CZ308576B6 - Způsob a zařízení k redukci hnacího momentu strojních mechanismů s nekonstantním převodem - Google Patents

Způsob a zařízení k redukci hnacího momentu strojních mechanismů s nekonstantním převodem Download PDF

Info

Publication number
CZ308576B6
CZ308576B6 CZ2019-642A CZ2019642A CZ308576B6 CZ 308576 B6 CZ308576 B6 CZ 308576B6 CZ 2019642 A CZ2019642 A CZ 2019642A CZ 308576 B6 CZ308576 B6 CZ 308576B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
working
input element
driving torque
rotation
input
Prior art date
Application number
CZ2019-642A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2019642A3 (cs
Inventor
Petr Jirásko
Original Assignee
VĂšTS, a.s.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by VĂšTS, a.s. filed Critical VĂšTS, a.s.
Priority to CZ2019-642A priority Critical patent/CZ308576B6/cs
Priority to EP20201284.5A priority patent/EP3809014A1/en
Publication of CZ2019642A3 publication Critical patent/CZ2019642A3/cs
Publication of CZ308576B6 publication Critical patent/CZ308576B6/cs

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H27/00Step-by-step mechanisms without freewheel members, e.g. Geneva drives
    • F16H27/04Step-by-step mechanisms without freewheel members, e.g. Geneva drives for converting continuous rotation into a step-by-step rotary movement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H35/00Gearings or mechanisms with other special functional features
    • F16H35/02Gearings or mechanisms with other special functional features for conveying rotary motion with cyclically varying velocity ratio
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G01M1/14Determining imbalance
    • G01M1/16Determining imbalance by oscillating or rotating the body to be tested
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/416Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

Řešení se týká způsobu redukce vstupního hnacího momentu strojních pracovních mechanismů (1) s nekonstantním převodem, zejména u manipulačních a výrobních strojů, při kterém se rovnoměrným rotačním pohybem s definovaným hnacím krouticím momentem (M1) s průběhem závislým na úhlu (ψ) natočení vstupního prvku pracovního mechanismu (1) pohání pracovní mechanismus (1). Na vstupní prvek pracovního mechanismu (1) se přivede definovaný hnací krouticí moment (M2), jehož průběh je zrcadlově převrácen vůči definovanému hnacímu krouticímu momentu (M1) v závislosti na úhlu (ψ) natočení vstupního prvku pracovního mechanismu (1). A dále se týká zařízení k redukci vstupního hnacího momentu strojních pracovních mechanismů (1) s nekonstantním převodem, zejména u manipulačních a výrobních strojů, které obsahují vstupní prvek spřažený s hřídelem rotačního rovnoměrného pohonu. Vstupní prvek pracovního mechanismu (1) je tuhým prvkem propojen se vstupním prvkem vyvažujícího mechanismu (2), přičemž vyvažující mechanismus (2) má definovaný hnací krouticí moment (M2), jehož průběh v závislosti na úhlu (ψ) natočení vstupního prvku vyvažujícího mechanismu (2) je zrcadlově převrácený vůči definovanému hnacímu krouticímu momentu (M1) v závislosti na úhlu (ψ) natočení vstupního prvku pracovního mechanismu (1).

