CS269329B1 - Pákový ovladač - Google Patents

Abstract

Ovladač pracuje na základe změny optických, elektrických, elektromagnetických nebo elektronických veličin. Zahrnuje vnějSÍ ovládací element upravený pro přímá působení pomocí prstů či dlaně ruky a upevněný na vnějělm konci středového čepu. Druný konec čapu má tvar koule věeetranně kyvná uložená v axiálním posuvnám čepu, Který koncem odvráceným od středového čepu působí na element vypínacího či spínacího mechanismu. Současně na axiální posuvný čap trvale působí středová pružina, opírající aa. o nspohyb-' livou středovou část ovladače. Středový čep prochází oválnými otvory va dvojici nad sebou do kříže umístěných řídicích třmenů, kyvná uložených na obvodových čepech, připevněných k nepohyblivá středová části. Na alespoň jednom z dvojice obvodových čepů příslušejicích jednomu řídicímu třmenu jsou vždy nesezeny vratná pružiny, která ee konci opírají o opěrná čepy, pevně spojená s nepohyblivou středovou části, a o zarážky, pevně epojená s řidiciml třmeny· Ovladač obsahuje kromě toho akční členy sloužící k odvozeni β přenosu řídicích signálů. Akční členy jeou vytvořeny ne anebo pevně kinematicky spojeny e řídicími třmeny e/nebo nepohyblivou středovou čáeti ovladače.

Description

Vynález se týká pákového ovladače pro ovládání mechanických a elektrotechnických zařízení, zejména jeřábových, transportních a jim podobných mechaniaaů, prácuj-fcfha na základě změny optických, elektrických, elektromagnetických nebo elektronických veličin.

U dosud známých pákovýoh ovladačů, používaných v širokém měřítku pro regulaci pohonu různých pracovních strojů a zařízení, se vzhledem ke značným nárokům na ně kladeným projevuje řada nevýhod, spočívajících především ve velkých rozměrech, přílišné složitosti a výrobní náročnosti, nízké životnosti a spolehlivosti, obtížné instalaci do zařízení založených na použití desky s tištěnými spoji pro navazující elektrotechnické obvody, popřípadě ve velkých ovládacích silách.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny u pákového ovladače podle vynálezu, který obsahuje středový ovládací čep s ovládacím elementem určeným pro přímé působení pomocí prstů nebo dlaně ruky a který je charakterizován tím, že druhý konec středového ovládacího čepu má tvar koule všestranně výkyvně uložené v axiálním posuvném čepu, který koncem odvráceným od středového ovládacího čepu v pracovní poloze dosedá na element vypínacího či spínacího mechanismu a který je obklopen středovou pružinou opírající se o nepohyblivou středovou část ovladače. Středový ovládací čep prochází přitom otvory dvojice nad eebou do kříže umístěných řídicích třmenů, kde alespoň jeden z otvorů je proveden jako podélný, zatímco zbývající popřípadě jako kruhový. Toto uspořádání otvorů vyhovuje pro ovládání jednoho mechanismu ve dvou směrech. Pro souběžné ovládání dvou mechanismů je třeba provést oba otvory jako podélné, nejlépe oválné. Řídicí třmeny jsou dále výkyvně uloženy na dvojici obvodových čepů, připevněných z vnější struny k nepohyblivé střední části ovladače, přičemž na alespoň jednom z dvojice obvodových čepů příslušejících jednomu řídicímu třmenu jsou vždy nasazeny vratné pružiny, které se svými konci opírají o opěrné čepy, pevni spojené s nepohyblivou středovou částí ovladače, a o zarážky, pevně spojené a řídicími třmeny.

