Учебное пособие по моделированию рельефа местности

 

Учебное пособие предназначено для обучения студентов инженерно-строительных специальностей, например, по специальности водоснабжение и водоотведение, теплогазоснабжение и другие, позволяет повысить эффективность и наглядность обучения. Изменение рельефа поверхности земли производится при помощи подвижных механизмов, закрепленных на поперечных брусьях корпуса в шахматном порядке. Движущий механизм включает в себя шестеренку, насаженную на вал и сопряженную со штангой. На верхнем конце вала установлены гибкие диски, соприкасающиеся с основанием поверхности земли. Резиновый нижний диск позволяет создать правильную форму возвышенных и пониженных участков рельефа местности. Управление движущими механизмами при моделировании рельефа местности осуществляется регуляторами, расположенными на другом конце вала. Регуляторы выведены на панель управления стационарного корпуса. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к учебным пособиям по моделированию рельефа местности и предназначено для обучения студентов инженерно-строительных специальностей, например по специальности водоснабжение и водоотведение, теплогазоснабжение и вентиляция и другие.

Известно учебное пособие по моделированию рельефа местности, выполненное в виде деревянного ящика, на фанерной крышке которого вырезаны плоскости, соответствующие определенной горизонтали, которые при помощи строек и рычагов могут образовывать рельеф местности (Плугин В.Г., Краевой Ю.П. Наглядные пособия и тренажеры по военной топографии. - М., 1963, с. 37-39).

Недостатком этого пособия является: отсутствие вариантности моделирования рельефа местности, что ограничивает наглядность при разработке проектных решений для различных генпланов объектов водоснабжения и водоотведения, теплоснабжения, газоснабжения и других генпланов коммуникаций.

Известно учебное пособие, отражающее рельеф местности, представляющее собой основание, на котором размещены карта и макет местности (см. а.с. СССР N 1347092 МКИ⁴ G 09 B 26/08).

Недостатком учебного пособия является: невозможность изменения рельефа местности, что ограничивает наглядность при разработке проектных решений для различных генпланов объектов водоснабжения и водоответвления, теплоснабжения, газоснабжения и других генпланов инженерных коммуникаций.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является учебное пособие по моделированию рельефа местности, содержащее корпус, основание поверхности земли, выполненные подвижным и установленными макетами зданий и сооружений (см. патент Великобритании N 1300737, кл. G 09 В 25/06, 1972).

Недостатком заявленного изобретения является неизменность планировки местности, что не обеспечивает возможность создания вариантов различных генпланов объектов водоснабжения и водоотведения, теплоснабжения, газоснабжения и других генпланов инженерных коммуникаций.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и наглядности обучения студентов инженерно-строительных специальностей при разработке проектных решений объектов водоснабжения и водоответвления, теплоснабжения, газоснабжения и т.п. путем увеличения вариантности генпланов указанных объектов.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном учебном пособии по моделированию рельефа местности, содержащем корпус, основание поверхности земли, выполненное подвижным с установленными макетами зданий и сооружений, согласно изобретению, основание выполнено двухслойным, корпус снабжен поперечными брусьями с шагом "а", на каждом из которых размещены в шахматном порядке с сеткой 2,25-2,5 "а" движущие механизмы, состоящие из штанги, сопряженной с шестерней, на верхнем конце штанги жестко закреплены диски, соприкасающиеся с основанием поверхности земли, шестерня насажена на вал, на другом конце которого установлен регулятор с упором, при этом между верхним и вторым сверху дисками установлена шайба, а самый нижний диск выполнен из эластичного материала и толщиной в три раза большим, чем верхние диски. На основание поверхности земли может быть нанесена координатная сетка с применением соотношения масштабов по вертикали и горизонтали 1:10.

На фиг. 1 - представлен общий вид учебного пособия рельефа местности; фиг. 2 - конструкция движущего механизма; фиг. 3 - конструкция регулятора с упором; фиг. 4 - выпуклая поверхность земли при максимальной отметке; фиг. 3 - вогнутая поверхность земли при минимальной отметке.

