Прибор для демонстрации волнового транспортно-тягового биологического механизма (варианты)

(12) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ВОЛНОВОГО ТРАНСПОРТНОТЯГОВОГО БИОЛОГИЧЕСКОГО МЕХАНИЗМА (ВАРИАНТЫ)(71) Заявитель Институт технической кибернетики Национальной академии наук Беларуси(73) Патентообладатель Институт технической кибернетики Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Прибор для демонстрации волнового транспортно-тягового биологического механизма, содержащий корпус с закрепленной на торце стенкой и расположенное на нем упругое деформируемое тело, отличающийся тем, что к стенке прикреплена гибкая нерастяжимая полоска, расположенная на упругом деформируемом теле, на которой установлены перемещаемый вращающийся ролик и транспортируемое твердое тело. 2. Прибор для демонстрации волнового транспортно-тягового биологического механизма, содержащий корпус с закрепленными на торцах стенками и расположенными на внутренних поверхностях корпуса упругими деформируемыми телами, отличающийся тем, что к стенкам прикреплены расположенные на упругих деформируемых телах гибкие нерастяжимые полоски, между которыми установлено транспортируемое твердое тело и на которых соответственно расположены перемещаемые вращающиеся ролики, установленные на вилке.(56) 1. Добролюбов А.И. Скольжение, качение, волна. - Москва Наука, 1991.-176 с. 2. Добролюбов А.И. Волновой перенос вещества. - Минск Беларуская навука, 1996. - 304 с. 3. Учебный прибор по физике. А. с. СССР 1529273, МКИ 09 В 23/06, 1989 (прототип). Фиг. 1 Фиг. 3 Полезная модель относится к учебным и наглядным пособиям по биомеханике и предназначается для пояснения и демонстрации работы волнового транспортно-тягового биологического механизма, используемого 171 в живых организмах, основанного на транспортирующем действии бегущих волн деформации на деформируемом теле. Известны демонстрационные приборы по физике и механике, которые позволяют демонстрировать кинематику движения частиц деформируемого тела, совершающего волновое движение, содержащие корпус,генератор бегущих волн деформации 1, 2. Приборы позволяют продемонстрировать только транспортирующие свойства бегущих волн деформации на гибкой нити. Наиболее близким к предлагаемой полезной подели является учебный прибор по физике 3. Прибор состоит из корпуса, имитатора частиц деформируемого тела и генератора бегущих волн деформации. Недостатком упомянутого демонстрационного прибора является невозможность демонстрировать с его помощью транспортно-тяговые свойства бегущих волн деформации. Задачей настоящего предложения является создание простого демонстрационного прибора, поясняющего биомеханический принцип транспортирования твердых тел при помощи бегущих волн деформации. Поставленная задача по первому варианту достигается тем, что прибор содержит корпус с закрепленной на торце стенкой, на котором расположено упругое деформируемое тело, на нем расположена, прикрепленная к стенке, гибкая нерастяжимая полоска, на которой установлены транспортируемое твердое тело и перемещаемый вращающийся ролик, генерирующий бегущие волны деформации. Поставленная задача по второму варианту достигается тем, что прибор содержит корпус с закрепленными на торцах стенками, на внутренних поверхностях которого расположены упругие деформируемые тела,на них расположены, прикрепленные к стенкам, гибкие нерастяжимые полоски между которыми установлено транспортируемое твердое тело и на которых, соответственно, расположены два перемещаемых вращающихся ролика, генерирующие бегущие волны деформации. Полезная модель поясняется чертежами на фиг. 1, 2 изображена конструкция прибора по первому варианту на фиг. 3, 4 изображена конструкция прибора по второму варианту. Прибор для демонстрации волнового транспортно-тягового биологического механизма по первому варианту (фиг. 1) содержит гибкую нерастяжимую полоску 1, закрепленную на своем левом конце и свободно лежащую на упругом деформируемом теле 2. На гибкую нерастяжимую полоску 1 свободно опирается транспортируемое твердое тело 3, а бегущая вогнутая волна деформации на гибкой нерастяжимой полоске 1 и на упругом деформируемом теле 2 образуется при помощи перемещаемого вращающегося ролика 4. Гибкая нерастяжимая полоска 1 и упругое деформируемое тело 2 прикреплены к боковой стенке 5, закрепленной на корпусе прибора 6 при помощи винта 7. Прибор для демонстрации волнового транспортно-тягового биологического механизма по второму варианту (фиг. 3) содержит две гибкие нерастяжимые полоски 1, расположенные на