ЧЕРТЕЖНЫЙ ПРИБОР "ЛИНОГРАФ"

Полезная модель относится к чертежно-конструкторской технике, более конкретно, к чертежному прибору пантографной системы и может найти применение при оснащении чертежных станков и устройств, снабженных чертежной доской и приспособлениями для удобства пользования при выполнении чертежных работ.
Известен чертежный прибор, содержащий доску и линейку, связанные посредством гибкого элемента, установленного в роликах на концах линейки и на углах доски, причем чертежный прибор снабжен дополнительно указательной стрелкой и пружиной растяжения, закрепленными на гибком элементе между размещенными на углах доски роликами, а доска выполнена с линейной шкалой углов поворота линейки (см. Авт. свид. СССР №1722892, опублик. 30.03.1992).
Недостатком известного чертежного прибора является то, что он содержит лишь одну линейку с поступательным движением поперек доски, а повороты линейки для черчения наклонных линий, обеспечиваемые пружиной растяжения, не могут превышать 30° из-за ее удлинения за пределы упругости металла пружины. По указанным причинам при работе с известным устройством возникает необходимость в использовании дополнительных приспособлений, в частности, набора треугольников и масштабных линеек.
Известен чертежный прибор, содержащий угломерную головку с двумя взаимно перпендикулярными масштабными линейками, соединенную через шарнирный механизм в виде системы параллелограммов с узлом крепления к доске (см. статью в Интернет «Канцелярские товары, применяемые чертежниками» , а также книгу. Баранова Л.А., Панкевич А.П Основы черчения - М.: Высшая школа, 1982. - 351 с).
Известный чертежный прибор пантографного типа обеспечивает возможность проведения прямых линий заданной длины под любыми углами в плоскости чертежной доски Прибор состоит из нескольких рычагов, соединенных шарнирно в виде системы параллелограммов и снабжен угломерной или делительной головкой с двумя взаимно перпендикулярными масштабными линейками (горизонтальная обычно 500 мм, вертикальная 300 мм). В соответствии с межгосударственным стандартом ГОСТ 28293-91 «Приборы чертежные. Общие технические требования и методы испытаний, изд-во Стандартов, М., введен 01.01.1992» указанные четртежные приборы классифицируются по типу механизма перемещения угломерной головки, по уравновешенности и размерам чертежной доски (см. . 10455).
К недостаткам известного чертежного прибора следует отнести излишнее перекрытие части рабочей зоны чертежной доски элементами шарнирного механизма, состоящего из параллельно расположенных пространственно разнесенных длинных рычагов системы параллелограммов, что приводит к избыточной утомляемости и снижению эффективности работы конструктора.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является чертежный прибор, содержащий узел крепления, угломерную головку с двумя взаимно перпендикулярными масштабными линейками и шарнирный механизм, выполненный в виде системы двух параллелограммов с промежуточным звеном в форме пластины (см. патент РФ №111063, B43L 5/00; B43L 7/00; B43L 13/00, опублик. 10.12.2011, бюл. №34 - прототип).
Особенностью известного чертежного прибора является то, что шарнирный механизм каждого из параллелограммов содержит прямолинейное несущее звено и частично охватывающее его профилированное тяговое звено коробчатого сечения, выполненное с возможностью продольного и поперечного смещения относительно несущего звена, причем указанные звенья каждого из параллелограммов шарнирно соединенны между собой через промежуточное звено, выполненное в виде пластины, а с другой стороны - с угломерной головкой и узлом крепления к доске. Сечение профилированных тяговых звеньев чертежного прибора может иметь С-образную форму или выполнено в виде плоской трубки, внутри профилированных тяговых звеньев могут быть размещены подпружиненные ролики для облегчения смещения относительного прямолинейных несущих звеньев, при этом чертежный прибор может быть снабжен пружинной или рычажной системой для компенсации веса шарнирного механизма и угломерной головки с масштабными линейками.
