Законы развития систем - [159]

.

Рис. П5.23. Грабли на колесиках

Пример П5.45. Упаковка телевизоров.

Английская фирма упаковывает телевизоры в коробки с боковой крышкой — чем облегчены операции упаковки и извлечения (не нужно поднимать).

П5.4.2.1.2. Вертикальное движение

Вертикальное движение может быть вниз и вверх.

П5.4.2.1.2.1. Вертикальное движение вниз

Вертикальное движение вниз за счет гравитационного поля — это падение и связанные с ним явления.

П5.4.2.1.2.2. Вертикальное движение вверх

Движение вверх с использованием гравитационного поля осуществляется посредством рычага второго рода или упругих сил.

П5.4.2.1.2.2.1. Упругие силы

Пример П5.46. Батут.

Подкидная гимнастическая доска, батут и т. п.

Пример П5.47. Обруч-скакун.

Патент США 4 696 467 — обруч-скакун (рис. П5.24). Седло с рукояткой и пружинистая пластмассовая лента в виде овального обруча. Сидя на таком обруче, необходимо слегка приподняться и присесть, седло будет качать седока, словно бы на коне. Можно отталкиваться сильнее и будешь лететь вперед, будто в галопе.

Рис. П5.24. Обруч-Скакун. Пат. США 4 696 467

П5.4.2.1.2.2.1. Рычаг второго рода + падающее тело

Пример П5.48. Подкидная доска-качели.

Подкидную доску в виде качелей используют в цирке (рис. П5.25).

Рис. П5.25. Подкидная доска-качели

П5.4.2.1.2.3.Поднятие-опускание объекта

П5.4.2.1.2.3.1. Сила Архимеда в жидкости + сообщающиеся сосуды

Пример П5.49. Шлюзы.

Шлюз — это гидротехническое сооружение на водных путях для обеспечения перехода судов из одного водного бассейна в другой с различными уровнями воды в них (рис. П5.26).

Рис. П5.26. Система шлюзов

П5.4.2.1.2.3.2. Блочная конструкция и противовес

См. пример П5.41, рис. П5.19 — судно-лебедка.

Пример П5.50. Часы ходики.

В качестве двигателя в часах ходиках используются гири. Завод механизма осуществляется поднятием гири. Она под собственным весом опускается вниз, вращая храповое колесо.

П5.4.2.1.2.3.3. Рычаг и противовес

Пример П5.51. Шлагбаум.

В шлагбауме, колодце «журавль и т. п. устройствах используется противовес, расположенный на другом конце рычага. Таким же образом устроена выносная стрела, на конце которой установлена телекамера, используемая на массовых зрелищах.

Рис. П5.27. Шлагбаум

П5.4.2.1.3. Комбинированное движение

Комбинированное движение — одновременное движение по вертикали и горизонтали. Это может быть движение по направляющей или наклонной плоскости.

Управление таким движением можно осуществлять:

— наклоном плоскости,

— изменением массы вещества,

— перемещением груза внутри тела, имеющего ось вращения,

— изменением силы сцепления (трения),

— созданием дополнительной силы.

П5.4.2.1.3.1. Наклоном плоскости.

Пример П5.52. Крыша дома.

Чтобы вода или снег не задерживались на крыше дома, ее делают наклонной, поэтому у северных домов, где выпадают больше снега, крыши делают более крутые.

Пример П5.53. Трамплин.

Для подготовки прыгунов с трамплина необходимы трамплины различной высоты и кривизны наклона. Так создают маленькие трамплины для детей, средние для подростков и т. д. Поэтому часто стоят рядом два, три, а иногда и более трамплинов. Решение описано А. с. 628 938 (рис. П5.28.)

Рис. П5.28. Трамплин.А. с. 628 938

Отдельные части трамплина соединены шарнирно. Можно изменять кривизну и высоту каждой части с помощью системы опор различной высоты и тросов, длину которых можно менять с помощью лебедок.

П5.4.2.1.3.2. Изменением массы вещества

Примеры см. п. 5.4.1.

П5.4.2.1.3.3. Перемещением груза внутри тела, имеющего ось вращения.

Пример П5.54. Дозатор.

В качающемся дозаторе жидкости противовес представляет катающийся шарик (рис. П5.29). Дозатор выполнен в виде корпуса, посаженного на ось, по одну сторону которой расположена мерная емкость, а по другую — каналы с перемещающимся балластом, например, шариком (а. с. 329 441).

Рис. П5.29. Дозатор.А. с. 329 441

Пример П5.55. Саморазгружающаяся баржа.

Для обеспечения наклона саморазгружающейся баржи по

а. с. 163 914 используется забортная вода, которая поступает в правую или левую бортовую цистерну при открытии кингстона (крана), выпускающего сжатый воздух.

П5.4.2.1.3.4. Изменением силы сцепления, т. е. трения

Тенденция изменения трения описывает «трибополь». В сжатом виде эта тенденция, следующая: переход от трения покоя к трению скольжения, от трения скольжения к трению качения и переходу движения без трения. Кроме того, имеются промежуточные тенденции. Переход от сухого к жидкостному трению. Имеются и другие способы изменения трения.

П5.4.2.1.3.5. Созданием дополнительной силы

Отклонение от вертикального движения с помощью крыла.

Наиболее яркие примеры — это самолет, дельтаплан и т. д.

Пример П5.56. Спуск судна на воду.

При спуске судна на воду с продольного стапеля используют подводное крыло, чтобы судно сильно не заглублялось (а. с. 281197). Крыло пустое, поэтому оно частично служит понтоном. Крыло установлено на спусковых салазках.

Рис. П5.30. Спуск судна на воду. А. с. 281197

П5.4.2.1.4. Вращательное и колебательное движение

П5.4.2.1.4.1. Тело вращения + перемещающийся внутри груз

Пример П5.57. Яйцеобразная ванна.

Патент Германии 122 788 (1900 г.). Яйцеобразная ванна, свободно стоящая на полу и падающая с боку на бок при малейшем движении купальщика. Такие колебания создают волны в ванне.