DE102022000189A1

DE102022000189A1 - Gelenkarm mit Federn und Elektromagneten als Blockier- und Auslösemlttel

Info

Publication number: DE102022000189A1
Application number: DE102022000189.6A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-01-18
Filing date: 2022-01-18
Publication date: 2023-07-20

Abstract

2.1. Gelenkarm ist ein viel genutztes Gerät zur Entlastung bei der täglichen Arbeit. Die Anforderungen an einem Gelenkarm sind die Ergonomie, Wirtschaftlichkeit, Effizienz und Sicherheit. Die bekannten Strukturen der Gelenkarme verwendet Schrauben zum Lösen und Fixieren der Gelenke oder nutzt die Federn, um andauernd Reibungskräfte an den Gelenken zu erzeugen. Wenn der Benutzer die Position des Objekts ändern will, muss der eine Kraft, die größer als die Reibungskraft ist, erzeugen. Eine andere bekannte Struktur der Gelenkarme verwendet die Rückstellkraft der Federn, um die von Erdanziehung erzeugte Kraft an den Gelenken auszugleichen. Die Reibungskräfte in den Gelenken sind klein, wodurch die Position des Haltearms unbeabsichtigt verschoben werden kann.2.2. Die Erfindung (1) umfasst drei Komponente (2), die durch Verbindungsstangen (18) verbunden sind. Jede Komponente (2) verfügt über eine Drehachse (3), einen Elektromagnet (4), einen ferromagnetischen Körper (5), Federn (6) und Reibungsflächen (7). Die Drehung der Verbindungsstangen (18) und Haltearm (17) um die Drehachse (3) wird durch Reibungskräfte verhindert. Die Reibungskraft in einer Komponente (2) kann durch Elektromagnet (4) und ferromagnetische Körper (5) verringert werden, weil eine entgegengesetzte Kraft zu Rückstellkraft der Federn (6) erzeugt wird. Die Elektromagnete (4) sind mit einem elektrischen Schalter (10) angeschlossen.2.3. Der Haltearm (17) und die Verbindungsstangen (18) sind fixiert, wenn die Elektromagnete (4) ausgeschaltet sind. Durch Betätigen des Schalters (10) reduziert die von Elektromagneten (4) und ferromagnetischen Körper (5) erzeugten Kräfte die Reibungskräfte in den Komponenten (2), somit werden die Verbindungsstange (18) beweglich und somit kann der Haltearm (17) leicht und stufenlos mit einer Hand in die gewünschte Position gebracht werden. Im fixierten Zustand verbraucht der Gelenkarm (1) keinen Strom, daher ist der Gelenkarm (1) sehr energieeffizient.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gelenkarm (1) zum Fixieren oder Bewegen eines Objekts (11). Der Gelenkarm (1) eignet sich besonders für Objekte, die häufig mit Hand positioniert werden.
Eine bekannte Struktur der Gelenkarme verwendet Schrauben zum Lösen und Fixieren der Gelenke. Wenn der Benutzer die Position des Objekts ändern will, werden die Schrauben gelöst, wenn das Objekts in gewünschter Position ist, werden die Schrauben befestigt. Hierbei ist mit hohem Aufwand zu rechnen. Die Position des Objekts kann während der Befestigung der Schrauben verändert werden.
Eine andere bekannte Struktur der Gelenkarme nutzt die Rückstellkraft von Federn, um Reibungskräfte in den Gelenken andauern zu erzeugen. Die Reibungskraft in einem Gelenk muss größer als die von Erdanziehung erzeugte Kraft sein. Bei der Nutzung muss eine Kraft, die größer als die Reibungskraft ist, erzeugt werden. Deshalb ist es aufwendig, das Objekt in die richtige Position zu bringen. Hierbei ist mit einem hohen Verschleiß und dementsprechend einer nicht ausreichenden Betriebssicherheit zu rechnen