Наличие в известном чертежном приборе профилированного тягового звена коробчатого сечения приводит к частичному улучшению эргономичных характеристик прибора вследствие уменьшения поперечных размеров рычажной системы параллелограммов, однако при этом увеличивается общая масса и повышается сложность изготовления пантографной системы чертежного прибора.
Технический результат предложенной конструкции чертежного прибора заключается в устранении недостатков известных технических решений, улучшении эргономичных и эксплуатационных характеристик прибора за счет дополнительного уменьшения массы и поперечных размеров рычажной системы параллелограммов. Дополнительный результат заключается в возможности изготовления недорогого переносного малогабаритного чертежного прибора для проведения занятий в профессиональных учебных заведениях и в средней школе.
Указанный технический результат достигается тем, что в чертежном приборе, содержащем узел крепления, угломерную головку с двумя взаимно перпендикулярными масштабными линейками и шарнирный механизм, выполненный в виде системы двух параллелограммов с промежуточным звеном в форме фигурной пластины, согласно полезной модели, шарнирный механизм каждого из параллелограммов содержат трубчатое звено, размещенное внутри него стержневое звено и вспомогательные короткие звенья равной длины, причем в области первого параллелограмма узел крепления шарнирно соединен со стержневым звеном и через первое короткое звено - с трубчатым звеном, второй конец которого шарнирно соединен с промежуточным звеном, которое через второе короткое звено шарнирно соединено с вторым концом стержневого звена, а в области второго параллелограмма промежуточное звено шарнирно соединено со стержневым звеном и через третье короткое звено - с трубчатым звеном, второй конец которого шарнирно соединен с угломерной головкой, которая через четвертое короткое звено шарнирно соединена с вторым концом стержневого звена.
Кроме того, расстояние между осями шарнирного крепления звеньев на узле крепления, промежуточном звене и угломерной головке может быть равно длине коротких звеньев.
Кроме того, узел крепления, шарнирный механизм системы двух параллелограммов с промежуточным звеном и угломерная головка с двумя взаимно перпендикулярными масштабными линейками могут быть выполнены из металла и/или из конструкционного полимерного материала.
Такое выполнение чертежного прибора позволяет кардинально уменьшить, по сравнению с известными, массу и поперечные размеры шарнирного механизма за счет указанного выполнения и расположения стержневых и трубчатых звеньев, а также улучшить эргономичные и эксплуатационные характеристики прибора за счет указанного снижения массы и степени перекрытия части рабочей зоны чертежной доски, что в совокупности приводит к повышению эффективности работы конструктора. Благодаря указанному выполнению шарнирного механизма предложенный чертежный прибор сохраняет основные свойства известных чертежных приборов пантографного типа, шарнирный механизм которых выполнен в виде традиционной системы параллелограммов с пространственно разнесенными звеньями.
На фиг.1 схематически представлен общий вид чертежного прибора.
Чертежный прибор содержит узел крепления 1, угломерную головку 2 с двумя взаимно перпендикулярными масштабными линейками 3 и шарнирный механизм, выполненный в виде системы двух параллелограммов 4, 5 с промежуточным звеном 6 в форме фигурной пластины. Шарнирные механизмы первого и второго параллелограммов 4, 5 содержат трубчатые звенья 7, 8, размещенные внутри них стержневые звенья 9, 10 и вспомогательные короткие звенья равной длины 11, 12, 13, 14. При этом в области первого параллелограмма 4 узел крепления 1 шарнирно соединен со стержневым звеном 9 и через первое короткое звено 11 - с трубчатым звеном 7, второй конец которого шарнирно соединен с промежуточным звеном 6, которое через второе короткое звено 12 шарнирно соединено с вторым концом стержневого звена 9. В области второго параллелограмма 5 промежуточное звено 6 шарнирно соединено с стержневым звеном 10 и через третье короткое звено 13 - с трубчатым звеном 8, второй конец которого шарнирно соединен с угломерной головкой 2, которая через четвертое короткое звено 14 шарнирно соединена с вторым концом стержневого звена 10. На фиг.1 показан лимб 15 угломерной головки 2, чертежная доска 16 и закрепленный на ней лист 17 чертежной бумаги.
