BG112000A - Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители - Google Patents

Abstract

Изобретението се отнася до пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители, осигуряващ постоянно пространствено целево движение и функционалност, зависещо от параметрите на механизма, намиращ приложение в различни механични устройства. Механизмът се състои от три лоста (2а, 2b и 2с), монтирани между прорези (4) на долен диск (1_L) и горен диск (1_U), като единият край на всеки лост (2) е закрепен за един прорез (4) на долен диск (1_L), а другият за един прорез (4) за горен диск (1_U) чрез по един карданен съединител (3). В центъра на всеки диск (1) през спейсер (7) е завинтена халка с винт (6), като около спейсера (7) свободно се върти застопоряваща триъгълна шайба (8), а опънова пружина (5) свързва двете халки с винт (6). Механизмът позволява преминаване на горен диск (1_U) под долен диск (1_L), като увеличава областта си на действие. Според максималния ъгъл на отклонение или за икономичност между лост (2) и диск (1) може да се използва карданен съединител или болтов шарнир лагер (28) със или без ъглов лимитен ограничител за сигурност (17/19). 14 претенции, 11 фигури

Description

ПРОСТРАНСТВЕН МЕХАНИЗЪМ С ДВЕ СТЕПЕНИ НА СВОБОДА С КАРДАННИ СЪЕДИНИТЕЛИ

Патентът се отнася до пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители осигуряващ постоянно пространствено целево движение и функционалност, намиращ приложение в различни механични устройства.

Известен е пространствен механизъм с две степени на свобода съставен от два кинематично или компютърно свързани механизъма с по една степен на свобода, осигуряващ постоянно пространствено целево движение и функционалност.

Недостатък на известният механизъм е комплицираната му структура.

Задачата на патента е да създаде прост пространствен механизъм с две степени на свобода осигуряващ постоянно пространствено целево движение и функционалност.

Задачата е решена от пространствен механизъм съставен от три лоста монтирани между прорези на долен и горен диск, като единият край на всеки лост е свързан с един прорез от долния диск а другият край е свързан с един прорез от горния диск с помоща на по един карданен съединител. В центъра на всеки диск през спейсер е завинтена халка с винт, като около спейсера свободно се върти триъгълна шайба, а опънова пружина свързва двете халки с винт.

Предимствата на механизма е простата му структура.

Примерно изпълнение на механизма е показано на приложените фигури както следва:

Fig 1. показва трите проекции и една изометрична на пространственият механизъм с две степени на свобода с карданни съединители където (1L) е долният диск, (1_U) е горният диск, (3) е карданният съединител, (4) е прорез, (2_а), (2_Ь) и (2_с) са лостовете, където горният диск (1_U) е изместен на Χ,-Υ координати спрямо долният диск (1L).

Fig 2. показва трите проекции и една изометрична на пространственият механизъм с две степени на свобода с карданни съединители където горният диск (1_U) е изместен на -Χ,Υ координети спрямо долният диск (1L).

Fig 3. показва фронтален изглед на частен случай на пространственият механизъм с две степени на свобода с карданни съединители, където (5) е опъновата пружина, (6) е халката с винт, (7) е спейсера и (8) е триъгълната шайба.

Fig 4. е надлъжното, завъртяно на 90 градуса сечение А-А на лоста (2) от Fig 3.

Fig 4a. показва лоста (2) и карданният съединител (3) във всеки край на лоста (2), втулката (10) и лагерният шифт (11).

Fig 4 b. показва лоста (2) и карданният съединител (3) в единият край на лоста (2), а в другият болтов шарнир лагер (28), контра гайка (13), сферична втулка (14) на болтовия шарнир лагер (28), пасващ болт (15) и дистанционна втулка (16).

Fig 4 с. показва лоста (2) като и в двата му края са монтирани болтов шарнир лагер (28) върху един или два от които са прикрепени свободно вяртящ се ъглов лимитен ограничител (17), поради спейсера (18) или фиксиран ъглов лимитен ограничител (19).

Fig 5. показва разрезите В-В и С-С от Fig 3, където (12) са два лагерни щифта.

Fig 6. е разрезите D-D от Fig 3. показваща блокираща движението функция на триъгълната шайба (8), а Е-Е лимитираща движението функция на триъгълната шайба (8) върху пространственият механизъм с две степени на свобода с карданни съединители.

Fig 7. показва карданният съединител сглобен от болт с вилкообразна глава (20) всеки завинтен в отделен диск (1), двата лагерни щифта (21), кубичното тяло (22), вторият болт с вилкообразна глава (24), лагерният щифт (25), опъновата пружина (5), спейсера (7) и триъгълната шайба (8).

Fig 8. представя изометрия при която според частно целево движение и функционалност на пространственият механизъм с две степени на свобода с карданни съединители прорезите (4) на дискове (1) са успоредни.

Fig 9. представя изометрия според Fig 8. при която двата диска (1) се намират в обща равнина след определено движение един спрямо друг.

Fig 10. представя изометрия според Fig 8. и Fig 9. при която двата диска (1) са от другата си страна като продължение на демонстрираното между тях движение.

Fig 1 la. показва фиксираната халка с винт (6) в центъра на диск (1), поради фланцева гайка (27) и лагерният щифт (26) и завинтената в халка с винт (6) триъгълната шайба (8).

Fig 11 Ь. показва освободена халка с винт (6).

