ES2938731T3

ES2938731T3 - Dispositivo de soporte elástico

Info

Publication number: ES2938731T3
Application number: ES19904189T
Authority: ES
Inventors: Tatsuya Umino
Original assignee: Mayekawa Manufacturing Co
Current assignee: Mayekawa Manufacturing Co
Priority date: 2018-12-25
Filing date: 2019-12-04
Publication date: 2023-04-14
Anticipated expiration: 2039-12-04
Also published as: JP2020099300A; FI3794946T3; US11639743B2; US20210239176A1; DK3794946T3; CN113163776B; CA3103957C; BR112020025517A2; EP3794946A4; CN113163776A; CA3103957A1; PL3794946T3; JP7270375B2; EP3794946B1; WO2020137402A1; EP3794946A1

Abstract

Un dispositivo de soporte elástico según una realización de la presente invención comprende: un primer miembro que incluye un primer imán; y un segundo miembro que incluye un segundo imán, que está dispuesto frente al primer miembro, y que puede moverse relativamente con respecto al primer miembro cuando recibe una fuerza externa. El miembro de soporte elástico está configurado para que la fuerza magnética que actúa entre el primer imán y el segundo imán actúe para mantener el segundo miembro en una posición in situ cuando el segundo miembro no recibe una fuerza externa, y para devolver el segundo miembro a su posición original. la posición in situ cuando el segundo miembro se mueve al recibir una fuerza externa. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de soporte elástico

Campo técnico

La presente divulgación se refiere a un dispositivo de soporte elástico.

Antecedentes

Puede existir la necesidad de una función de elasticidad que mantenga un elemento de máquina en una posición fija en cualquier momento y permita, cuando una fuerza externa de determinada magnitud o más actúe sobre el elemento de máquina, que el elemento de máquina escape de la posición fija en la misma dirección que la fuerza externa, y cuando la fuerza externa descienda por debajo de determinada magnitud, volver a la posición fija. Por ejemplo, en el caso de trazar una determinada trayectoria con una herramienta unida a la punta de un brazo articulado de múltiples ejes, es necesario, cuando se empuja la herramienta en una dirección que se desvía de la trayectoria planificada por una fuerza externa, generar una fuerza de reacción para empujar a su vez contra la fuerza externa, y cuando la fuerza externa desaparezca, devolver la herramienta a la posición fija.

El documento de patente 1 divulga un mecanismo cortador para cortar carne con hueso de un animal sacrificado para separar la carne del hueso, donde la función mencionada anteriormente se realiza sujetando elásticamente un cuchillo con un resorte de compresión o similares.

El documento de patente 2, el documento de patente 3, el documento de patente 4 y el documento de patente 5 divulgan dispositivos de soporte elásticos que comprenden los rasgos característicos enumerados en el preámbulo de la reivindicación 1.

Lista de citas

Literatura de patente

Documento de patente 1: WO2008/096460A

Documento de patente 2: US 9615591 B1

Documento de patente 3: US 2013/164108 A1

Documento de patente 4: US 4644205 A

Documento de patente 5: US 2016/029650 A1

Sumario

Problemas que se van a resolver

En general, la función de elasticidad se consigue usando la potencia de un cilindro de aire, un cilindro hidráulico o un motor, o como se describe en el documento de patente 1, por medio de un resorte de compresión o un peso, que no usan potencia externa. Sin embargo, estos medios tienen muchas partes de contacto tales como partes deslizantes, de modo que la fricción en las partes de contacto desperdicia potencia y por tanto requiere una gran cantidad de potencia, lo que inevitablemente provoca un problema en cuanto a que el dispositivo se vuelve de gran tamaño. Además, los medios tales como un resorte de compresión y un peso, que no usan potencia externa, requieren un gran espacio puesto que el bloque de guía y el resorte de compresión tienen longitudes en la dirección de funcionamiento de elasticidad.

Un objetivo de un modo de realización es proporcionar un dispositivo compacto reduciendo las partes de contacto y reduciendo la influencia de la fricción en un elemento de máquina que tiene la función de elasticidad.

Solución a los problemas

(1) Un dispositivo de soporte elástico de acuerdo con la invención comprende los rasgos característicos enumerados en la reivindicación 1.

Dicho dispositivo de soporte elástico comprende, entre otros rasgos característicos: un primer elemento que incluye un primer imán; y un segundo elemento que incluye un segundo imán, dispuesto para estar orientado al primer elemento, y móvil en relación con el primer elemento en respuesta a la recepción de una fuerza externa. Una fuerza magnética que actúa entre el primer imán y el segundo imán mantiene el segundo elemento en una posición original cuando el segundo elemento no recibe una fuerza externa, y la fuerza magnética devuelve el segundo elemento a la posición original cuando el segundo elemento se mueve debido a la recepción de una fuerza externa.

En el presente documento, el término "posición original" indica la posición del segundo elemento cuando no se aplica ninguna fuerza externa al segundo elemento.