Типичное расстояние А-Б между осями шарнирного крепления звеньев на узле крепления 1, промежуточном звене 6 и угломерной головке 2 выполнены равными длине С коротких звеньев 11, 12, 13, 14. Для правильного и точного функционирования чертежного прибора зазоры между трубчатыми 7, 8 и стержневыми 9, 10 звеньями, а также между элементами всех шарнирных соединений звеньев и узлов чертежного прибора должны быть минимальными, например, в пределах стандартных зазоров на скользящую посадку.
В качестве конструкционных материалов для изготовления предложенного чертежного прибора могут применяться легкие металлы и полимерные материалы. Узел крепления 1, шарнирный механизм системы двух параллелограммов 4, 5 с промежуточным звеном 6 и угломерная головка 2 с двумя взаимно перпендикулярными масштабными линейками 3 по отдельности или частично могут быть выполнены из стали, титана, алюминия или из их сплавов. В случае создания чертежного прибора для учащихся средних и профессиональных учебных заведений указанные элементы чертежного прибора могут быть изготовлены из прочного полимерного материала, пригодного для изделий такого рода.
Чертежный прибор функционирует следующим образом.
После установки узла крепления 1 на чертежной доске 16 в указанном на фиг.1 положении чертежный прибор готов к работе. Конструктор - чертежник, как правило, левой рукой перемещает за диск лимба 15 угломерную головку 2 с двумя взаимно перпендикулярными масштабными линейками 3 в нужную область чертежного листа 17 на доске 16. Правой рукой чертежник проводит требуемые линии карандашом на поле чертежа. Выбор нужного угла наклона масштабных линеек 3 обеспечивается поворотом лимба 15. Необходимое плоскопараллельное перемещение масштабных линеек 3 в пределах рабочей зоны чертежной доски 16 обеспечивается соответствующим поворотом системы двух модифицированных параллелограммов 4, 5. При сохранении указанных кинематических связей в чертежном приборе изменяется взаимное расположение трубчатых звеньев 7, 8, размещенных внутри них стержневых звеньев 9, 10 и вспомогательных коротких звеньев равной длины 11, 12, 13, 14 в шарнирных механизмах первого и второго параллелограммов 4, 5.
При перемещении угломерной головки 2 происходит скольжение трубчатых звеньев 7, 8 относительно размещенных внутри них стержневых звеньев 9, 10. Наличие указанных трубчатых, стержневых и коротких звеньев, шарнирно соединеных с деталями чертежного прибора, обеспечивает необходимое плоско-параллельное перемещение масштабных линеек 3 в силу подобия треугольников АБВ в осях шарнирных соединений указанных звеньев на узле крепления 3, промежуточном звене 6 и угломерной головке 2. При этом выполняются условия функционирования предложенного чертежного прибора аналогично действию известных приборов пантографного типа, шарнирный механизм которых выполнен в виде традиционной системы параллелограммов с пространственно разнесенными звеньями.
Указанное выполнение чертежного прибора позволяет проводить параллельные и перпендикулярные прямые линии заданной длины под любым углом в плоскости чертежной доски аналогично известным чертежным приборам пантографного типа. Изменение схемы и конструкции шарнирного механизма системы двух параллелограммов в соответствии с предложенным техническим решением позволяет в значительной степени снизить массу чертежного прибора, прежде всего, за счет максимального облегчения трубчатых и стержневых звеньев, а также за счет применения в конструкции прибора более прочных и легких конструкционных материалов. Предложенное техническое решение улучшает эргономичные и эксплуатационные характеристики прибора, снижает утомляемость, повышает эффективность работы конструктора, а также позволяет создать серию недорогих переносных малогабаритных чертежных приборов, например, из конструкционных полимерных материалов для проведения занятий в профессиональных учебных заведениях и в средней школе.