Fig lie. показва фиксиран карданен съединител (20/24) поради гайка (27) и лагерният щифт (26).

Fig 11 d. показва освободен карданен съединител (20/24).

Механизмът по-горе представен се състои от три лоста (2а), (2Ь) и (2с) монтирани между прорези (4) на долен диск (1_L) и горен диск (1_U), като единият край на всеки лост (2) е закрепен за един прорез (4) на долен диск (1_L), а другият за един прорез (4) за горен диск (1_U) чрез по един карданен съединител (3). В центъра на всеки диск (1) през спейсер (7) е завинтена халка с винт (6), като около спейсера (7) свободно се върти триъгълна шайба (8), а опънова пружина (5) свързва двете халки с винт (6).

Механизмът, съгласно патента действа по следният начин: Карданният съединител (3) между неподвижния долен диск (1L) и произволен лост (2) определя момент около оста на лоста равен на нула при движението на механизъма. Наличието на втори карданен съединител (3) между този лост (2) и горния диск (1_Ц), създава допълнителна вътрешна връзка в пространственият механизъм позволяваща на горният диск (1_U), като изпълнително звено, пространствено целево движение и функционалност зависещи от геометрията на механизъма при прилагане на две независими движения върху два елемента от механизъма дори при сферичната връзка на болтов шарнир лагер (28) между краищата на останалите два лоста (2) дисковете (1).

Опъновата пружина (5) свързваща двете халки с винт (6) позволява връщане на механизма в равновесно положение, ако заданието за използване на механизъма го изисква.

За избягване на загуби от триене опъновата пружина (5) може да свързва карданният съединител (20/24) сглобен от болтове с вилкообразна глава, кубичното тяло (22) и лагерните щифтове (21/25 ), вместо двете халки с винт (6).

Чрез триъгълната шайба (8) механизмът може да се застопори в някакво централно положение или да се ограничи в движението си.

Според максималния ъгъл на отклонение или икономичност между оста на лост (2) и диск (1), при движение на механизма може да се използва карданен съединител или болтов шарнир лагер (28) с или без ъглов лимитен ограничител за сигурност (17/19).

Геометрията на прорезите (4) в дисковете (1), в зависимост от пространственото целево движение и функционалност на механизма позволява удвояване областта на работа на механизма, когато горният (1U) диск премине равнината на долния диск (1L) и работи под нея.

Claims (14)

1. Авторски претенции.

   1. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители включващ три лоста монтирани между прорези на долен и горен диск, като единият край на всеки лост е свързан с един прорез от долния диск а другият край е свързан с един прорез от горния диск чрез по един карданен съединител.
2. 2. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители според претенция 1. където карданният съединител може да се замени с всеки друг съединител позволяващ свързването на два вала за пренасяне на мощност като движение с постоянна характеристика.
3. 3. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители според претенция 1, където в центъра на всеки диск през спейсер е завинтена халка с винт, а опънова пружина свързва двете халки с винт.
4. 4. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители според претенция 3, като около един или двата спейсера свободно, аксиално се върти триъгълна шайба.
5. 5. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители според претенция 1 и 3, където двете халки с винт могат да се заменят с карданният съединител сглобен от болт с вилкообразна глава, където във вилкообразната глава на болта чрез два лагерни щифта е монтирано кубично тяло монтирано и във вилкообразната глава на втори болт свързани с лагерен щифт, перпендикулярен и в една равнина с двата лагерни щифта, като двата втори болта с вилкообразна глава са свързани с опъновата пружина.
6. 6. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители според претенция 5, където около един или двата болт с вилкообразната глава свободно, аксиално се върти триъгълна шайба.
7. 7. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители според претенциите до тук където на всеки край на лост от механизма е монтиран карданен съединител съставен от втулка, около лоста свързана с него с лагерен щифт, а чрез други два лагерни щифта, перпендикулярни и в една равнина с първия щифт, втулката е свързана с един прорез от диск.
8. 8. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители според претенция 7, където два от лостовете са снабдени с карданен съединител в единият си край, а в другият е монтиран болтов шарнир лагер, чийто болт е завинтен аксиално в лоста, контриран с гайка, като сферичната втулка на болтовия шарнир лагер чрез пасващ болт и дистанционна втулка са прикрепени към прорез на един диск.
9. 9. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители според претенция 7 и 8, при което един или два от болтовите шарнир лагери са оборудвани с въртящ се ъглов лимитен ограничител поради спейсер.
10. 10. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители според претенция 8, при което един или два от болтовите шарнир лагери са оборудвани с фиксиран ъглов лимитен ограничител поради сферичната втулка и пасващият болт.
11. 11. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители според претенциите до тук, където геометрията на прорезите в дисковете са в зависимост от пространственото целево движение и функционалност на механизма, където пасващите болтове са адекватно монтирани в прорезите, а на всеки диск в центъра е закрепена халка с винт, чрез лагерен щифт и фланцева гайка.
12. 12. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители според претенция 11, където триъгълната шайба свободно е завинтена вурху едната или двете халки с винт.
13. 13. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители според претенция 11, където халките с винт са заменени с карданни съединители според претенция 5, където в центъра на всеки диск е закрепен болт с вилкообразна глава, чрез лагерен щифт и фланцева гайка.
14. 14. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители според претенция 13, където триъгълната шайба свободно е завинтена вурху единият или двата болта с вилкообразна глава.