En la configuración (1) anterior, cuando no se aplica ninguna fuerza externa al segundo elemento, la fuerza magnética que actúa entre el primer elemento y el segundo elemento está equilibrada, de modo que el segundo elemento se mantiene en la posición original. Cuando se aplica una fuerza externa al segundo elemento y se mueve el segundo elemento, la fuerza magnética que actúa sobre el segundo elemento pierde el equilibrio y tiende a devolver el segundo elemento a la posición original, de modo que el segundo elemento vuelve a la posición original una vez que ya no se aplica la fuerza externa. Puesto que la fuerza magnética actúa sobre el segundo elemento sin contacto, no se genera fricción en la vía de transmisión de la fuerza magnética. En consecuencia, es posible reducir la potencia necesaria para mover el segundo elemento, y puesto que no se requiere un espacio para la longitud de un resorte en la dirección de funcionamiento del segundo elemento a diferencia del elemento de resorte, es posible lograr una configuración de dispositivo compacto. Además, puesto que la fuerza magnética es una fuerza impulsora sin contacto, la fuerza que actúa sobre el segundo elemento es estable, de modo que el segundo elemento se puede mantener en la posición original con gran exactitud cuando no se aplica carga.

(2) En un modo de realización, en la configuración (1) anterior, una primera superficie formada por el primer elemento y una segunda superficie formada por el segundo elemento están dispuestas para estar orientadas una frente a la otra, y el primer imán está dispuesto en la primera superficie, y el segundo imán está dispuesto en la segunda superficie.

Con la configuración (2) anterior, puesto que el primer imán y el segundo imán están dispuestos en las superficies orientadas una frente a la otra, se pueden disponer cerca uno del otro. En consecuencia, las fuerzas magnéticas generadas por los dos imanes pueden actuar eficazmente entre sí.

(3) En un modo de realización, en la configuración (1) o (2) anterior, el primer imán y el segundo imán están dispuestos de modo que los diferentes polos magnéticos estén orientados uno frente al otro en la posición original para generar una fuerza de atracción entre el primer imán y el segundo imán. Con la configuración (3) anterior, cuando no se aplica ninguna fuerza externa al segundo elemento, el segundo elemento se mantiene en la posición original por la fuerza de atracción que actúa entre el primer elemento y el segundo elemento.

Cuando el segundo elemento se mueve desde la posición original debido a una fuerza externa, la fuerza magnética sirve para volver a la posición original por la fuerza de atracción que actúa entre el primer elemento y el segundo elemento. En consecuencia, cuando ya no se aplica la fuerza externa al segundo elemento, el segundo elemento puede volver a la posición original.

(4) En un modo de realización, en la configuración (3) anterior, cada uno del primer imán y el segundo imán incluye una pluralidad de imanes dispuestos a intervalos a lo largo de una dirección de movimiento del segundo elemento, y la pluralidad de imanes del primer imán y el segundo imán están dispuestos de modo que los polos magnéticos alternativamente diferentes a lo largo de la dirección de movimiento del segundo elemento estén orientados a los imanes opuestos.

Con la configuración (4) anterior, cuando no se aplica ninguna fuerza externa al segundo elemento, el segundo elemento se mantiene en la posición original por la fuerza de atracción que actúa entre el primer elemento y el segundo elemento. Cuando el segundo elemento se mueve desde la posición original debido a una fuerza externa, cada segundo imán recibe una fuerza de atracción desde el primer imán dispuesto corriente arriba en la dirección de movimiento y recibe una fuerza de repulsión desde el primer imán dispuesto corriente abajo en la dirección de movimiento. En consecuencia, cuando ya no se aplica la fuerza externa al segundo elemento, el segundo elemento puede volver a la posición original de forma rápida y con exactitud.

(5) En un modo de realización, en la configuración (1) o (2) anterior, un primer polo magnético del primer imán está dispuesto para estar orientado hacia el segundo elemento, y el primer polo magnético del segundo imán está dispuesto para estar orientado hacia el primer elemento, y una fuerza de repulsión que actúa entre el primer elemento y el segundo elemento está equilibrada cuando el segundo elemento está en la posición original, y la fuerza de repulsión actúa entre el primer elemento y el segundo elemento para devolver el segundo elemento a la posición original cuando el segundo elemento se mueve debido a una fuerza externa que actúa sobre el segundo elemento.

Aquí, está previsto que los primeros polos magnéticos del primer imán y del segundo imán sean el mismo polo magnético.

Con la configuración (5) anterior, cuando el segundo elemento está en la posición original, la fuerza de repulsión que actúa sobre el segundo elemento está equilibrada, de modo que el segundo elemento se mantiene en la posición original. Cuando se aplica una fuerza externa al segundo elemento y se mueve el segundo elemento, se pierde este equilibrio y la fuerza de repulsión tiende a devolver el segundo elemento a la posición original, de modo que el segundo elemento vuelve a la posición original cuando ya no se aplica la fuerza externa.

(6) En un modo de realización, en la configuración (5) anterior, cada uno del primer imán y el segundo imán incluye una pluralidad de imanes dispuestos a intervalos a lo largo de una dirección de movimiento del segundo elemento, y cada uno de la pluralidad de imanes del primer imán está dispuesto en una posición intermedia entre la pluralidad de imanes del segundo imán a lo largo de la dirección de movimiento del segundo elemento en la posición original. Con la configuración (6) anterior, cuando el segundo elemento está en la posición original, las fuerzas de repulsión del primer elemento en ambos lados en la dirección de movimiento del segundo elemento están equilibradas, de modo que el segundo elemento se mantiene en la posición original. Cuando se aplica una fuerza externa al segundo elemento y se mueve el segundo elemento, las fuerzas de repulsión que actúan sobre cada imán pierden el equilibrio y se genera una fuerza para devolver el segundo elemento a la posición original. En consecuencia, cuando ya no se aplica la fuerza externa, el segundo elemento puede volver a la posición original con exactitud. (7) En un modo de realización, en una cualquiera de las configuraciones de (1) a (6) anteriores, al menos uno del primer imán o del segundo imán está compuesto por un imán permanente.