Description

Způsob a zařízení k redukci hnacího momentu strojních mechanismů s nekonstantním převodem
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu redukce vstupního hnacího momentu strojních pracovních mechanismů s nekonstantním převodem, zejména u manipulačních a výrobních strojů, při kterém se rovnoměrným rotačním pohybem s definovaným hnacím kroutícím momentem s průběhem závislým na úhlu natočení vstupního prvku pracovního mechanismu pohání pracovní mechanismus.
Vynález se také týká zařízení k redukci vstupního hnacího momentu strojních pracovních mechanismů s nekonstantním převodem, zejména u manipulačních a výrobních strojů, které obsahují vstupní prvek spřažený s hřídelem rotačního rovnoměrného pohonu.
Dosavadní stav techniky
Pohyb pracovních členů výrobních a manipulačních strojů je určen požadovanou technologickou fiinkcí. Tento pracovní pohyb je zajištěn mechanismy, resp. kinematickým řetězcem mechanismů s jedním stupněm volnosti. Ve většině případů přitom jde o transformaci vstupního (hnacího) rotačního pohybu s konstantní úhlovou rychlostí na nerovnoměrný rotační nebo posuvný pohyb pracovního členu na výstupu. Tuto transformaci obecně zabezpečují vačkové, kloubové či vačkokloubové mechanismy, ať již rovinné nebo prostorové. Tyto mechanismy bývají případně doplněny konstantními převody, jako jsou např. ozubená kola, řemenové převody nebo jiné typy převodovek s konstantním převodem.
Kinematický řetězec mechanismů pro zajištění pracovního pohybuje tak složen z členů, které mají rotační, posuvný a obecný prohýb. Důsledkem pohybu těchto členů, které jsou hmotnými tělesy, jsou dynamické setrvačné síly, které způsobují jednak silové reakce do rámu stroje a jednak způsobují nerovnoměrnosti hnacího momentu. Z důvodu omezení řečených silových reakcí do rámu stroje se členy kinematického řetězce vyvažují, např. podle CZ 284099, CZ 301095 a dalších, což však zvyšuje hmotnost těchto členů, což ve svém důsledku vede ke zvyšování hodnoty potřebného hnacího momentu na vstupu kinematického řetězce mechanismů pro zajištění pracovního pohybu.
Celkový hnací moment na vstupu kinematického řetězce je přitom v rovnováze se silovými účinky pasivních odporů, technologickými vnějšími silami působícími na pracovní výstupní člen a s dynamickými setrvačnými silami všech členů kinematického řetězce.
Od pohonu kinematického řetězce, tj. na vstupu kinematického řetězce, se přitom vyžadují konstantní otáčky, proto se jako pohon používají elektromotory, které jsou výkonově, tj. z hlediska otáček a kroutícího momentu, patřičně dimenzovány právě s ohledem na maximální hodnoty hnacího momentu a také efektivní hodnoty hnacího momentu. V důsledku negativního ovlivňování hnacího elektromotoru hnaným kinematickým řetězcem se tak jako hnací elektromotory volí elektromotory s výkonem, který je předimenzován, a to někdy i dost značně.
Ke snížení požadavků na maximální hodnoty hnacího momentu hnacího elektromotoru lze použít např. setrvačníků na vstupu, které do jisté míry kompenzují špičky hnacího momentu. Energie potřebná ke snížení špiček momentu se přitom odebírá z kinetické energie setrvačníku, což však má za následek snížení rychlosti otáčení setrvačníku vznik dalších nerovnoměrností chodu hnacího elektromotoru i hnaného kinematického řetězce.
-1 CZ 308576 B6
Za současného stavu techniky přitom nelze účinně redukovat tu část potřebného vstupního hnacího momentu na vstupu kinematického řetězce s konstantní rotací, jejíž potřebnost je vyvolána působením setrvačných dynamických sil jednotlivých členů kinematického řetězce.
Cílem vynálezu je odstranit, nebo alespoň podstatně zmírnit nedostatky současného stavu techniky, zejména umožnit redukci potřebného vstupního hnacího momentu na vstupu kinematického řetězce s konstantní rotací.
Podstata vynálezu