Учебное пособие (фиг. 1) включает стационарный корпус 1 с движущимися механизмами 2. Для придания жесткости конструкции в корпусе 1 предусмотрены поперечные брусья 3 с шагом "а". Верх корпуса 1 представляет собой подвижное основание поверхности земли 4 с водоемами 5. Модель поверхности земли двухслойная из эластичного материала 6 и наклеенного на него поролонового покрытия 7, окрашенного в зеленый цвет. На покрытие 7 нанесена координатная сетка 8. На стационарном корпусе 1 предусмотрены две боковые панели управления 9, расположенные на противоположных сторонах корпуса 1. На панелях управления 9 установлены регуляторы 10 с подвижным упором 11. Изменение рельефа местности производится с помощью подвижных механизмов 2, которые закреплены на поперечных брусьях 3 корпуса 1 в шахматном порядке с сеткой 2,25-2,5 "а".

Движущий механизм 2 включает в себя шестеренку 12 (фиг. 2), насаженную на вал 13, и штангу 14 с гибкими дисками 15, 16. Между верхним и вторым сверху дисками 16 установлена шайба 17. Нижний диск 15, резиновое полотно 6 (основание) и диски 16 неподвижно зафиксированы на конце штанги 14 контргайками 18.

Управление механизмом 2 (фиг. 1) производится с помощью регулятора 10 с упором 11, насаженного на конце вала 13 и выведенного на панель управления 9 (фиг. 1; фиг. 2). Нажатием на упор 11 (фиг. 3) защелка 19 из исходного положения отходит в направление указанной стрелкой и создается возможность поворота регулятора 10 вокруг своей оси. При повороте регулятора 10 по часовой стрелки (фиг. 4), штанга 14 поднимается и создается возвышенный участок рельефа местности, при повороте против часовой стрелки (фиг. 5) штанга 14 опускается и создается пониженный участок рельефа местности. В результате этого появляется возможность изменения и фиксации относительной отметки рельефа местности с помощью защелки 19. Фиксация отметки поверхности земли осуществляется при возврате упора 11 (фиг. 3) в исходное положение при помощи опорной пружины 20.

Для учебных занятий используются макеты зданий различного назначения и сооружений инженерных систем, выполненные в соответствии с заданным масштабом местности. Указанные макеты снабжены игольчатыми фиксаторами для закрепления их на поверхности земли, что создает возможность изменения генпланов объектов водоснабжения и водоотведения, теплоснабжения, газоснабжения. Изменение планировки зданий и сооружений, которые являются объектами водоснабжения и водоотведения, теплоснабжения, газоснабжения, ведет к изменению проектных решений как сооружений инженерных систем, так и инженерных коммуникаций независимо от изменения рельефа местности. Таким образом, увеличивается вариантность генпланов объектов водоснабжения и водоотведения, теплоснабжения, газоснабжения и соответственно проектных решений инженерных коммуникаций, что ведет к увеличению наглядности и эффективности обучения студентов инженерно-строительных специальностей.

При разработке проектных решений вариантность проектирования может быть достигнута также применением соотношения масштабов учебного пособия рельефа местности и макетов зданий и сооружений по вертикали и горизонтали 1:10, например, по вертикали М1:50; 1:100; по горизонтали М1:500; 1:1000, что позволяет иметь вариантность ситуационных решений до 2000 видов.

Для примера было изготовлено учебное пособие для обучения студентов по специальности водоснабжение и водоотведение. Учебное пособие (фиг. 1) включает стационарный корпус 1 с движущими механизмами 2. Для придания жесткости конструкции в корпусе 1 предусмотрены поперечные брусья 3 с шагом 20 см. Верх корпуса 1 представляет собой подвижное основание поверхности земли 4 с источниками водоснабжения 5. Модель поверхности земли двухслойная из эластичного материала, например, из резинового полотна 6 и наклеенного на него поролонового покрытия 7, окрашенного в зеленый цвет. На покрытие 7 нанесена координатная сетка 8. На макете местности имеются источники водоснабжения 5: река, водохранилище и т.д., выполненные из окрашенного в голубой цвет оргстекла и закрепленные на корпусе 1. На стационарном корпусе 1 предусмотрены две боковые панели управления 9, расположенные на противоположных сторонах корпуса 1. На панелях управления 9 установлены регуляторы 10 с подвижным упором 12, в количестве по 6 штук с каждой стороны. Изменение рельефа местности производится с помощью подвижных механизмов 2, которые закреплены на поперечных брусьях 3 корпуса 1 в шахматном порядке с сеткой 45 х 45 см.