Eine andere bekannte Struktur der Gelenkarme nutzt die Rückstellkraft der Feder, um die von Erdanziehung erzeugte Kraft auszugleichen. Dies erleichtert die Positionierung des Objekts. Nachteilig bei der bekannten Struktur ist, dass die Reibungskräfte in den Gelenken klein sind, wodurch die Position des Objekts anfällig unbeabsichtigt geändert wird. Auch bei dieser Struktur besteht der Gelenkarm aus einer Vielzahl kleiner beweglicher Teile mit feinen Federn. Auch hierbei ist mit dementsprechend einer nicht ausreichenden Betriebssicherheit zu rechnen. Diese Struktur verhindert auch, dass sich das Objekt mehr als 180 Grad um eine zum Boden parallele Achse dreht.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Gelenkarm mit einfacher Nutzung, hoher Betriebssicherheit, geringem Verschleiß und einfachem Aufbau zu ermöglichen.
Die Erfindung (1) umfasst drei Komponenten (2), den Haltearm (17) und die Verbindungsstangen (18). Eine Komponente (2) umfasst eine Drehachse (3), einen Elektromagnet (4), einen ferromagnetischen Körper (5), Federn (6) und Reibungsflächen (7). Die Drehung einer Verbindungsstange um die Drehachse (3) wird durch die von Federn (6) und Reibungsflächen (7) erzeugte Reibungskraft verhindert. Die Reibungskraft in einer Komponente (2) kann durch Elektromagnet (4) und ferromagnetische Körper (5) verringert werden, wenn der Elektromagnet (4) und der ferromagnetischer Körper (5) eine entgegengesetzte Kraft (8) zu Rückstellkraft (9) der Feder (6) erzeugen. Die Elektromagnete (4) in den Komponenten (2) sind mit einem elektrischen Schalter (10) angeschlossen, so dass die Elektromagnete (4, 1) zusammen ein- oder ausgeschaltet werden können.
Eine Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Position des Objekts (11) fixiert ist, wenn die Elektromagnete (4) ausgeschaltet sind, weil die Reibungskraft zwischen den Reibungsflächen (7) in jeder Komponente (2) größer als die vom Gewicht des Objekts (11) erzeugte Kraft ist. Die Federn und Reibungsflächen funktionieren als Blockiermittel eines Gelenks. Wenn das Objekt (11) gedreht oder verschoben werden muss, werden die Elektromagnete (4) eingeschaltet. Der Elektromagnet und der ferromagnetische Körper funktionieren als Auslösemittel eines Gelenks. Die von Elektromagneten (4) und ferromagnetischen Körper (5) erzeugte Kraft (8) reduziert die Reibungskraft in den Komponenten (2) und erleichtert das Bewegen oder Drehen des Objekts (11). Wenn das Objekt (11) in die gewünschte Position ist, werden die Elektromagnete (4) ausgeschaltet, um die Vorrichtung (1) in einen fixierten Zustand zurückzubringen. Auf diese Weise lässt sich mit geringem Aufwand eine betriebssichere und verschleißarme Getriebeverbindung zum Auslösen der Blockiermittel gewährleistet. Eine Blockiermittel mittels Federn und Reibungsflächen ergibt einem besonders einfachen und zuverlässigen Aufbau.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass im fixierten Zustand verbraucht der Gelenkarm (1) keinen Strom, daher ist der Gelenkarm (1) sehr energieeffizient.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass jedes Gelenk einen Elektromagnet hat. Weiter ist es von Vorteil, wenn die Elektromagnete zusammen schaltbar sind. Auf diese Weise können die Blockiermitteln einfach gleichzeitig ausgelöst werden. Es ist außerdem von Vorteil, dass Stromkabeln zum Übertragen des Stroms auf die Gelenke vorgesehen sind. Diese Übertragungsmittel ermöglichen ein einfaches Übertragen des Auslösemomentes an die Gelenken. Auf diese Weise wird eine wiederholte Auslösung der Blockiermittel in den Gelenken ermöglicht. Das macht die Nutzung des Gelenkarms besonders komfortabel.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