Con la configuración (7) anterior, es posible eliminar la necesidad de un cable para suministrar corriente al primer imán o al segundo imán, como se requiere en un electroimán. Por lo tanto, no existe riesgo de que el cable se enrede con el primer elemento o el segundo elemento por el movimiento de los elementos, impidiendo el libre movimiento del segundo elemento, o que la presencia del cable limite la cantidad de movimiento del segundo elemento.

(8) En un modo de realización, en una cualquiera de las configuraciones de (1) a (7) anteriores, el primer elemento constituye uno de un árbol interno o un árbol externo de una estructura doble, y el segundo elemento constituye el otro del árbol interno o el árbol externo, y uno del árbol interno o el árbol externo puede girar alrededor de un eje del árbol interno y el árbol externo en relación con el otro del árbol interno o el árbol externo.

Con la configuración (8) anterior, es posible realizar un funcionamiento de elasticidad en el que el segundo elemento se soporta elásticamente por una fuerza impulsora contra el movimiento oscilante alrededor del eje del segundo elemento y vuelve a la posición original.

(9) En un modo de realización, en una cualquiera de las configuraciones de (1) a (8) anteriores, el segundo elemento es deslizable en relación con el primer elemento.

Con la configuración (9) anterior, es posible realizar un funcionamiento de elasticidad en el que el segundo elemento se soporta elásticamente por una fuerza impulsora contra el movimiento deslizante del segundo elemento y vuelve a la posición original.

(10) En un modo de realización, en la configuración (9) anterior, el primer elemento constituye uno de un árbol interno o un árbol externo de una estructura doble, y el segundo elemento constituye el otro del árbol interno o el árbol externo, y uno del árbol interno o el árbol externo se puede mover a lo largo de una dirección axial del árbol interno y el árbol externo en relación con el otro del árbol interno o el árbol externo.

Con la configuración (10) anterior, puesto que el primer elemento y el segundo elemento están formados por el árbol interno y el árbol externo de la estructura doble, el segundo elemento se puede mover de forma estable en la dirección axial, y se puede procurar fácilmente un espacio para disponer la parte generadora de fuerza impulsora en superficies opuestas del árbol interno y el árbol externo.

(11) En un modo de realización, en una cualquiera de las configuraciones de (1) a (10) anteriores, el segundo elemento incluye una pieza de unión para unir una pieza objetivo de soporte.

Con la configuración (11) anterior, puesto que el segundo elemento incluye la pieza de unión para unir una pieza objetivo de soporte, se puede realizar un trabajo deseado usando la pieza objetivo de soporte unida al segundo elemento como una herramienta, y se puede proporcionar la función de elasticidad a la herramienta.

Efectos ventajosos

De acuerdo con algunos modos de realización, en un elemento de máquina que tiene la función de elasticidad, es posible reducir la fricción que actúa sobre el elemento de mecanizado y, por tanto, reducir la potencia necesaria. Además, puesto que no se requiere un espacio para la longitud de un resorte de compresión como se requiere en el sistema de resorte de compresión, es posible lograr un dispositivo compacto.

Breve descripción de los dibujos

La FIG. 1 es una vista en sección transversal frontal de un dispositivo de soporte elástico que no se encuentra dentro del alcance de la invención.

La FIG. 2 es una vista en sección transversal en planta tomada a lo largo de la línea A-A en la FIG. 1.

La FIG. 3 es una vista en sección transversal frontal de un dispositivo de soporte elástico de acuerdo con un modo de realización.

La FIG. 4A es una vista en sección transversal en planta tomada a lo largo de la línea B-B en la FIG. 3. La FIG. 4B es una vista en sección transversal en planta tomada a lo largo de la línea B-B en la FIG. 3. La FIG. 5 es una vista en sección transversal frontal de un dispositivo de soporte elástico que no se encuentra dentro del alcance de la invención (sección transversal C-C en la FIG. 6A).

La FIG. 6A es una vista en sección transversal en planta de un dispositivo de soporte elástico que no se encuentra dentro del alcance de la invención.

La FIG. 6B es una vista en sección transversal en planta de un dispositivo de soporte elástico que no se encuentra dentro del alcance de la invención (sección transversal D-D en la FIG. 5).

La FIG. 7A es una vista en sección transversal en planta de un dispositivo de soporte elástico de acuerdo con un modo de realización.

La FIG. 7B es una vista en sección transversal en planta de un dispositivo de soporte elástico de acuerdo con un modo de realización.

La FIG. 8 es un diagrama de distribución de líneas de campo magnético de un dispositivo de soporte elástico que no se encuentra dentro del alcance de la invención.

La FIG. 9 es un diagrama de distribución de líneas de campo magnético de un dispositivo de soporte elástico que no se encuentra dentro del alcance de la invención.

La FIG. 10 es un diagrama de distribución de líneas de campo magnético de un dispositivo de soporte elástico de acuerdo con un modo de realización.

La FIG. 11 es un diagrama de distribución de líneas de campo magnético de un dispositivo de soporte elástico de acuerdo con un modo de realización.

Descripción detallada

Ahora se describirán en detalle modos de realización de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos. Sin embargo, se pretende que, a menos que se identifiquen en particular, las dimensiones, los materiales, las conformaciones, las posiciones relativas y similares de los componentes descritos en los modos de realización se interpretarán solo como ilustrativos y no se pretende que limiten el alcance de la presente invención.