Ovladač je dál· opatřen akčními členy, které zprostředkují vysílání a příjem elektrických řídicích signálů. Nejčastějším zdrojem řídicích signálů je změna optické vazby mezi dvojicemi optoelektronických spínacích prvků, které jsou pevně spojeny e nepohyblivou středovou částí ovladače.. Prodloužená boční část řídicího třmene či třmenů, která působí jako světelná clona, je přitom opatřena nejméně jedním prostupným otvorem. Při jiné alternativě je na řídicím třmenu nebo třmenech vytvořen anebo s nimi kinematicky pevně spojen element a postupně se měnící průsvitností pro světelné paprsky, popřípadě je na nich vytvořena či s nimi spojena kinematicky plocha s postupně se měnící odrazivostí pro světelné paprsky anebo proměnlivým sklonem odrazu. V prvém případě je element opět umístěn mezi alespoň, jednou dvojioí optoelektronických prvků, ve druhém případě je plocha k alespoň jedné dvojici optoelektronických prvků přivrácena. Proměnlivé odrazivosti je možno docílit měnící se kvalitou povrchu plochy, od zrcadlového provedení až po světlo pohlcující matnou černou plochu.

Řídicí signál je však možno odvodit i ze změny elektrického odporu* V tom případě je možno volit provedení, při němž je na řídicím třmenu či třmenech vytvořena anebo s nimi kinematicky pevně spojena vodivá vrstva, která popřípadě vykazuje nadto proměnnou hodnotu elektrického odporu, zatímco na nepohyblivé středové části ovladače je umístěn běžec. Stejně dobře je však možno volit i uspořádání opačné.

V případě, kdy se řídicí signál odvozuje ze změny elektrické kapacity, je čáet říf dicího třmene či třmenů provedena jako jedna část kondensátoru, zatímco další část nebo části kondensátoru jsou nepohyblivě spojeny e nepohyblivou středovou částí ovladače.

Funkční část řídicího třmene či třmenů může však být rovněž upravena k řízení pomocí změny magnetického pole, a to tak, že na řídicím třmeni či třmenech je umístěna elektromagnetická cívka, zatímco na nepohyblivé středové části ovladače nebo částí s nimi pevně kinematicky opojených je umístěn feromagnetický element. Umístění obou elementů může být samozřejmě 1 opačné. Místo samostatného elementu, zhotoveného z feromagnetického materiálu, může být ovšem jako feromagnet provedena přímo funkční část řídicího třmene či třmě2

269 329 Bl nů, popřípadě část nepohyblivé středové části ovladače. Změnou vzájemné polohy uvedených součástí, ovládajících natočení řídicího třmene či třmenů, je ovlivňována indukčnoet řídicího obvodu, do kterého může být vřazen i permanentní magnet.

Pákový ovladač v popsaném uspořádání je určen jak pro plynulé, tak i pro stupňovité řízení rychlosti pohonů pracovníoh mechanismů. Při požadavku na stupňovité ovládání mechanismů je však účelné uspořádání přispívající ke zvýraznění jednotlivých poloh ovladače. Toto uspořádání spočívá v tom, že na prodloužené boční části řídicího třmene či třmenů, popřípadě na elementu se třmenem pevně kinematicky spojeném, jsou vytvořeny zářezy , do nichž zapadá pružná západka, pevně spojená s nepohyblivou středovou částí ovladače.

Z hlediska technologické výhodnosti a zmenšení rozměrů ovládacího ústrojí pracovních mechanismů je přitom zejména účelné uspořádání, při němž je nepohyblivá středová část ovladače pevně spojena s deskou s tištěnými spoji. Tím není ovšem vyloučena alternativní úprava, při níž je pákový ovladač v provedení podle vynálezu umístěn samostatně, ve zvláštním obalu mimo desku tištěných spojů, přičemž je s navazujícími součástkami propojen pomocí kabelu*

Hlavními výhodami pákového ovladače v provedení podle vynálezu jsou malé rozměry, nízká hmotnost, jednoduchost, minimální počet součástí, snadná vyrobltelnost, vysoká spolehlivost, snadná upravitelnost pro Široký rozsah použití, možnost snadné úpravy pro dvousměrné ovládání jednoho zařízení nebo současné dvousměnné ovládání dvou zařízení. Součástí ovladače je 1 zařízení zabraňující neúmyslnému zapnutí ovladače, přičemž je ovladač zkonstruován tak, že je možno jej snadné Instalovat přímo na desku s tištěnými spoji navazujících elektrotechnických obvodů.

Příkladné provedení pákového ovladače podle vynálezu, založeného na použití opto^ elektrických prvků pro odvození řídicích signálů, je znázorněno na výkresu, kde na obr. 1 je svislý řez kompletně sestaveným ovladačem, přičemž v levé polovině je znázorněna výchozí, klidová poloha ovladače, zatímco v pravé polovině poloha pracovní) na obr. 2 je boční pohled na vlastní mechanismus pákového ovladače podle obr. 1 a na obr. 3 půdorys mechanismu ovladače podle obr. 2.