1: zeigt eine einfache Seitendarstellung einer Vorrichtung als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie sich der Figur entnehmen lässt, sind drei Komponenten (2) angeordnet. Die drei Komponenten (2) sind von zwei Verbindungsstangen (18) verbunden. Das Objekt (11) verbindet mit einer Komponente (2) durch einen Haltearm (17). Ein elektrischer Schalter (10) kontrolliert die Stromversorgung (19) der Elektromagnete (4).
2: zeigt eine Seitendarstellung eine Komponente (2) von 1.

Wie sich der Figur entnehmen lässt, sind die Reibungsflächen (7), ferromagnetischer Körper (5), Feder (6) und Elektromagnet (4) durch eine runde Stange, die an beiden Enden verschraubt ist, in Drehachse (3) gehalten. Auf diese Weise wird die Feder immer im komprimierten Zustand gehalten und die Feder erzeugt eine konstante Kraft, die auf die Reibflächen (7) wirkt.
Wie sich der Figur weiter entnehmen lässt, sind zwei Reibungsflächen, die sich um die Drehachse (3) gegenläufig drehen können, an zwei verschiedenen Vebindungsstangen (18) befestigt. Auf diese Weise verhindert die Reibungskraft zwischen den Reibungsflächen (7) die Drehung der Verbindungsstangen (18) um die Drehachse (3).
3: zeigt eine perspektivische Darstellung von Einzelelementen einer Komponente (2) von 1.
Wie sich der Figur entnehmen lässt, ist der ferromagnetische Körper (5) zwischen der Feder (6) und den Reibungsflächen (7) angeordnet. Wie sich der Figur weiter entnehmen lässt, ist die Feder (6) zwischen dem ferromagnetischen Körper (5) und dem Elektromagnet (4) angeordnet. Auf diese Weise setzt die Anziehungskraft (8) des Elektromagnets (4) der Rückstellkraft (9) der Feder (6) entgegen.
4: zeigt eine Seitenansicht einer Vorrichtung als ein erstes Anwendungsbeispiel der Erfindung.
Erstes Anwendungsbeispiel der Erfindung ist eine Vorrichtung (12) zum Bewegen und Fixieren einer Lichtquelle (13). Wie sich der Figur entnehmen lässt, verfügt die Vorrichtung (12) über drei Komponenten (2), die als Gelenke funktionieren, somit die Lichtquelle (13) in allen Richtungen gedreht und verschoben werden kann. Außerdem hat die Vorrichtung einen Druckknopf (14) zum Ein- oder Ausschalten der Elektromagneten in den Komponenten (2). Beim Drücken auf dem Knopf (14) werden alle drei Elektromagnete eingeschaltet und die Reibungskraft in drei Komponenten (2) reduziert, somit werden das Verschieben und Drehen der Lichtquelle (13) einfacher. Wenn die Lichtquelle (13) in der gewünschten Position ist, wird der Knopf (14) losgelassen und die drei Elektromagnete werden ausgeschaltet. Die Reibungskräfte in den Komponenten (2) werden erhöht und die Lichtquelle (13) wird in der gewünschten Position gehalten.
Die in den Komponenten (2) integrierten Elektromagneten und die Lichtquelle (13) haben gleiche Stromversorgung. Der elektrische Schalter der Lichtquelle ist vom elektrischen Schalter der Elektromagneten (14) getrennt. Der Stromkabeln der Lichtquelle (13) und Elektromagnete sind im Gelenkarm versteckt.
5: zeigt eine Seitenansicht einer Vorrichtung als ein zweites Anwendungsbeispiel der Erfindung.
Zweites Anwendungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Drehen oder Fixieren einer Kamera (15). Die Vorrichtung (16) verfügt über drei Komponenten (2) und einen Druckknopf (21) für das Ein- oder Ausschalten der Elektromagnete in den Komponenten (2). Der Druckknopf (21) wird bestätigt, um die Elektromagnete einzuschalten, wodurch die Reibungskräfte in den Komponenten (2) verringert werden, wodurch es leichter wird, den Winkel der Kamera (15) zu ändern. Der Benutzer bestätigt den Druckknopf (21) nochmal, wenn die Kamera (15) in gewünschter Position ist. Die Elektromagnete in den Komponenten (2) werden damit ausgeschaltet, wodurch erhöhen sich die Reibungskräfte in den Komponenten (2), wodurch wird die Kamera (15) in der Position fixiert. Die Stromversorgung der Elektromagneten in den Komponenten (2) erfolgt über den in der Vorrichtung eingebauten Akku. Die Vorrichtung (16) hilft Benutzern, den Winkel der Kamera (15) einfach und schnell zu ändern.

Claims

Trägersystem (1) insbesondere zum Fixieren oder Bewegen eines Objekts, umfassend mehr als eine Komponente (2), a) dadurch gekennzeichnet, dass jede Komponente (2) einen Elektromagnet (4), einen ferromagnetischen Körper (5), einen elastischen Körper (6) und mindestens zwei Reibungsflächen (7) umfasst, b) dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungsflächen (7) um eine Drehachse (3) gedreht werden kann, c) dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellkraft (9) des elastischen Körpers (6) auf die Reibungsflächen (7) überträgt wird, d) dadurch gekennzeichnet, dass die von Elektromagnet (4) und ferromagnetischem Körper (5) erzeugte Kraft (9) der Rückstellkraft (8) eines elastischen Körpers (6) entgegengesetzt, somit der Druck auf die Reibungsflächen (7) reduziert werden und somit die Reibungskraft zwischen den Reibungsflächen (7) reduziert werden. e) dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromagnete (4) in den Komponenten (2) an einem elektrischen Schalter (10) angeschlossen werden. f) dadurch gekennzeichnet, dass eine Reibungsfläche in einer Komponente zu einer Reibungsfläche in einer anderen Komponente fixiert ist.
Trägersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersystem elastischen Körper umfasst, um Rückstellkraft, die der Erdanziehungskraft entgegengesetzt ist, zu erzeugen.