках корпусов, крайние перегородки образуют подвижные торцевые стенки 6 m и 7m корпусов. В подвижных перегородках 4 m.n+1, также вертикально выполнены пазы меньшего размера 8m.n+1 для гибких нерастяжимых лент 9m, в совокупности принимающих целевую форму поверхности. Все стенки корпусов, выполнены прозрачными, а в стенках всех соседствующих секций 3m.n выполнены согласовано вентильные отверстия 102m.2n, допускающие перетекание жидкости в ортогональных направлениях. Два идентичных устройства располагаются друг над другом, при этом ленты верхнего и нижнего устройств расположены ортогонально. Между ними устанавливаются вертикально штанги 11m.n одинакового размера, проходящие через отверстия в верхней крышке нижнего устройства и в нижней крышке верхнего устройства обоих плоскостей квадратных секций, касаясь соответственных лент обоих устройств. Из верхней крышки верхнего устройства из отверстий в секциях устанавливаются вертикально штанги 12m.n, касающиеся лент 9m верхнего устройства, при этом штанги 11m.n и 12m.n образуют общие составные вертикальные штанги.

Устройство работает следующим образом. В каждое из устройств, расположенных ортогонально друг другу, в емкости каждой секции 3m.n+1, разделенной лентой 9m, дополна заливается вязкая несжимаемая жидкость, например глицерин, в одинаковой пропорции для соответствующих секций 3m.n+1 нижнего и верхних устройств. Затем ленты 9m одного из устройств разнонаправлено с усилием вытягиваются из корпусов 1m до останова, при этом вентили 102m.2n открываются для секций 2m.*, обеспечивая несмешиваемое перетекание жидкости в секциях под лентой 9m и над лентой 9m, и закрываются для стенок секций 3*.m+1 между соседними лентами 9m, при этом для второго устройства вентили 102m.2nоткрываются для обеспечения перетекания жидкости вдоль ряда секций 3*.n+1 пересекающих ленты 9m и закрываются для секций 3m.* вдоль лент 9m. После завершения процесса распределение жидкостей внутри устройств оказывается одинаковым. Далее вытягиваются ленты 9m из другого устройства, обеспечивая открытие и закрытие вентилей 102m.2nдля обоих устройств аналогично предыдущему процессу. Многократно повторяя эти действия, чередуя растяжения лент 9m, установившееся положение формирует минимальную поверхность, наблюдаемую по положению вершин штанг 12m в верхнем устройстве. Разнообразие минимальных поверхностей обеспечивается различной фиксацией расположения торцевых подвижных перегородок. Новизна предлагаемого изобретения обусловлена оригинальностью использования полидуг для формирования сечений масштабируемых моделей рельефа, в научно-исследовательских работах Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН [2].

Источники информации

1. Ким П.А. УСТРОЙСТВО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОЛИДУГИ. Патент RU 2461891 C2. Опубл. 20.09.2012, бюлл. N 26.

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.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство моделирования минимальной поверхности, содержащее линейку корпусов, каждый из которых имеет форму параллелепипеда, с верхними крышками, разделенных на несколько секций подвижными перегородками, размещенными с возможностью движения в вертикальных пазах, выполненных в боковых стенках корпусов, при этом крайние перегородки образуют подвижные торцевые стенки корпусов, в подвижных перегородках вертикально выполнены пазы меньшего размера для гибких нерастяжимых лент, все стенки корпусов выполнены прозрачными, а в стенках всех соседствующих секций выполнены согласовано вентильные отверстия, допускающие перетекание жидкости в ортогональных направлениях, отличающееся тем, что два идентичных устройства расположены друг над другом, секции выполнены квадратными, при этом ленты верхнего и нижнего устройств расположены ортогонально, между ними вертикально установлены штанги одинакового размера, проходящие через отверстия в верхней крышке нижнего устройства и в нижней крышке верхнего устройства обеих плоскостей квадратных секций, касаясь соответствующих лент обоих устройств, при этом в верхней крышке верхнего устройства в отверстиях секций установлены вертикально вторые штанги, касающиеся лент верхнего устройства, причем первые и вторые штанги образуют общие составные вертикальные штанги.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2524474

patent-2524474.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс G09B23/06 в физике 

Патенты РФ в классе G09B23/06:
демонстрационный волчок -  патент 2496147 (20.10.2013)
прибор для изучения законов механики -  патент 2473974 (27.01.2013)
прибор для демонстрации свойств упругих волн -  патент 2473132 (20.01.2013)
прибор для демонстрации свойств упругих волн -  патент 2472228 (10.01.2013)
демонстрационный гироскоп -  патент 2462761 (27.09.2012)
комплект для демонстрации законов механики (варианты), магнитный герконовый датчик и приспособление для определения мгновенной скорости тела, брошенного горизонтально -  патент 2460146 (27.08.2012)
лабораторная установка для исследования, демонстрации процессов сушки, хранения и кондиционирования зерна (семян) -  патент 2454278 (27.06.2012)
прибор для демонстрации свойств упругих волн -  патент 2421821 (20.06.2011)
полиуретановая модель тканеэквивалентного органа -  патент 2410758 (27.01.2011)
способ имитации пониженной гравитации -  патент 2410757 (27.01.2011)


Наверх