Por ejemplo, una expresión de disposición relativa o absoluta tal como "en una dirección", "a lo largo de una dirección", "paralelo", "ortogonal", "centrado", "concéntrico" y "coaxial" no se interpretará como una indicación solo de la disposición en un sentido literal estricto, sino que también incluye un estado en el que la disposición está relativamente desplazada en una tolerancia, o en un ángulo o una distancia con lo que es posible lograr la misma función.

Por ejemplo, una expresión de un estado igual tal como "el/la mismo/a", "igual" y "uniforme" no se interpretará como que indica solo el estado en el que el rasgo característico es estrictamente igual, sino que también incluye un estado en el que existe una tolerancia o una diferencia que todavía puede lograr la misma función.

Además, por ejemplo, la expresión de una conformación tal como una conformación rectangular o una conformación cilíndrica no se interpretará solo como la conformación geométricamente estricta, sino que también incluye una conformación con irregularidades o esquinas achaflanadas dentro del intervalo en el que se puede lograr el mismo efecto.

Por otra parte, una expresión tal como "comprende", "incluye", "tiene", "contiene" y "constituye" no pretende ser excluyente de otros componentes.

Las FIGS. de 1 a 7A y 7B muestran un dispositivo de soporte elástico 10 (10A, 10B, 10C, 10D) de acuerdo con algunos modos de realización. Cada dispositivo de soporte elástico 10 (de 10A a 10D) incluye un primer elemento 12 (12A, 12B) que tiene un primer imán 16 y un segundo elemento 14 (14A, 14B) que tiene un segundo imán 18 y está dispuesto para estar orientado al primer elemento 12. El segundo elemento 14 está configurado para poder moverse en relación con el primer elemento 12 en respuesta a la recepción de una fuerza externa. Una fuerza magnética que actúa entre el primer imán 16 y el segundo imán 18 mantiene el segundo elemento 14 en la posición original cuando el segundo elemento no recibe una fuerza externa F o una fuerza externa F', y devuelve el segundo elemento 14 a la posición original cuando el segundo elemento 14 se mueve en respuesta a la recepción de una fuerza externa F o una fuerza externa F'.

Cuando una fuerza externa F o una fuerza externa F' no se aplica al segundo elemento 14, la fuerza magnética que actúa entre el primer elemento 12 y el segundo elemento 14 está equilibrada, de modo que el segundo elemento 14 se mantiene en la posición original. Cuando se aplica una fuerza externa F o una fuerza externa F' al segundo elemento 14, y el segundo elemento 14 se mueve en la dirección de la flecha "a", la fuerza magnética que actúa sobre el segundo elemento 14 pierde el equilibrio y tiende a devolver el segundo elemento 14 a la posición original, de modo que el segundo elemento 14 vuelve a la posición original cuando ya no se aplica una fuerza externa F o una fuerza externa F'. Por tanto, se logra la función de elasticidad. Puesto que la fuerza magnética actúa sobre el segundo elemento 14 sin contacto, no se genera fricción en la vía de transmisión de la fuerza magnética. En consecuencia, es posible reducir la potencia necesaria para mover el segundo elemento 14, y puesto que no se requiere un espacio para la longitud de un resorte en la dirección de funcionamiento del segundo elemento 14 a diferencia del elemento de resorte, es posible lograr una configuración de dispositivo compacto. Además, puesto que la fuerza magnética es una fuerza impulsora sin contacto, la fuerza que actúa sobre el segundo elemento 14 es estable, de modo que el segundo elemento 14 se puede mantener en la posición original con gran exactitud cuando no se aplica carga.

Como se muestra en cada figura, el segundo elemento 14 está íntegramente provisto de una pieza objetivo de soporte 20 para unir una pieza de unión 22. Con esta configuración, se puede realizar un trabajo deseado usando la pieza de unión 22 unida al segundo elemento 14 como una herramienta, y se puede proporcionar la función de elasticidad a la herramienta. El segundo elemento 14 está configurado para poder girar cuando la pieza de unión 22 recibe una fuerza externa F o una fuerza externa F' en una determinada dirección, es decir, una fuerza externa F o una fuerza externa F' en una dirección en la que el segundo elemento 14 puede girar (dirección de la flecha "a").

En un modo de realización, una primera superficie 12a formada por el primer elemento 12 y una segunda superficie 14a formada por el segundo elemento 14 están dispuestas para estar orientadas una frente a la otra. El primer imán 16 está dispuesto en la primera superficie 12a y el segundo imán 18 está dispuesto en la segunda superficie 14a. El primer imán 16 dispuesto en la primera superficie 12a y el segundo imán 18 dispuesto en la segunda superficie 14a se pueden disponer cerca uno del otro. En consecuencia, las fuerzas magnéticas generadas por los dos imanes pueden interactuar eficazmente.

En un modo de realización, en el dispositivo de soporte elástico 10 (10A) mostrado en las FIGS. 1 y 2 y el dispositivo de soporte elástico 10 (10C) mostrado en las FIGS. 5, 6A y 6B, el primer imán 16 y el segundo imán 18 están dispuestos de modo que los diferentes polos magnéticos están orientados uno frente al otro en la posición original. Con esta configuración, se produce una fuerza de atracción entre el primer imán 16 y el segundo imán 18, de modo que cuando una fuerza externa F o una fuerza externa F' no se aplica al segundo elemento 14, el segundo elemento 14 se mantiene en la posición original por la fuerza de atracción que actúa entre el primer elemento 12 y el segundo elemento 14. Cuando el segundo elemento 14 se mueve desde la posición original debido a una fuerza externa F o una fuerza externa F', la fuerza magnética sirve para devolver el segundo elemento 14 a la posición original por la fuerza de atracción que actúa entre el primer elemento 12 y el segundo elemento 14. En consecuencia, cuando ya no se aplica una fuerza externa F o una fuerza externa F', el segundo elemento 14 puede volver a la posición original.