Cíle vynálezu je dosaženo způsobem redukce hnacího momentu strojních mechanismů s nekonstantním převodem, zejména u manipulačních a výrobních strojů, jehož podstata spočívá v tom, že na vstupní prvek pracovního mechanismu se přivede definovaný hnací kroutící moment, jehož průběh je zrcadlově převrácen vůči definovanému hnacímu kroutícímu momentu v závislosti na úhlu natočení vstupního prvku pracovního mechanismu.
Podstata zařízení k redukci hnacího momentu strojních mechanismů s nekonstantním převodem, zejména u manipulačních a výrobních strojů spočívá v tom, že vstupní prvek pracovního mechanismu je tuhým prvkem propojen se vstupním prvkem vyvažujícího mechanismu, přičemž vyvažující mechanismus má definovaný hnací kroutící moment, jehož průběh v závislosti na úhlu natočení vstupního prvku vyvažujícího mechanismu je zrcadlově převrácený vůči definovanému hnacímu kroutícímu momentu v závislosti na úhlu natočení vstupního prvku pracovního mechanismu.
Vynález spočívá v eliminaci té části celkového potřebného hnacího momentu na vstupu pracovního kinematického řetězce, která by jinak byla potřeba k překonání dynamických setrvačných sil členů kinematického řetězce s nerovnoměrným rotačním, posuvným a obecným pohybem. Uvažujemeli pracovní kinematický řetězec s jedním stupněm volnosti bez vlivu pasivních odporů, resp. bez tření a bez vnější pracovní technologické síly na výstupním členu, pak fiinkce průběhu hnacího momentu v závislosti na vstupním natočení hnacího hřídele je dynamickým řešením úlohy, která definuje pohyb kinematického řetězce s konstantní úhlovou rychlostí vstupního členu.
Potřebný hnací moment pracovního kinematického řetězce je redukován tehdy, je-li na vstupní člen hnaného kinematického řetězce přiveden redukční kroutící moment, jehož časový průběh je v závislosti na vstupním natočení vstupního hřídele zrcadlově převrácený vůči skutečnému časovému průběhu hnacího momentu hnaného kinematického řetězce. Oba vstupní momenty, tj. redukční i hnací, tak budou mít ve své absolutní hodnotě stejný časový průběh, jen s opačnými znaménky +/-.
Redukční kroutící moment může být vyvozován např. jako hnací moment vačkového mechanismu s neperiodickou pracovní zdvihovou závislostí bez klidových intervalů, typicky jde o typ mechanismu, kde výstupní člen koná neperiodický pohyb, často nazývaný jako krokový. Tento rotační krokový pohyb si lze představit, např. jako superposici konstantní rotace s periodickým pohybem, kdy výsledným pohybem je nerovnoměrná rotace, např. u krokového vačkového mechanismu. Tuto nerovnoměrnou rotaci výstupního členu lze přitom navrhnout právě tak, aby byl časový průběh hnacího momentu krokového vačkového mechanismu právě zrcadlově převrácený k vyvažovanému hnacímu momentu hnaného kinematického řetězce s periodickou pracovní zdvihovou závislostí.
Redukční kroutící moment rovněž může být reprezentován hnacím momentem vačkového mechanismu s periodickou pracovní zdvihovou závislostí, což je typ mechanismu, kde výstupní člen mechanismu koná periodický pohyb. Tento periodický pohyb si lze představit, např. jako kývavý pohyb vahadla základního vačkového mechanismu vačky s vahadlem a kladkou. Hnací moment periodického vačkového mechanismu lze přitom navrhnout právě tak, aby byl zrcadlově
- 2 CZ 308576 B6 obrácený k vyvažovanému hnacímu momentu hnaného pracovního kinematického řetězce s neperiodickou, resp. krokovou, pracovní zdvihovou závislostí bez klidových intervalů.
V zásadě tedy rozlišujeme dva mechanické systémy, kde jeden je s periodickou pracovní zdvihovou závislostí a druhý je s neperiodickou, resp. krokovou, zdvihovou závislostí. Zdvihová závislost je přitom definována jako závislost polohy výstupního členu hnaného mechanismu na poloze, resp. natočení, vstupního členu hnaného mechanismu poháněného pohonem s konstantní rotací. V obou případech se přitom jedná o mechanismy s nekonstantním převodem mezi vstupem a výstupem.
Tento vynález je tedy založen na tom, že okamžitá hodnota hnacího momentu pracovního kinematického řetězce, tj. hodnota hnacího momentu, která je vyžadována pro pohon pracovního kinematického řetězce, je redukována záporně vzatou hodnotou redukčního hnacího momentu vyvažujícího vačkového mechanismu.