Движущий механизм 2 включает в себя шестеренку 12 (фиг. 2), насаженную на вал 13, и штангу 14 с дисками 15, 16. Диаметр нижнего диска 15 составляет 18 см, толщина 5 мм, а диаметр гибких дисков 16 составляет 6 см. Между верхним и вторым сверху дисками 16 установлена шайба 17 диаметром 2 см и толщиной 8-10 мм. Нижний диск 15, резиновое полотно 6 (основание) и диски 16 неподвижно зафиксированы на конце штанги 14 контргайками 18. Такая конструкция позволяет создавать правильную форму возвышенных и пониженных участков рельефа местности.

Управление механизмом 2 (фиг. 1) производится с помощью регулятора 10 с упором 11, насаженного на конце вала 13 и выведенного на панель управления 9 (фиг. 1; фиг. 2). Нажатием на упор 11 (фиг. 3) защелка 19 из исходного положения отходит в направление указанной стрелкой и создается возможность поворота регулятора 10 вокруг своей оси. При повороте регулятора 10 по часовой стрелке (фиг. 4) штанга 14 поднимается и создается возвышенный участок рельефа местности, при повороте против часовой стрелки (фиг. 5) штанга 14 опускается и создается пониженный участок рельефа местности. Максимальный подъем штанги вверх 10 см (всего 4 положения), вниз 5 см (всего 2 положения). В результате этого появляется возможность изменения и фиксации относительной отметки рельефа местности с помощью защелки 19. Фиксация отметки поверхности земли осуществляется при возврате упора 11 (фиг. 3) в исходное положение при помощи опорной пружины 20. Принцип действия всех двенадцати регуляторов, расположенных на панели управления, аналогичен.

Для трассировки наружных сетей водоснабжения и водоотведения используются провода различной окраски (трубы), макеты колодцев и т.д.

Пособие работает следующим образом.

На поверхности земли 4, выполненной в заданном масштабе, устанавливают макеты зданий жилой застройки и промышленных предприятий, согласно заданному генплану. Рельеф местности создают с помощью движущих механизмов 2. Управление механизмом 2 производят с помощью регулятора 10 с упором 11, который регулирует относительные отметки земли в заданных пределах. Затем производят трассировку наружных сетей водоснабжения и водоотведения. Выбирают место расположения водозаборного сооружения, водопроводных и канализационных очистных станций, выпуска сточных вод и других элементов систем водоснабжения и водоотведения. Устанавливают макеты зданий очистных сооружений водоснабжения и водоотведения на выбранных площадках. Производят трассировку трубопроводов на очистных сооружениях.

Увеличение вариантности генпланов объектов водоснабжения и водоотведения, теплоснабжения, газоснабжения обеспечивает увеличение эффективности и наглядности обучения студентов инженерно-строительных специальностей.

Использование изобретения в учебном процессе по специальности водоснабжение и водоотведение позволяет значительно улучшить усваемость теоретических знаний на занятиях, проводимых в форме деловой игры, дает наглядное представление о принципе проектирования указанных систем.

Формула изобретения

1. Учебное пособие по моделированию рельефа местности, содержащее корпус, основание поверхности земли, выполненное подвижным с установленными макетами зданий и сооружений, отличающееся тем, что основание выполнено двухслойным, корпус снабжен поперечными брусьями с шагом "а", на каждом из которых размещены в шахматном порядке с сеткой 2,25 - 2,5 "а" движущие механизмы, состоящие из штанги, сопряженной с шестерней, на верхнем конце штанги жестко закреплены диски, соприкасающиеся с основанием поверхности земли, шестерня насажена на вал, на другом конце которого установлен регулятор с упором, при этом между верхним и вторым сверху дисками установлена шайба, а самый нижний диск выполнен из эластичного материала диаметром и толщиной, в три раза большими, чем верхние диски.

2. Учебное пособие по п.1, отличающееся тем, что на основание поверхности земли нанесена координатная сетка с применением соотношения масштабов по вертикали и по горизонтали 1:10.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5