Pákový ovladač ve znázorněném provedení se skládá z vnějšího ovládacího elementu i, který je našroubován na jednom konci středového ovládacího čepu χ. Rádné dotažení ovládacího elementu i na čepu £ umožňuje distanční kroužek 20. který je navlečen na středovém ovládacím čepu 2 a současně slouží k upevnění horního okřaje ochranné pryžové membrány 21 k čepu £. ^Pro snadnější utažení ovládacího elementu X na středovém ovládacím čepu 2 za použití potřebného nářadí jsou v horní části čepu £ vytvořeny ploché zářezy 22. Spodní okraj ochranné pryžová membrány 21 je pomocí kroužku 24 s defoxmovatelným spodním okrajem připevněn ke krycímu plášti 2χ.

Druhý konec středového ovládacího čepu 2 má tvar koule 2» uložené všestranně kyvné v axiálním posuvném čepu £, který se ve vymezeném rozsahu pohybuje v nepohyblivé středové části χ ovladače. Nepohyblivá středová část X je nasazena na středící podložce 25 a pomocí šroubů 26 je připevněna k desce s tištěnými spoji 19. Středovým otvorem středící podložky 25 prochází spodní zúžený konec axiálního posuvného čepu £, který v pracovní poloze ovladače dosedá na element £ vypínacího a spínacího mechanismu. Na axiálním posuvném čepu £ je nasazena středová pružina £, která se horní částí opírá o výstupek na axiálním posuvném čepu £ a spodní částí b středící podložka 25.

Nepohyblivá středová část χ ovladače má po obvodu vytvořeny čtyři otvory se závity, do nichž jsou zašroubovány obvodové čepy 10. Na čepech 10 jsou výkyvné nad sebou uloženy dva řídicí třmeny χ. Třmeny jsou umístěny navzájem do kříže a ve střední části jsou opatřeny oválnými otvory χ, kterými prochází středový ovládací čep 2.

V prodloužené boční části řídicích třmenů χ, které plní funkci světelné clony, jsou vytvořeny otvory 17 pro otevírání a uzavření cesty světelným paprskům mezi dvojicemi op

CS 269 329 Bl toelektronických spínacích prvků 16» upevněných v desce s tištěnými spoji 19. V prodloužené boční části řídicích třmenů 2 jeou kromě toho vytvořeny zarážky 14. o něž se opírají konce 12 vratných pružin 11. obklopujících distanční trubky 27. nasazené na obvodových čepech 10 v úseku mezi řídicími třmeny 2 a nepohyblivou středovou částí £ ovladače. Na nepohyblivé střední části £ jeou dále umíetěny opěrné čepy 13. o něž ee rovněž opírají konce 12 vratných pružin 11» Ve epodním okraji prodloužené boční čáeti řídicích třmenů 2 Jsou vytvořeny zářezy 15. vyznačující epínané polohy. Do zářezů 12 zapadá výstupek na pružné západce 16. připevněné pomooí šroubu e maticí a podložkou 28 k desce s tištěnými spoji 19» V pravé polovině obr» 1 je axiální posuvný čep £ vyroben z jednoho dílu materiálu, v levé polovině je koule 2 proti vypadení zajištěna připevňovacím kroužkem 22.

Pákový ovladač ve znázorněném provedení pracuje tak, že při uvádění řízeného mechanismu do chodu je nutno nejprve stlačit vnější ovláda.cí element i ve směru podélné osy středového ovládacího čepu £» Tím se překoná odpor středové pružiny £ a axiální posuvný čep £ se posune a polohy znázorněné v levé polovině obr, 1 do polohy znázorněné v pravé polovině. Dosednutím spodní části axiálního posuvného čepu £ na element 2 ^se sepne spínací mechanismus, a umožní se tak vlastní funkční činnost ovladače. Tímto uspořádáním se zabrání tomu, aby při neúmyslném pohybu ruky či náhodném nárazu do ovladače nebylo ovládané zařízení uvedeno do chodua nevznikly škody na majetku či zdraví obsluhujících osob. .

