Сортировалка для зерна сделана на основе механизма с остановкой: часть шатунной кривой одного из шарниров приближает дугу окружности.
Механизм хранится в Музее истории Санкт-Петербургского университета.
Всемирная Колумбова выставка в Чикаго, 1893 г.
И. И. Артоболевский, Н. И. Левитский. Механизмы П. Л. Чебышева / В кн.: Научное наследие П. Л. Чебышева. Вып. II. Теория механизмов. — М.—Л.: Изд-во АН СССР. 1945. С. 37–39.
И. И. Артоболевский, Н. И. Левитский. Модели механизмов П. Л. Чебышева / В кн.: Полное собрание сочинений П. Л. Чебышева. Том IV. Теория механизмов. — М.—Л.: Изд-во АН СССР. 1948. С. 222–223.
Механизм с длительной остановкой ведомого звена в конце его хода
Инвентарная книга Кабинета практической механики Санкт-Петербургского университета (1865—1928).
Фотография (Б. Н. Меншуткин, 1899) Механического кабинета Санкт-Петербургского университета (Музей истории Санкт-Петербургского университета).
Двигатели, изобретённые академиком Чебышевым // Всемирная иллюстрация. 1893. № 1275. С. 17.
Д. А. Граве. Энциклопедия элементарной математики. Очерк её современного положения. — Киев: Издание книжного магазина Н. Я. Оглоблина, 1912.
Рассмотрим разновидность лямбда-механизма, переводящего равномерное движение серого шарнира по окружности в движение синего шарнира по некоторой кривой.
Параметры механизма подобраны так, что часть траектории синего шарнира близка к дуге некоторой окружности. Движение по этой части траектории механизм осуществляет более половины времени.
Добавим к механизму ещё одно звено — «радиус». При движении синего шарнира по участку траектории, близкому к окружности, свободный конец нового звена будет колебаться около центра этой окружности.
Если свободный конец «радиуса» будет управлять движением ещё одного звена — коромысла, то оно большую часть времени будет оставаться неподвижным (в житейском смысле, геометрически будут небольшие отклонения), а затем совершать быстрое полное качение туда-обратно. Как говорят в механике, это механизм с длительной остановкой ведомого звена в конце его хода.
Эту красивую геометрическую идею величайший российский математик Пафнутий Львович Чебышев придумал для создания изящного механизма, сконструированного для важной практической задачи — сортировки зерна. И в веке XIX, и в наши дни зерно сортируют по массе с целью отобрать лучшие — более тяжёлые — зёрна.
Зерно насыпалось в короб. Он не сохранился и восстановлен по фотографии. Далее по изогнутому каналу зерно поступало в лоток, закреплённый на конце звена, имеющего длительную остановку. Так как остановка коромысла продолжается более половины времени, то за этот промежуток зерно заполняет лоток. При быстром качении туда-обратно оно разбрасывается. Чтобы в момент качения зерно не высыпалось из короба, к рассмотренной в начале фильма кинематической схеме в механизме добавлена ещё одна цепочка. «Забрало», прикреплённое к одному из звеньев перекрывает выход из короба в момент качения.
При резком выбрасывании из лотка происходит сортировка зёрен по массе. Лучшие — более тяжёлые — зёрна оказываются (в среднем) лежащими дальше от механизма.
Основная часть сортировалки хранится в Музее истории Санкт-Петербургского университета, также как и фотография Б. Н. Меншуткина механического кабинета университета, сделанная в конце XIX века. На основе этих источников в фильме представлена действующая точная копия механизма.
Геометрическая модель, созданная проектом «Математические этюды».