En el dispositivo de soporte elástico 10 (10A, 10C), en un modo de realización, el primer imán 16 y el segundo imán 18 están dispuestos de modo que, en la posición original, los imanes se superponen en la dirección de movimiento del segundo elemento 14, es decir, en la dirección de extensión de la primera superficie 12a y la segunda superficie 14a (dirección de la flecha "a"). Con esta configuración, el primer imán 16 y el segundo imán 18 pueden ejercer una fuerza de atracción entre sí, de modo que incluso cuando el segundo elemento 14 se mueve desde la posición original debido a una fuerza externa F o una fuerza externa F' que actúa sobre la pieza objetivo de soporte 20, el segundo elemento 14 puede volver a la posición original por la fuerza de atracción que actúa entre el primer elemento 12 y el segundo elemento 14.

En un modo de realización, el primer imán 16 y el segundo imán 18 tienen el mismo tamaño y conformación, y están dispuestos en posiciones que coinciden completamente entre sí en la dirección de la flecha "a". Como resultado, el primer imán 16 y el segundo imán 18 pueden maximizar la fuerza de atracción entre sí.

En un modo de realización, una pluralidad de los primeros imanes 16 y una pluralidad de los segundos imanes 18 están dispuestos a lo largo de la dirección de la flecha "a" de modo que los diferentes polos magnéticos están orientados uno frente al otro. Como resultado, se puede incrementar la fuerza de atracción generada entre el primer imán 16 y el segundo imán 18.

En un modo de realización, cada uno del primer imán 16 y el segundo imán 18 incluye una pluralidad de imanes dispuestos a intervalos a lo largo de la dirección de la flecha "a". La pluralidad de imanes del primer imán 16 y del segundo imán 18 están dispuestos de modo que los polos magnéticos alternativamente diferentes a lo largo de la dirección de la flecha "a" están orientados a los imanes opuestos. Es decir, los imanes contiguos están dispuestos de modo que los polos magnéticos sean opuestos en el primer elemento 12 y el segundo elemento 14. Por ejemplo, como se muestra en las FIGS. 2 y 6A, con respecto a la dirección de la flecha "a", en un determinado par de imanes, el polo sur del primer imán 16 y el polo norte del segundo imán 18 están orientados uno frente al otro, y en su par contiguo, el polo norte del primer imán 16 y el polo sur del segundo imán 18 están orientados uno frente al otro.

De acuerdo con este modo de realización, cuando una fuerza externa F o una fuerza externa F' no se aplica al segundo elemento 14, el segundo elemento 14 se mantiene en la posición original por la fuerza de atracción que actúa entre el primer elemento 12 y el segundo elemento 14. Cuando el segundo elemento 14 se mueve desde la posición original debido a una fuerza externa, cada segundo imán 18 recibe una fuerza de atracción desde el primer imán 16 dispuesto corriente arriba en la dirección de movimiento, y recibe una fuerza de repulsión desde el primer imán 16 dispuesto corriente abajo en la dirección de movimiento. En consecuencia, cuando ya no se aplica la fuerza externa al segundo elemento 14, el segundo elemento 14 puede volver a la posición original de forma rápida y con exactitud.

En otro modo de realización, como se muestra en la FIG. 2, en el primer imán 16 o en el segundo imán 18, se puede disponer una pluralidad de imanes a lo largo de una dirección perpendicular a la dirección de la flecha "a". Como resultado, se puede incrementar la fuerza de atracción con el imán opuesto. En la FIG. 2, se dispone una pluralidad de imanes en el primer elemento 12 en dirección perpendicular. De forma alternativa, se puede disponer una pluralidad de imanes en el segundo elemento 14 en dirección perpendicular a la dirección de la flecha "a".

En un modo de realización, en el dispositivo de soporte elástico 10 (10B) mostrado en las FIGS. 4A y 4B y el dispositivo de soporte elástico 10 (10D) mostrado en las FIGS. 7A y 7B, un primer polo magnético del primer imán 16 está dispuesto para estar orientado hacia el segundo elemento 14, y un primer polo magnético del segundo imán 18 está dispuesto para estar orientado hacia el primer elemento. Cuando no se aplica una fuerza externa F o una fuerza externa F' a la pieza de unión 22 del segundo elemento 14, el segundo elemento 14 está en la posición original y la fuerza de repulsión que actúa entre el primer elemento 12 y el segundo elemento 14 está equilibrada, de modo que el segundo elemento 14 se mantiene en la posición original. Cuando se aplica una fuerza externa F o una fuerza externa F' a la pieza de unión 22 del segundo elemento 14, y el segundo elemento 14 se mueve en la dirección de la flecha "a", la fuerza de repulsión actúa entre el primer elemento 12 y el segundo elemento. 14 para devolver el segundo elemento 14 a la posición original.

De acuerdo con este modo de realización, después de que el segundo elemento 14 que tiene el segundo imán 18 se mueve desde la posición original debido a una fuerza externa aplicada a la pieza de unión 22, cuando ya no se aplica una fuerza externa F o una fuerza externa F', el segundo elemento 14 puede volver automáticamente a la posición original. Por tanto, se puede lograr la función de elasticidad.