Pákový ovladač ve znázorněném provedení může ovládat současně dvě různá zařízení a každé z nioh řídit ve dvou směrech pohybu. Dosahuje se toho nakláněním vnějšího ovládacího elementu i ve směru odpovídajícímu ovládanému zařízení a zamyšlenému směru jeho pohybu. Poloha vnějšího ovládacího elementu J,, odpovídající jednotlivým stupňům, je signalizována zářezy 15 a pružnou západkou 16. Každé poloze vnějšího ovládacího elementu 1 odpovídá určité naklonění řídicích třmenů 2 a konkrétní poloha otvorů 17 vůči optoelektronickým spínacím prvkům 18.

Ovladač v uspořádání podle vynálezu je možno realizovat v mnoha konstrukčních obměnách. Axiální posuvný čep £ nemusí být vyroben z jednoho kusu, ale může být sestaven z několika dílů. Podobně i řídicí třmeny 2 mohou být zhotoveny z několika navzájem spojených částí. Vratná pružina 11« opěrný čep 13 a zarážka 1£ nemusí být umístěný v prodloužené boční části řídicího třmene 2 ^a u optoelektronických spínacích prvků 18, ale mohou být provedeny i na opačné straně řídicích třmenů 2·

Distanční trubky 27 mohou být pevně spojeny s řídicími třmeny 2» anebo mohou podle technologie výroby - tvořit přímo součást nepohyblivé středové části £ ovladače. Středící podložka 25 nemusí být nezbytná použita. Jako vedení axiálního posuvného čepu £ může pro méně náročné aplikace sloužit přímo deska s tištěnými spoji 12* Obvodové čepy 10 a opěrné čepy 13 nemusí být našroubovány, ale například zalisovány či zality.

Prodloužená boční část řídioích třmenů 2 inusí být provedena podle požadavků kladených na řízení a na způsob vzniku a přenosu řídicího signálu. Tak například zářezy 15 mohou být použity 1 pro běžné neznázoměné přímé kontaktní spínání. Při požadavku na plynulou regulaci není naopak třeba provádět ani zářezy 15 ani pružnou západku 16. Řídicí signál bude ovlivňován přímo řídicím třmenem 2 uabo součástmi s ním pevně kinematicky spojenými, které budou mít odpovídajícím způsobem provedenu řídicí funkční část. Není pochopitelně podmínkou, aby příslušné funkční úpravy byly provedeny vždy na obou řídicích třmenech. Při ovládání pohybu jednoho pracovního mechanismu v jediném směru postačí, jestliže jsou úpravy provedeny pouze na jednom ze třmenů, zatímco druhý třmen slouží výhradně pro vedení a omezení pohybu středového ovládacího čepu. V případě, kdy má být ovládán jediný mechanismus při pohybu ve dvou rozdílných směrech a za použití dvou samostatných, často odlišných pohonů, anebo v případě, kdy jsou ovládány mechanismy dva se samostatnými pohony, jsou potřebným způsobem upraveny oba řídicí třmeny. Není však opět podmínkou, aby byly upraveny stejným způsobem, za použití shodných funkč4

CS 269 329 Bl nich prvků 51 členů, ale je zde naopak možnost volit v souvislosti s charakterem ovládaných zařízení 1 jejich pohonů vhodnou kombinaci jednotlivých principů vzniku a přenosu řídicích signálů.

Obecně je možno pákový ovladač v provedení podle vynálezu použít všude tam, kde je třeba ovládat ve dvou směrech plynule či stupňovitě pohyb pracovních etrojů. Kromě řízení pohonů jeřábů a transportních zařízení může kupříkladu sloužit i k ovládání pohybu pracovních stolů, řezných nástrojů, uchopovacích mechanismů atp.