Vznikne tak mechanický systém složený ze dvou částí, a to z části s periodickou zdvihovou závislostí a části s krokovou zdvihovou závislostí. Obě části jsou propojeny hnacím hřídelem s konstantní rotací, na kterém se v dané poloze vzájemně ruší oba momenty v té části celkového hnacího momentu, kterou hnací pohon reaguje na dynamické setrvačné síly členů hnaného kinematického řetězce, tj. mechanismů s nerovnoměrným rotačním pohybem, s posuvným pohybem a obecným pohybem. Hodnota jednoho momentu je přitom kladná a hodnota druhého momentu je záporná a obě hodnoty jsou stejné ve své absolutní velikosti.
Jsou-li takto definované mechanické systémy spojeny prostřednictvím vstupních hřídelů s požadovanou konstantní rotací, dojde ke vzájemnému zrušení hnacích momentů. To je způsobeno tím, že v případě požadavku na okamžitý kladný hnací moment hnaného kinematického řetězce vzniká požadavek na stejný okamžitý, ale záporný, hnací moment redukčního vačkového mechanismu a obráceně. Jinými slovy, požadavek na zrychlení hnaného kinematického řetězce je samovolně kompenzován bržděním redukčního vačkového mechanismu.
Dojde tak ke spolupráci dvou mechanických systémů, kdy pohyb pracovního členu jednoho systému je periodický a pohyb pracovního členu druhého systému je neperiodický, resp. krokový. Je přitom vcelku nedůležité, který z obou mechanických systémů je pracovní, a který je redukční. Při vzájemné spolupráci obou takových mechanických systémů prostřednictvím symetrických zrcadlově obrácených hnacích momentů dochází k vzájemné výměně kinetické energie mezi oběma mechanickými systémy.
Rovněž je možné realizovat spolupráci obou mechanických systémů, kdy pohyb pracovního členu jednoho systému je neperiodický a pohyb pracovního členu druhého systému je rovněž neperiodický, resp. krokový. V tomto případě, kdy pracovní zdvihová závislost hnaného kinematického řetězce má klidové intervaly, pak zdvihová závislost redukčního systému v tomto úseku vykazuje konstantní první derivaci, tedy pracovní člen se pohybuje s konstantní úhlovou rychlostí. Opět platí, že není důležité, který z obou mechanických systémů je pracovní, a který je redukční. Při vzájemné spolupráci obou mechanických systémů prostřednictvím symetrických zrcadlově obrácených hnacích momentů dochází ke vzájemné výměně kinetické energie mezi oběma mechanickými systémy.
Požadovaný hnací moment pohonu obou spojených mechanických systémů, tj. pracovního a redukčního, je pak nulový při zanedbání pasivních odporů a vnější pracovní zátěže.
Je-li takový mechanický systém v pohybu s konstantní vstupní rotací a nepůsobí-li na něj vnější silové účinky, pak je pro pohyb takového systému požadována pouze energie pro vyrovnání energetických ztrát vlivem pasivních odporů v systému a systém si zachovává svoji konstantní hodnotu kinetické energie. Kinetická energie se do systému akumuluje při rozběhu systému. Výše popsaný systém obsahující redukční a pracovní mechanismus je pak možno realizovat
-3CZ 308576 B6 s neperiodickou, resp. krokovou zdvihovou závislostí je možno uspořádat s radiální, axiální nebo globoidní vačkou či s dvoj vačkou.
Objasnění výkresů
Vynález je schematicky znázorněn na výkrese, kde ukazuje:
- obr. la kinematické schéma dvojvačkového mechanismu s dvojitým vahadlem 11;
- obr. 1b periodickou zdvihovou závislost φΐ = φΐ(ψ) natočení pracovního členu φΐ v závislosti na natočení vačky ψ;
- obr. 2a rovinný kinematický řetězec složeného mechanismu s jedním stupněm volnosti, jehož struktura se skládá ze základního vačkového mechanismu radiální vačky s vahadlem a kladkou, čtyřkloubového mechanismu a kulisového mechanismu;
- obr. 2b periodickou zdvihovou závislost w = w(\|/) posuvu pracovního členu w v závislosti na natočení vačky ψ;
- obr. 3a dvojvačkový mechanismus s rotačním karuselem, který má 8 rolen;
- obr. 3b neperiodickou, resp. krokovou, zdvihovou závislost φ = φ(ψ) s klidovou výdrží natočení pracovního členu φ v závislosti na natočení vačky ψ;
