BG66916B1 - 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).

Description

Област на техниката

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.

Предшестващо състояние на техниката

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

Известният механизъм е с комплицирана структура.

Техническа същност на изобретението

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 на всеки лост е свързан с един прорез от горния диск с помощта на по един карданен съединител. В прорез в центъра на всеки диск през дистанционна втулка е завинтена халка с винт, като около дистанционната втулка свободно се върти триъгълна шайба, а опънова пружина свързва двете халки с винт.

Предимствата на механизма е простата му структура.

Пояснение на приложените фигури

Фигура 1 показва трите проекции и една изометрична проекция на пространствения механизъм с две степени на свобода с карданни съединители, където 1L е долният диск, 1U е горният диск, 3 е карданният съединител, 3 2 е сферична става, 4 е прорез, 2_а, 2_Ь и 2_с са лостовете, където горният диск 1U е изместен на Χ,-Υ координати спрямо долният диск 1L.

Фигура 2 показва трите проекции и една изометрична проекция на пространствения механизъм с две степени на свобода с карданни съединители, където горният диск 1U е изместен на -Χ,Υ координати спрямо долният диск 1L.

Фигура 3 показва фронтален изглед на частен случай на пространствения механизъм с две степени на свобода с карданни съединители, където 5 е опъновата пружина, 6 е халка с винт, 7 е дистанционна втулка и 8 е триъгълна шайба.

Фигура 4 е надлъжното, завъртяно на 90 градуса сечение А-А на лоста 2 от фиг. 3.

Фигура 4а показва лоста 2 и карданният съединител 3 във всеки край на лоста 2, съставен от втулката 10 и лагерният щифт 11.

Фигура 4Ь показва лоста 2 и карданният съединител 3 в единия край на лоста 2, а в другия болтов шарнир лагер 28, контра гайка 13, сферична втулка 14 на болтовия шарнир лагер 28, пасващ болт 15 и дистанционна втулка 16.

Фигура 4с показва лоста 2, като и в двата му края са монтирани болтов шарнир лагер 28, върху един или два от които са прикрепени свободно въртящ се ъглов лимитен ограничител 17 върху дистанционна втулка 18 или фиксиран ъглов лимитен ограничител 19.

Фигура 5 показва разрезите В-В и С-С от фиг. 3, където 12 са два лагерни щифта, свързващи втулка 10 на кардана 3 с диск 1.

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

Фигура 7 показва карданният съединител 3, 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,

Описания на издадени патенти за изобретения № 08.1/15.08.2019 лагерният щифт 25, опъновата пружина 5, дистанционна втулка 7 и триъгълната шайба 8.

Фигура 8 представя изометрия, при която според частно целево движение и функционалност на пространствения механизъм с две степени на свобода с карданни съединители прорезите 4 на дискове 1 са успоредни включително прорезите 4 в центъра на дискове 1.

Фигура 9 представя изометрия според фиг. 8, при която двата диска 1 се намират в обща равнина след определено движение един спрямо друг.

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

Фигура Па 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.

Фигура 11b показва освободена халка с винт 6.

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

Фигура lid показва освободен карданен съединител 20/24.

Примерно изпълнение на изобретението

Механизмът по-горе представен се състои от три лоста 2а, 2Ь и 2с, монтирани между прорези 4 на долен диск 1L и горен диск 1U, 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 1U чрез по един карданен съединител 3. В центъра на всеки диск 1 през дистанционна втулка 7 е завишена халка с винт 6, като около дистанционна втулка 7 свободно се върти триъгълна шайба 8, а опънова пружина 5 свързва двете халки с винт 6.

Действие на изобретението

Пространственият механизъм с две степени на свобода с карданни съединители осигурява постоянно пространствено целево движение и функционалност и в частност пространствено успоредно на себе си движение на горен диск 1U, зависещо от геометрията на механизма и от вътрешната връзка в пространствения механизъм между долен диск 1L и горен диск 1U, обусловена от специфичния за кардана момент, в случая между лост 2 и дискове 1, възпрепятстващ ротация на дискове 1 около оста на лост 2, дори при сферична връзка 3 2 между останалите два лоста 2 и дискове 1 в случаи на приемливо съотношение между сили и деформации в механизма.