En un modo de realización, en el dispositivo de soporte elástico 10 (10B, 10D), cada uno del primer imán 16 y el segundo imán 18 incluye una pluralidad de imanes dispuestos a intervalos a lo largo de la dirección de la flecha "a". Además, cada uno de la pluralidad de imanes del primer imán 16 está dispuesto en una posición intermedia entre la pluralidad de imanes del segundo imán 18 a lo largo de la dirección de la flecha "a" en la posición original. Puesto que cada imán que constituye el primer imán 16 y el segundo imán 18 recibe las mismas fuerzas de repulsión desde ambos lados en la dirección de la flecha "a", el segundo elemento 14 se mantiene en la posición original cuando la pieza de unión 22 no recibe una fuerza externa F o una fuerza externa F'.

De acuerdo con este modo de realización, cuando se aplica una fuerza externa F o una fuerza externa F' a la pieza objetivo de soporte 20, y el segundo elemento 14 se mueve a lo largo de la dirección de la flecha "a", las fuerzas de repulsión que actúan sobre cada imán que constituye el primer imán 16 y el segundo imán 18 desde ambos lados pierden el equilibrio, y se genera una fuerza para volver a la posición original. En consecuencia, cuando ya no se aplica una fuerza externa F o una fuerza externa F', el segundo elemento 14 puede volver a la posición original con exactitud.

Si los imanes que constituyen el primer imán 16 y el segundo imán 18 tienen el mismo tamaño y conformación y generan la misma fuerza magnética, cada imán recibe las mismas fuerzas de repulsión desde ambos lados. En consecuencia, cuando la pieza objetivo de soporte 20 ya no recibe una fuerza externa F o una fuerza externa F', el segundo elemento 14 puede volver a la posición original con exactitud.

Además, en la posición original, cuando cada imán que constituye el primer imán 16 y el segundo imán 18 está con exactitud en la posición intermedia entre los imanes opuestos, cada imán recibe las mismas fuerzas de repulsión desde ambos lados. En consecuencia, cuando ya no se aplica una fuerza externa F o una fuerza externa F', el segundo elemento 14 puede volver a la posición original con exactitud.

En un modo de realización, en el dispositivo de soporte elástico 10 (10A, 10B) mostrado en las FIGS. de 1 a 4A y 4B, el primer elemento 12 (12A) constituye uno de un árbol interno o un árbol externo de estructura doble, y el segundo elemento 14 (14A) constituye el otro del árbol interno o el árbol externo. Además, uno del árbol interno o el árbol externo está configurado para poder girar alrededor de un eje del árbol interno y el árbol externo en relación con el otro del árbol interno o el árbol externo. En los modos de realización mostrados en las FIGS. de 1 a 4A y 4B, el árbol interno y el árbol externo forman una estructura doble dispuesta concéntricamente entre sí. El primer elemento 12 (12A) constituye el árbol interno y el segundo elemento 14 (14A) constituye el árbol externo. Sin embargo, en otro modo de realización, la configuración se puede invertir. De acuerdo con este modo de realización, es posible realizar un funcionamiento de elasticidad en el que la pieza de unión 22 se soporta elásticamente por una fuerza impulsora contra el movimiento oscilante de la pieza de unión 22 alrededor del eje, y vuelve a la posición original.

A continuación se describirá la estructura de soporte del primer elemento 12 (12A) y el segundo elemento 14 (14A) de acuerdo con el dispositivo de soporte elástico 10 (10A, 10B). Un par de ménsulas de soporte 26 se fijan a una base 24 a distancia. El primer elemento 12 (12A) y el segundo elemento 14 (14A) se insertan entre las ménsulas de soporte 26. El primer elemento 12 (12A) dispuesto en el lado interno se fija a la ménsula de soporte 26 por medio de un perno 28. El segundo elemento 14 (14A) está dispuesto para poder moverse por medio de un cojinete 30 dispuesto alrededor del primer elemento 12.

En un modo de realización, la primera superficie 12a y la segunda superficie 14a tienen una conformación cilíndrica, y el segundo elemento 14 (14A) está dispuesto de forma giratoria alrededor del eje, que es el perno 28.

En un modo de realización, en el dispositivo de soporte elástico 10 (10C, 10D) mostrado en las FIGS. de 5 a 7A y 7B, el segundo elemento 14 (14A) está configurado para ser deslizable en relación con el primer elemento 12 (12B).

De acuerdo con este modo de realización, es posible realizar un funcionamiento de elasticidad en el que se soporta la pieza de unión 22 para poder moverse en traslación en respuesta a una fuerza externa F o una fuerza externa F', y la pieza de unión 22 se soporta elásticamente por una fuerza impulsora tal como la fuerza magnética, y vuelve a la posición original.

La FIG. 7A es un diagrama correspondiente a la FIG. 6A que muestra el dispositivo de soporte elástico 10 (10), y la FIG. 7B es un diagrama correspondiente a la FIG. 6B que muestra el dispositivo de soporte elástico 10 (10C).