- obr. 4a dvojvačkový mechanismus s rotačním karuselem, který má 8 rolen;
- obr. 4b neperiodickou, resp. krokovou, zdvihová závislost φ2 = φ2(ψ) bez klidové výdrže natočení pracovního členu φ2 v závislosti na natočení vačky ψ;
- obr. 5a mechanický systém dvou propojených mechanismů s jedním stupněm volnosti prostřednictvím hnací hřídele s konstantní rotací, kde jeden systém je s radiální dvojvačkou a vahadlem s periodickou zdvihovou závislosti φ1=φ1(ψ) a momentem setrvačnosti JI, druhý systém je s radiální dvojvačkou a rotačním karuselem s neperiodickou, resp. krokovou zdvihovou závislostí φ2=φ2(ψ) s momentem setrvačnosti J2; a
- obr. 5b průběh hnacích momentů Ml a M2, které jsou vzájemně symetrické podle osy ψ, resp. zrcadlově symetrické ve svých hodnotách hnacích momentů, kde M2=- Ml.
Příklady uskutečnění vynálezu
Vynález bude popsán na příkladech uskutečnění zařízení k redukci hnacího momentu strojních mechanismů s nekonstantním převodem a způsobu jejich činnosti, z čehož pak vyplývá specifický způsob redukce hnacího momentu strojních mechanismů s nekonstantním převodem.
Základními konstrukčními prostředky zařízení k redukci hnacího momentu strojních mechanismů s nekonstantním převodem podle tohoto vynálezu jsou dva pevně a nedeformovatelně propojené specificky vytvořené a vzájemně nastavené mechanismy 1, 2 s jedním stupněm volnosti, a to pracovní mechanismus 1 a vyvažující mechanismus 2 podle obr. 5a.
Pracovní mechanismus 1 je tím mechanismem, který má zajišťovat výkon požadované pracovní funkce, resp. požadované zdvihové funkce Φ1. která je vyžadována pro správnou činnost neznázoměného zařízení, které je pracovním mechanismem ]_ poháněno. Vyvažující mechanismus 2 je tím mechanismem, který eliminuje část celkového potřebného hnacího
-4CZ 308576 B6 momentu Ml na vstupu pracovního mechanismu 1, která by jinak byla potřeba k překonání dynamických setrvačných sil členů pracovního mechanismu 1 s nerovnoměrným rotačním, posuvným a obecným pohybem.
Na obr. laje znázorněno uskutečnění pracovního mechanismu 1 ve formě základního vačkového mechanismu obsahujícího radiální dvojvačku 10, která je spřažena s dvouramenným vahadlem 11 s kladkami 12, které zajišťují kontakt příslušného ramena 110, 111 vahadla 11 s pracovním povrchem 1000. 1010 příslušné vačky 100. 101 řečené dvojvačky 10. Pracovní mechanismus 1 má pracovní periodickou zdvihovou závislost Φ1=φ1(ψ) s klidovými intervaly nebo bez klidových intervalů, jak je znázorněno na obr. 1b.
V jiném příkladu uskutečnění vynálezu je pracovní mechanismus 1 vytvořen jako kinematický řetězec, v zásadě libovolný, přičemž tento kinematický řetězec obsahuje soustavu rovinných nebo prostorových mechanismů nebo obsahuje kombinaci rovinných a prostorových mechanismů. Také tento pracovní mechanismus 1 má jeden stupeň volnosti a má pracovní periodickou závislost s klidovými intervaly nebo bez klidových intervalů. Příkladem takového pracovního mechanismu 1 ve formě kinematického řetězce je mechanismus znázorněný na obr. 2a a obsahující na vstupu základní vačkový mechanismus 12, který je přes dvojici vahadel 13. která jsou navzájem spřažena ojnicí 14. spřažen s vratně posuvným uzlem 15, který je výstupním prvkem tohoto kinematického řetězce tvořícího pracovní mechanismus a který koná vratně posuvný pohyb v rozsahu délky W na obr. 2a.
V dalším, neznázoměném, příkladu uskutečnění je pracovní mechanismus 1 ve formě kinematického řetězce podle provedení na obr. 2a modifikován tak, obsahuje na vstupu pouze ojnici 14, která je spřažena pravým vahadlem 13. které je spřaženo s vratně posuvným uzlem 15, který je výstupním prvkem tohoto kinematického řetězce tvořícího pracovní mechanismus 1, a který koná vratně posuvný pohyb v rozsahu délky W, jak plyne z obr. 2a.
Pracovní mechanismus 1 vyžaduje pro splnění podmínky konstantní rotace své hnací hřídele 3, viz obr. 5a, napojené na neznázoměný rotační pohon s konstantními otáčkami definovaný hnací kroutící moment Ml, jehož průběh v závislosti na úhlu natočení vstupního prvku pracovního mechanismu L tj. zde dvojvačky JO, je příkladně zobrazen na obr. 5b.