слоях упругого деформируемого тела 2. Транспортируемое твердое тело 3 расположено между гибкими нерастяжимыми полосками 1, а бегущие волны деформации на гибких нерастяжимых полосках 1 и слоях упругого деформируемого тела 2 генерируются перемещающимися вращающимися роликами 4 (фиг. 4), закрепленными на вилке 8 и способными создавать одновременно волны на обеих гибких нерастяжимых полосках 1 и упругих деформируемых телах 2. Гибкие нерастяжимые полоски 1 и слои упругого деформируемого тела 2 прикреплены к боковым стенкам 5, закрепленным на корпусе прибора 6 при помощи винтов 1. Прибор по первому варианту (фиг. 1) работает следующим образом. Оператор при помощи перемещающегося вращающегося ролика 4 нажимает на гибкую нерастяжимую полоску 1 и упругое деформируемое тело 2 в положении 1. Гибкая нерастяжимая полоска 1 и упругое деформируемое тело 2 прогибаются, образуя вогнутый участок (волну). Во время образования волны транспортируемое твердое тело 3, лежащее на гибкой нерастяжимой полоске 1, перемещается влево (в направлении стрелки В) на некоторую величину х- длина криволинейного волнового участка нерастяжимой полоски 1 (фиг. 2), - проекция на горизонтальную ось х. При движении (качении) перемещающегося вращающегося ролика 4 в горизонтальном направлении вдоль гибкой нерастяжимой полоски 1, вогнутая волна на гибкой нерастяжимой полоске 1 и упругом деформируемом теле 2 перемещается вправо (в направлении стрелки А) и далее на правом конце гибкой нерастяжимой полоски 1, когда перемещающийся вращающийся ролик 4 приподнимается (положение ), волна деформации исчезает. Заметим, что при движении волны деформации под транспортируемым твердым телом 3 (положенияиволны) оно остается неподвижным. На этом заканчивается один цикл работы прибора. При повторении описанных действий оператора, т.е. при следующем образовании волны в положении 1 перемещающегося вращающегося ролика 4 транспортируемое твердое тело 3 снова совершает (в направлении стрелки В) шаг х той же величины и т.д. Таким образом, транспортируемое твердое тело 3, лежащее на гибкой нерастяжимой полоске 1, совершает прерывистое (шаговое) перемещение с остановками в направлении, противоположном направлению движения бегущей волны на гибкой нерастяжимой полоске 1. Прибор по второму варианту (фиг. 3) работает следующим образом. Оператор, поворачивая вилку 8 с закрепленными на ней перемещающимися вращающимися роликами 4 в направлении, указанном стрелками,2 171 нажимает перемещающимися вращающимися роликами 4 на гибкие нерастяжимые полоски 1 и слои упругого деформируемого тела 2, гибкие нерастяжимые полоски 1 и слои упругого деформируемого тела 2 прогибаются, образуя вогнутые участки (волны). Во время образования волн транспортируемое твердое тело 3,размещенное между гибкими нерастяжимыми полосками 1, перемещается влево (в направлении стрелки В) на некоторую величину х, где- длина криволинейного волнового участка нерастяжимой полоски 1,- проекция на горизонтальную ось. При движении (качении) вилки 8 вместе с перемещающимися вращающимися роликами 4 в горизонтальном направлении вдоль гибких нерастяжимых полосок 1, вогнутые волны на гибких нерастяжимых полосках 1 и слоях упругого деформируемого тела 2 перемещается вправо (в направлении стрелки А) и далее на правом конце гибких нерастяжимых полосок 1, когда перемещающиеся вращающиеся ролики 4 прекращают изгибать гибкие нерастяжимые полоски 1 (когда оператор поворачивает вилку 8 в исходное наклонное положение), волны деформации исчезают. Заметим, что при движении волн деформации под и над транспортируемым твердым телом 3, это тело остается неподвижным. На этом заканчивается один цикл работы прибора. При повторении описанных действий оператора, т.е. при следующем образовании волн при помощи вилки 8 с перемещающимися вращающимися роликами 4 транспортируемое твердое тело 3 снова совершает (в направлении стрелки В) шаг х той же величины и т.д. Таким образом,транспортируемое твердое тело 3, расположенное между гибкими нерастяжимыми полосками 1, совершает прерывистое (шаговое) перемещение с остановками в направлении, противоположном направлению движения бегущих волн на гибких нерастяжимых полосках 1 и деформируемых упругих телах 2. Использование предлагаемого прибора позволит эффективно проводить разъяснение учебного материала при изучении биологических способов транспортирования твердых тел при помощи бегущих волн деформации на деформируемых слоях и оболочках некоторых сухопутных живых существ. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.