En un modo de realización, en el dispositivo de soporte elástico 10 (10C, 10D), el primer elemento 12 (12B) incluye uno de un árbol interno o un árbol externo de una estructura doble, y el segundo elemento 14 (14B) incluye el otro del árbol interno o el árbol externo. Además, uno del árbol interno o el árbol externo está configurado para poder moverse a lo largo de la dirección axial del árbol interno y el árbol externo en relación con el otro del árbol interno o el árbol externo. De acuerdo con este modo de realización, el segundo elemento 14 se puede mover de forma estable en la dirección axial. Además, se puede procurar fácilmente un espacio para disponer el primer imán 16 en la primera superficie 12a y el segundo imán 18 en la segunda superficie 14a.

En los modos de realización mostrados en las FIGS. de 5 a 7A y 7B, el árbol interno y el árbol externo forman una estructura doble dispuesta concéntricamente entre sí. El primer elemento 12 (12B) constituye el árbol interno y el segundo elemento 14 (14B) constituye el árbol externo.

A continuación se describirá la estructura de soporte del primer elemento 12 (12B) y el segundo elemento 14 (14B) de acuerdo con el dispositivo de soporte elástico 10 (10C, 10D). Una base 34 está compuesta por una placa posterior 34a y placas de soporte 34b y 34c que se extienden desde ambos extremos de la placa posterior 34a en una dirección perpendicular a la placa posterior 34a. El árbol interno se proporciona para servir de puente entre las placas de soporte 34b y 34c. Se proporciona un perfil guía 36 en la superficie interior de la placa posterior 34a de modo que la dirección de extensión del perfil guía 36 coincide con la dirección de extensión del árbol interno. Se proporciona una base deslizante 38 de forma deslizable en el perfil guía 36, y el árbol externo se fija a una guía 32 dispuesta alrededor del árbol interno y la base deslizante 38. El árbol externo que constituye el segundo elemento 14 se mueve a lo largo del árbol interno conjuntamente con la guía 32 y la base deslizante 38 cuando la pieza de unión 22 recibe una fuerza exterior F en la dirección de extensión del árbol interno.

En un modo de realización, al menos uno del primer imán 16 o el segundo imán 18 está compuesto por un imán permanente. Con esta configuración, es posible eliminar la necesidad de un cable para suministrar corriente al primer imán 16 o al segundo imán 18, como se requiere en un electroimán. Por lo tanto, no existe riesgo de que el cable se enrede con el primer elemento 12 o el segundo elemento 14 por el movimiento de los elementos, dificultando el libre movimiento de la pieza de unión 22, o que la presencia del cable limite la cantidad de movimiento de la pieza de unión 22.

En un modo de realización, el dispositivo de soporte elástico 10 constituye una herramienta de punta unida a la punta de un brazo robótico articulado de múltiples ejes. De acuerdo con la invención, la pieza de unión 22 constituye una herramienta de trabajo y es un cuchillo. Uniendo el dispositivo de soporte elástico 10 al brazo robótico que tiene esta configuración, el dispositivo se puede mover a cualquier posición en tres dimensiones y realizar diversas operaciones. En este momento, posibilita el funcionamiento de elasticidad que soporta elásticamente la pieza de unión 22 cuando una fuerza externa F o una fuerza externa F' actúa sobre la pieza de unión 22, y vuelve a la posición original cuando ya no actúa una fuerza externa F o una fuerza externa F'. Puesto que el cuchillo está unido a la pieza objetivo de soporte 20, se puede usar para cortar carne con hueso de un animal sacrificado. En este momento, cuando el cuchillo recibe una fuerza de reacción desde el hueso o la carne de un animal sacrificado, el cuchillo se soporta elásticamente contra la fuerza de reacción mientras el cuchillo se retrae de la posición original, y cuando ya no se aplica la fuerza de reacción, el cuchillo puede volver a la posición original. En el corte de carne con hueso, puesto que se hacen funcionar múltiples brazos robóticos para una carne con hueso, la herramienta de punta del brazo robótico debe ser lo más compacta posible. El dispositivo de soporte elástico 10 puede satisfacer esta necesidad.

Las FIGS. 8 y 9 muestran la distribución de líneas de campo magnético Mf generadas por el primer imán 16 y el segundo imán 18 en el dispositivo de soporte elástico 10 (10A) mostrado en las FIGS. 1 y 2. La FIG. 8 muestra el caso donde el segundo elemento 14 (14A) está en la posición original, y la FIG. 9 muestra el caso donde el segundo elemento 14 (14A) se mueve desde la posición original en la dirección de la flecha "a" debido a una fuerza externa F que actúa sobre la pieza de unión 22. Como se ve en esta figura, las líneas de campo magnético Mf se generan entre los diferentes polos magnéticos, y se genera una fuerza de atracción entre los diferentes polos magnéticos. La densidad de las líneas de campo magnético Mf se incrementa cuando se disponen múltiples imanes en dirección perpendicular a la dirección de extensión de la primera superficie 12a y la segunda superficie 14a. Además, incluso cuando se aplica una fuerza externa F a la pieza de unión 22 y el segundo elemento 14 se mueve desde la posición original, existe una fuerza de atracción entre los diferentes polos magnéticos.