Vstupní prvek pracovního mechanismu tj. dvoj vačka JO, je pevným nedeformovatelným spojem, např. tuhým hřídelem, spojen se vstupním prvkem vyvažujícího mechanismu 2, jehož zdvihová závislost φ2=φ2(ψ) je taková, že hnací kroutící moment M2 vyvažujícího mechanismu 2 je zrcadlovým obrazem hnacího kroutícího momentu Ml pracovního mechanismu 1, resp. že hnací kroutící moment M2 vyvažujícího mechanismu 2 je symetrický podle osy nezávisle proměnné \|Λ, jak je příkladně zobrazeno na obr. 5b. Dochází tak k situaci, že se oba hnací kroutící momenty Ml a M2 vzájemně vyruší, takže v případě kladného hnacího kroutícího momentu Ml pracovního mechanismu 1, kdy v příkladech provedení na obr. la a 2a vahadlo 11 a 13 zrychluje, je hodnota hnacího kroutícího momentu M2 vyvažujícího mechanismu 2 stejně velká opačné polarity, což ve svém důsledku způsobuje zpomalování vstupního členu vyvažujícího mechanismu 2. Totéž platí i obráceně pro každou polohu natočení ψ hnacího hřídele 3 na obr. 5a, který zde představuje výše uvedený pevný nedeformovatelný spoj vstupního prvku pracovního mechanismu 1 se vstupním prvkem vyvažujícího mechanismu 2. Vzájemně se tak přes hnací hřídel 3, který je zde výstupním členem neznázoměného rotačního pohonu s konstantní úhlovou rychlostí co=konst., přelévá kinetická energie mezi pracovním mechanismem ]_ a vyvažujícím mechanismem 2 a celá soustava obou mechanismů 1, 2 propojených hřídelem 3 si za předpokladu vyloučení pasivních odporů a vnější zátěže zachovává konstantní hodnotu své kinetické energie.
V příkladně na obr. 5a zobrazeném mechanickém systému lze funkce pracovního mechanismu 1 a vyvažujícího mechanismu 2 zaměnit, takže pracovním mechanismem 1 se může stát vyvažující mechanismus 2 s neperiodickou zdvihovou závislostí φ2=φ2(ψ) a naopak vyvažujícím mechanismem 2 se stane pracovní mechanismus 1 s periodickou zdvihovou závislosti Φ1=φ1(ψ)
-5CZ 308576 B6 s klidovými intervaly nebo bez klidových intervalů. V případě úseku zdvihové závislosti Φ1=φ1(ψ) s klidovým intervalem pracovního mechanismu 1 má odpovídající úsek zdvihové závislosti Φ2 = φ2(ψ) vyvažujícího mechanismu 2 konstantní úhlovou rychlost, resp. se 1. (první) derivace zdvihové závislosti Φ2 v odpovídajícím úseku rovná jedné.
Výše uvedené podmínky kladené na vyvažující 2 mechanismus umožňuje splnit vyvažující mechanismus 2 příkladně znázorněný na obr. 4a a 5a ve formě dvojvačkového mechanismu 20 s rotačním karuselem 200 přiřazeným dvojvačce 201. kde tento mechanismus 20 má neperiodickou, resp. krokovou, zdvihovou závislost Φ2=φ2(ψ) bez klidových intervalů, která je znázorněna na obr. 4b, a jejíž hnací kroutící moment M2 je zrcadlovým obrazem hnacího kroutícího momentu Ml pracovního mechanismu L Každá vačka 2010. 2011 dvojvačky 201 je opatřena obvodovou pracovní plochou 20100. 20110. která určuje pohyb vahadel 2000 karuselu 200 opatřených kladkami 20000, kde každé vačce 2010.2011 dvojvačky 201 je přiřazena jedna soustava vahadel 2000 s kladkami 20000.
Na obr. 3 je znázorněn základní princip dvojvačkového mechanismu 20 s rotačním karuselem 200. který je přiřazen dvojvačce 201. Toto řešení se používá, např. u krokových převodovek. Karusel 200 je opatřen vahadly 2000 skladkami 20000. které jsou v kontaktu s vačkovými pracovními plochami 20100.20110 příslušné vačky 2010.2011. Dvoj vačka 201 se otáčí konstantní úhlovou rychlostí ω a dvojice vzájemně definovaných ozubů A a B ve spolupráci s kladkami 20000 karuselu 201 zajistí krokový otočný pohyb karuselu 201.
Na obr. 4a a 5a znázorněné provedení dvojvačkového mechanismu 20 má adekvátně vytvořeny vačkové pracovní plochy 20100, 20110 každé z vaček 2010, 2011, jimž je přiřazen adekvátní počet vahadel 2000 s kladkami 20000.
Průmyslová využitelnost
Vynález je využitelný zejména pro snížení hnacího momentu potřebného pro chod strojů a zařízení.