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

За избягване на загуби от триене опъновата пружина 5 може да свързва карданният съединител 20/24 сглобен от болтове с вилкообразна глава 20, кубичното тяло 22 и лагерните щифтове 21/25, вместо двете халки с виш 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 10/11/12 или болтов шарнир лагер 28 със 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. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители, включващ три лоста (2а, 2Ь и 2с), монтирани между прорези (4) на долен (1L) и горен (Ш) диск, като единият край на всеки лост (2) е свързан с един прорез (4) от долния диск (1L), а другият край на всеки лост (2) е свързан с един прорез (4) от горния диск (Ш) чрез по един карданен съединител (3).

2. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители съгласно претенция 1, където карданите съединители (3) на два от трите лоста представляват сферичен шарнир (3 2).

3. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители съгласно претенция

ΊΊ

Описания на издадени патенти за изобретения № 08.1/15.08.2019

I, където в центъра на всеки диск (1) през дистанционна втулка (7) е завинтена халка с винт (6), а между халките с винт (6), е монтирана опънова пружина (5).

4. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители съгласно претенция 3, като около едната или двете дистанционни втулки (7) шарнирно е прикрепена триъгълна шайба (8).

5. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители съгласно претенции 1 и 3, където в центъра на всеки диск (1) е завинтен карданен съединител (20), а между двата карданни съединителя (20) е монтирана опънова пружина (5).

6. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители съгласно претенция 5, където около един или двата завинтени карданни съединители (20) шарнирно е монтирана триъгълна шайба (8).

7. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители съгласно претенциите дотук, където на всеки край на лост (1) от механизма е монтиран карданен съединител (3), съставен от втулка (10) около лоста (2), свързана с него с лагерен щифт (11), а чрез други два лагерни щифта (12), перпендикулярни на първия щифт (11) и пресичащи се в точка (23) втулката (10) е свързана с един прорез (4) от диск (1).

8. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители съгласно претенция

7, където два от лостовете (1) са снабдени с карданен съединител (3) в единия си край, а в другия е монтиран болтов шарнир лагер (28), чийто болт е завинтен аксиално в лоста (2), контриран с гайка (13), като сферична втулка (14) на болтовия шарнир лагер (28) чрез пасващ болт (15) и дистанционна втулка (16) са прикрепени към прорез (4) на един диск (1).

9. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители съгласно претенции 7 и 8, при което един или два от болтовите шарнир лагери (28) са оборудвани с въртящ се ъглов лимитен ограничител (17) и дистанционна втулка (18).

10. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители съгласно претенция

8, при което един или два от болтовите шарнир лагери (28) са оборудвани с фиксиран ъглов лимитен ограничител (19).

11. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители съгласно претенциите дотук, където прорезите (4) в дисковете (1), включително и прорези (4) в центъра на дискове (1) са успоредни един на друг, а пасващите болтове (15) са перпендикулярно монтирани на прорезите (4), а на всеки диск (1) в центъра е закрепена халка с винт (6) с фланцева гайка (27) и лагерен щифт (26), успореден на пасващите болтове (15).

12. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители съгласно претенция

II, където триъгълната шайба (8) е завинтена върху едната или двете халки с винт (6).

13. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители съгласно претенция 11, където всяка халка с винт (6) е заменена с болтов карданен съединител (20) с фланцева гайка (27) съгласно претенция 5, монтиран към дисковете (1) чрез лагерен щифт (26), перпендикулярно монтиран на прорез (4).

14. Пространствен механизъм с две степени на свобода с карданни съединители съгласно претенция 13, където триъгълната шайба (8) е завинтена върху единия или двата болтови карданни съединители (20).