Las FIGS. 10 y 11 muestran la distribución de las líneas de campo magnético Mf generadas por el primer imán 16 y el segundo imán 18 en el dispositivo de soporte elástico 10 (10B) mostrado en las FIGS. 4A y 4B. La FIG. 10 muestra el caso donde el segundo elemento 14 (14A) está en la posición original, y la FIG. 11 muestra el caso donde el segundo elemento 14 (14A) se mueve desde la posición original en la dirección de la flecha "a" debido a una fuerza externa F que actúa sobre la pieza de unión 22. Como se ve en esta figura, las líneas de campo magnético Mf se generan entre los diferentes polos magnéticos, y se genera una fuerza de repulsión entre los mismos polos magnéticos. Cuando el segundo elemento 14 (14A) está en la posición original, se aplican las mismas fuerzas de repulsión a cada imán desde ambos lados de la dirección de extensión de la primera superficie 12a y la segunda superficie 14a. Además, cuando se aplica una fuerza externa F a la pieza de unión 22 y el segundo elemento 14 (14A) se mueve desde la posición original, cada segundo imán 18 recibe una fuerza de repulsión mayor desde el primer imán 16 más cercano que desde el primer imán 16 más lejano. El segundo elemento 14 (14A) vuelve a la posición original debido a la diferencia en las fuerzas de repulsión en ambos lados.

En los modos de realización descritos anteriormente, la disposición de los polos norte y los polos sur del primer imán 16 y el segundo imán 18 mostrados en los dibujos es solo para propósitos ilustrativos. Por ejemplo, la disposición de los polos norte y sur del primer imán 16 y el segundo imán 18 mostrados en los dibujos se puede invertir.

Aplicabilidad industrial

De acuerdo con algunos modos de realización, en un elemento de máquina que tiene la función de elasticidad, al reducir las partes de contacto y reducir la influencia de la fricción, es posible lograr un dispositivo compacto.

Lista de signos de referencia

10 (10A, 10B, 10C, 10D) Dispositivo de soporte elástico

12 (12A, 12B) Primer elemento

12a Primera superficie

14 (14A, 14B) Segundo elemento

14a Segunda superficie

16 Primer imán

18 Segundo imán

20 Pieza objetivo de soporte

22 Pieza de unión

24, 34 Base

34a Placa posterior

34b, 34c Placa de soporte

26 Ménsula de soporte

28 Perno

30 Cojinete

32 Guía

36 Perfil guía

38 Base deslizante

F, F' Fuerza externa

Mf línea de campo magnético

Claims

REIVINDICACIONES

i. Un dispositivo de soporte elástico (10B), que comprende:

un primer elemento (12A) que incluye un primer imán (16); y

un segundo elemento (14A) que incluye un segundo imán (18) y dispuesto para estar orientado al primer elemento (12A), siendo el segundo elemento (14A) móvil en relación con el primer elemento (12a ) en respuesta a la recepción de una fuerza externa,

en el que una fuerza magnética que actúa entre el primer imán (16) y el segundo imán (18) mantiene el segundo elemento (14A) en una posición original cuando el segundo elemento (14A) no recibe una fuerza externa, y la fuerza magnética devuelve el segundo elemento (14A) a la posición original cuando el segundo elemento (14A) se mueve debido a la recepción de una fuerza externa,

en el que un primer polo magnético del primer imán (16) está dispuesto para estar orientado hacia el segundo elemento (14A), y

cada uno del primer imán (16) y el segundo imán (18) incluye una pluralidad de imanes dispuestos a intervalos a lo largo de una dirección de movimiento del segundo elemento (14A), caracterizado por que

el primer polo magnético del segundo imán (18) está dispuesto para estar orientado hacia el primer elemento (12A), y una fuerza de repulsión que actúa entre el primer elemento (12A) y el segundo elemento (14A) está equilibrada cuando el segundo elemento (14A) está en la posición original, y la fuerza de repulsión actúa entre el primer elemento (12A) y el segundo elemento (14A) para devolver el segundo elemento (14A) a la posición original cuando el segundo elemento (14A) se mueve debido a una fuerza externa que actúa sobre el segundo elemento (14A),

cada uno de la pluralidad de imanes del primer imán (16) está dispuesto en una posición intermedia entre la pluralidad de imanes del segundo imán (18) a lo largo de la dirección de movimiento del segundo elemento (14A) en la posición original, y

el segundo elemento (14A) está provisto íntegramente de una pieza objetivo de soporte (20) a la que se une un cuchillo como una pieza de unión (22).
2. El dispositivo de soporte elástico de acuerdo con la reivindicación 1,

en el que una primera superficie (12a) formada por el primer elemento (12A) y una segunda superficie (14a) formada por el segundo elemento (14A) están dispuestas para estar orientadas una a la otra, y en el que el primer imán (16) está dispuesto en la primera superficie (12a), y el segundo imán (18) está dispuesto en la segunda superficie (14a).
3. El dispositivo de soporte elástico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2,

en el que al menos uno del primer imán (16) o el segundo imán (18) está compuesto por un imán permanente.
4. El dispositivo de soporte elástico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,

en el que el primer elemento (12A) constituye uno de un árbol interno o un árbol externo de una estructura doble, y el segundo elemento (14A) constituye el otro del árbol interno o el árbol externo, y en el que uno del árbol interno o el árbol externo puede girar alrededor de un eje del árbol interno y el árbol externo en relación con el otro del árbol interno o el árbol externo.
5. El dispositivo de soporte elástico de acuerdo una con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,

en el que el segundo elemento (14A) es deslizable en relación con el primer elemento (12A).
6. El dispositivo de soporte elástico de acuerdo con la reivindicación 5,

en el que el primer elemento (12A) constituye uno de un árbol interno o un árbol externo de una estructura doble, y el segundo elemento (14A) constituye el otro del árbol interno o el árbol externo, y en el que uno del árbol interno o el árbol externo es móvil a lo largo de una dirección axial del árbol interno y el árbol externo en relación con el otro del árbol interno o el árbol externo.