Claims (5)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob redukce vstupního hnacího momentu strojních pracovních mechanismů (1) s nekonstantním převodem, zejména u manipulačních a výrobních strojů, při kterém se rovnoměrným rotačním pohybem s definovaným hnacím kroutícím momentem (Ml) s průběhem závislým na úhlu (ψ) natočení vstupního prvku pracovního mechanismu (1) pohání pracovní mechanismus (1), vyznačující se tím, že na vstupní prvek pracovního mechanismu (1) se přivede definovaný hnací kroutící moment (M2), jehož průběh je zrcadlově převrácen vůči definovanému hnacímu kroutícímu momentu (Ml) v závislosti na úhlu (ψ) natočení vstupního prvku pracovního mechanismu (1).
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že vstupní prvek pracovního mechanismu (1) se propojí se vstupním prvkem vyvažujícího mechanismu (2), jehož definovaný hnací kroutící moment (M2) v závislosti na úhlu (ψ) natočení vstupního prvku vyvažujícího mechanismu (2) je zrcadlově převrácen vůči definovanému hnacímu kroutícímu momentu (Ml) v závislosti na úhlu (ψ) natočení vstupního prvku pracovního mechanismu (1).
  3. 3. Zařízení k redukci vstupního hnacího momentu strojních pracovních mechanismů (1) s nekonstantním převodem, zejména u manipulačních a výrobních strojů, které obsahují vstupní prvek spřažený s hřídelem rotačního rovnoměrného pohonu, vyznačující se tím, že vstupní prvek pracovního mechanismu (1) je tuhým prvkem propojen se vstupním prvkem vyvažujícího mechanismu (2), přičemž vyvažující mechanismus (2) má definovaný hnací kroutící moment (M2), jehož průběh v závislosti na úhlu (ψ) natočení vstupního prvku vyvažujícího mechanismu (2) je zrcadlově převrácený vůči definovanému hnacímu kroutícímu momentu (Ml) v závislosti na úhlu (ψ) natočení vstupního prvku pracovního mechanismu (1).
  4. 4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že vyvažující mechanismus (2) obsahuje vačkový mechanismus s neperiodickou zdvihovou závislostí bez klidových intervalů.
  5. 5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že vačkový mechanismus s neperiodickou zdvihovou závislostí bez klidových intervalů obsahuje radiální vačku nebo axiální vačku nebo globoidní vačku nebo dvojvačku (201).
CZ2019-642A 2019-10-15 2019-10-15 Způsob a zařízení k redukci hnacího momentu strojních mechanismů s nekonstantním převodem CZ308576B6 (cs)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019-642A CZ308576B6 (cs) 2019-10-15 2019-10-15 Způsob a zařízení k redukci hnacího momentu strojních mechanismů s nekonstantním převodem
EP20201284.5A EP3809014A1 (en) 2019-10-15 2020-10-12 Method and device for reducing the driving torque of machine mechanisms with non-constant transmission