Claims (9)

1. Pákový ovladač pro ovládání mechanických a elektrotechnických zařízení, zejména jeřábových, transportních a jim podobných mechanismů, pracující na základě změny optických, elektrických, elektromagnetických či elektronických veličin a obsahující středový ovládací čep s ovládacím elementem upevněným na vnějším konci čepu a upraveným pro ruční ovládání čepu, vyznačující se tím, že druhý konec středového ovládacího čepu (2) má tvar koule (3) všestranně výkyvné uložené v axiálním posuvném čepu (4), který koncem odvráceným od středového ovládacího čepu (2) v pracovní poloze dosedá na element (3) vypínacího či spínacího mechanismu a který je obklopen středovou pružinou (6) opírající se o nepohyblivou středovou část (7) ovladače, přičemž středový ovládací čep (2) prochází otvory (8) dvojice nad sebou do kříže umístěných řídicích třmenů (9)* kde alespoň jeden z otvorů (8; je proveden jako podélný, zatímco zbývající popřípadě jako kruhový, a kde řídioí třmeny (9) jsou výkyvné uloženy na dvojioi obvodových čepů 110), z vnější strany připevněných k nepohyblivé středové části i?) ovladače, přičemž vždy na alespoň jednom' z dvojice obvodových čepů (10) příslušejících jednomu řídicímu třmenu (9) jsou, nasazeny vratné pružiny vil), opírající se jedním koncem ^12) o opěrné čepy (13)» pevně opojené s nepohyblivou středovou částí (7) ovladače, a o zarážky (14)» pevně spojené s řídioími třmeny (9)» a přičemž dále ovladač obsahuje akční člen či členy» vytvořené na anebo pevně kinematicky spojené s řídicími, třmeny (9) a/nebo nepohyblivou středovou částí v7) ovladače.

2. Pákový ovladač podle bodu 1» vyznačující se tím» že řídioí třmen či třmeny (9) jsou jednostranně opatřeny prodlouženou boční částí» která je umístěna mezi alespoň jednou dvojicí optoelektronických prvků (18)» pevně spojených s nepohyblivou středovou částí (7) ovladače» a je opatřena nejméně jedním otvorem (17).

3. Pákový ovladač podle bodu 1, vyznačující se tím, Že na řídicím třmenu či třmenech (9) je vytvořen anebo s nimi kinematicky pevně spojen element s postupně se měnící průsvitností pro světelné paprsky, umístěný mezi alespoň jednou dvojicí optoelektronických prvků (18j, pevně spojených s nepohyblivou středovou částí (7) ovladače.

4. Pákový ovladač podle bodu 1, vyznačující se tím, žo na řídicím třmenu či třmenech (9) je vytvořena anebo s nimi pevně kinematicky spojena plocha e postupně se měnící odrazivostí pro světelné paprsky, popřípadě postupně se měnícím sklonem odrazu světelných paprsků, přivrácená k alespoň jedné dvojioi optoelektronických prvků (18), pevně spojených s nepohyblivou středovou částí (7) ovladače,

5. Pákový ovladač podle bodu 1, vyznačující se tím, Že na řídicím třmenu Či třmenech (9; je vytvořena anebo s nimi kinematicky pevně spojena vodivá vrstva, která popřípadě vykazuje proměnnou hodnotu elektrického odporu, zatímco na nepohyblivé středové části (7) ovladače je umístěn běžec anebo naopak,

6. Pákový ovladač podle bodu 1, vyznačující se tím, že část řídicího třmene či třmenů i9) je provedena jako jedna část kondensátoru, zatímco další část nebo části kondenzátoru jsou nepohyblivě pevně spojeny s nepohyblivou středovou částí (7) ovladače.

7. Pákový ovladač podle bodu 1, vyznačující se tím, že řídicí třmen či třmeny (9), popřípadě elementy s nimi kinematicky pevné spojené, jsou provedeny z feromagnetického ma-

CS 269 329 Bl teriálu, přičemž na nepohyblivé středové části (7) ovladače je umístěna nebo s ní spojena elektromagnetická cívka anebo naopak.

8. Pákový ovladač podle bodů 1 až 7» vyznačující se tím, že na prodloužené boční části řídicího třmene či třmenů <91» popřípadě na elementu se třmenem (9) pevně kinematicky spojeném, jsou vytvořeny zářezy (15)» do nichž zapadá pružná západka (16), pevně spojená s nepohyblivou středovou částí (7) ovladače.

9, Pákový ovladač podle bodů 1 až 8, vyznačující se tím, že nepohyblivá středová část (7) ovladače je pevně spojena s deskou s tiStěnými spoji (19).