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019-642A CZ308576B6 (cs) 2019-10-15 2019-10-15 Způsob a zařízení k redukci hnacího momentu strojních mechanismů s nekonstantním převodem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2019642A3 CZ2019642A3 (cs) 2020-12-09
CZ308576B6 true CZ308576B6 (cs) 2020-12-09

Family

ID=73668784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2019-642A CZ308576B6 (cs) 2019-10-15 2019-10-15 Způsob a zařízení k redukci hnacího momentu strojních mechanismů s nekonstantním převodem

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3809014A1 (cs)
CZ (1) CZ308576B6 (cs)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2594924A1 (fr) * 1986-02-25 1987-08-28 Troccon Robert Procede d'equilibrage de rouleaux notamment de materiaux textiles impregnes de liquide et dispositif pour sa mise en oeuvre
JP2016080467A (ja) * 2014-10-15 2016-05-16 Nok株式会社 回転アンバランス測定装置
JP2018179796A (ja) * 2017-04-14 2018-11-15 いすゞ自動車株式会社 バランス測定装置
CZ201886A3 (cs) * 2018-02-21 2019-07-24 Ĺ KODA AUTO a.s. Zařízení pro sledování alespoň jedné ložiskové jednotky a jeho použití
US20190234387A1 (en) * 2016-05-24 2019-08-01 The Boeing Company Rotary actuator assemblies and methods including the same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ301095B6 (cs) * 2008-01-09 2009-11-04 Výzkumný ústav textilních stroju Liberec, a.s. Zpusob a zarízení k pohonu clenu strojních mechanizmu

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2594924A1 (fr) * 1986-02-25 1987-08-28 Troccon Robert Procede d'equilibrage de rouleaux notamment de materiaux textiles impregnes de liquide et dispositif pour sa mise en oeuvre
JP2016080467A (ja) * 2014-10-15 2016-05-16 Nok株式会社 回転アンバランス測定装置
US20190234387A1 (en) * 2016-05-24 2019-08-01 The Boeing Company Rotary actuator assemblies and methods including the same
JP2018179796A (ja) * 2017-04-14 2018-11-15 いすゞ自動車株式会社 バランス測定装置
CZ201886A3 (cs) * 2018-02-21 2019-07-24 Ĺ KODA AUTO a.s. Zařízení pro sledování alespoň jedné ložiskové jednotky a jeho použití

Also Published As

Publication number Publication date
EP3809014A1 (en) 2021-04-21
CZ2019642A3 (cs) 2020-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101270031B1 (ko) 중력 보상 기구 및 이를 이용하는 로봇암
KR101304330B1 (ko) 중력 보상 기구를 구비한 로봇암
Lee et al. Development of a lightweight and high-efficiency compact cycloidal reducer for legged robots
KR102174924B1 (ko) 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇
Coelho et al. Decoupling of dynamic equations by means of adaptive balancing of 2-dof open-loop mechanisms
CN108712945B (zh) 机器人
JP2017508939A5 (cs)
CZ308576B6 (cs) Způsob a zařízení k redukci hnacího momentu strojních mechanismů s nekonstantním převodem
EP2232102B1 (en) A continuously variable transmission machine
JP7068102B2 (ja) ハイポサイクロイド減速機
Semjon et al. Procedure selection bearing reducer twinspin for robotic arm
RU2288091C2 (ru) Способ управления двухкоординатным пятизвенным манипулятором
EP2078882B1 (en) Method and device for driving of members of machine mechanisms
CZ2010234A3 (cs) Zpusob a zarízení ke snížení negativních úcinku dynamických sil mechanické soustavy
RU2617227C2 (ru) Импульсный вариатор
EP4497973A1 (en) Rotary actuator unit, and joint unit for robot or heavy equipment provided with same
Shinno et al. A high performance tilting platform driven by hybrid actuator
EP4176979B1 (en) Repetitive moment generating device
KR19980050504A (ko) 다관절 로보트의 발란서
TW202247963A (zh) 並聯式機器人
WO2002075180A1 (en) Variable ratio transmission
WO2022044990A1 (ja) 電流制限装置、ロボットシステムおよび電流制限方法
KR20250062585A (ko) 줄 꼬임 연속 가변 변속기
Coelho et al. IMPROVEMENTS IN THE DYNAMICBEHAVIOUR OF TWO DEGREE-OF-FREEDOM PLANAR OPEN-LOOP MECHANISMS
JP2513588Y2 (ja) 産業用ロボットのア―ム駆動装置