RU2160935C1 - Displacement mechanism with flexible members (variants) - Google Patents

Displacement mechanism with flexible members (variants) Download PDF

Info

Publication number
RU2160935C1
RU2160935C1 RU2000111836A RU2000111836A RU2160935C1 RU 2160935 C1 RU2160935 C1 RU 2160935C1 RU 2000111836 A RU2000111836 A RU 2000111836A RU 2000111836 A RU2000111836 A RU 2000111836A RU 2160935 C1 RU2160935 C1 RU 2160935C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
roller
flexible links
housing
movable link
flexible
Prior art date
Application number
RU2000111836A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.К. Беляков
Ю.Ф. Юрченко
Ю.М. Русанов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ВЕСТТРЭЙД Лтд."
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 Общество с ограниченной ответственностью "ВЕСТТРЭЙД Лтд." filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ВЕСТТРЭЙД Лтд."
Priority to RU2000111836A priority Critical patent/RU2160935C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2160935C1 publication Critical patent/RU2160935C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

FIELD: instrument engineering; measurement technology. SUBSTANCE: mechanism has moving member installed in guides positioned on body, roller and flexible members which embrace roller along entire length of its section circumference. Roller may be of stepped form in longitudinal section, and it may be positioned under moving member. Ends of flexible members secured on body and on moving member may be positioned on one or different sides relative to roller axis, respectively. In mechanism variant moving member is located outside body, and roller is installed above moving assembly. Invention provides for enhancement of moving member positioning accuracy. EFFECT: simplified construction. 4 cl, 7 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к приборостроению и измерительной технике и может быть использовано для сверхточных перемещений, в частности в устройствах проекционной аппаратуры уменьшенных изображений. The present invention relates to instrumentation and measurement technology and can be used for ultra-precise movements, in particular in devices of projection equipment of reduced images.

Сверхточный механизм перемещений требует решения, которое позволяет привести в соответствие с необходимой точностью жесткость исполнительных механизмов и особенно выходного звена привода. An ultraprecise movement mechanism requires a solution that makes it possible to bring the rigidity of the actuators and especially the drive output link into line with the required accuracy.

Этим требованиям вполне могут удовлетворить механизмы перемещений с гибкими звеньями. В них полностью исключены высшие кинематические пары в последней исполнительной степени, а звенья, участвующие в передаче движений, могут быть напряжены до предельных характеристик. These requirements may well be satisfied by movement mechanisms with flexible links. Higher kinematic pairs in the last executive degree are completely excluded in them, and the links involved in the transmission of movements can be strained to the limit of performance.

Известен роликовый механизм перемещения с гибкими звеньями, содержащий корпус, подвижное звено и ролик, охваченный тремя гибкими звеньями, при этом концы верхнего гибкого звена закреплены на подвижном звене, а концы нижнего гибкого звена - на корпусе (а.с. SU N 1430990 A2, G 12 В 1/00, 26.03.86). Known roller movement mechanism with flexible links, comprising a housing, a movable link and a roller covered by three flexible links, while the ends of the upper flexible link are mounted on the movable link, and the ends of the lower flexible link are on the housing (a.s. SU 1430990 A2, G 12 V 1/00, 03/26/86).

Недостатком данного механизма является относительная сложность, обусловленная наличием третьего гибкого звена, и ограниченный диапазон перемещений, обусловленный жестким креплением одних из концов гибких звеньев на ролике. The disadvantage of this mechanism is the relative complexity due to the presence of the third flexible link and the limited range of movements due to the rigid fastening of one of the ends of the flexible links on the roller.

Наиболее близким к заявленному является механизм перемещения с гибкими звеньями, содержащий подвижный и неподвижный ползуны и два гибких звена, охватывающие валик и опорные ролики S-образной петлей, при этом концы гибких звеньев жесткого закреплены на соответствующем ползуне (а.с. SU N 1439686 A1, G 12 В 5/00, 9/10, 30.07.86). Closest to the claimed is a movement mechanism with flexible links, containing movable and fixed sliders and two flexible links covering the roller and support rollers with an S-shaped loop, while the ends of the rigid flexible links are fixed to the corresponding slider (a.s. SU 1439686 A1 , G 12V 5/00, 9/10, 07/30/08).

Недостатком данного устройства является относительная сложность механизма, обусловленная наличием опорных роликов, и увеличенные силы трения, определяемые наличием распорных внутренних сил между валиком, роликами и ползунами, что уменьшает точность позиционирования подвижного ползуна. The disadvantage of this device is the relative complexity of the mechanism due to the presence of support rollers, and increased friction forces, determined by the presence of spacer internal forces between the roller, rollers and sliders, which reduces the accuracy of the positioning of the movable slide.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание механизма перемещения с гибкими звеньями, который бы обеспечивал технический результат, связанный с упрощением конструкции механизма и повышением точности позиционирования подвижного звена. The problem to which the claimed invention is directed, is to create a movement mechanism with flexible links, which would provide a technical result associated with simplifying the design of the mechanism and increasing the accuracy of positioning of the movable link.

Указанная задача в заявленном устройстве в первом варианте его осуществления решается за счет того, что в механизме перемещения с гибкими звеньями, содержащем неподвижный корпус, подвижное звено и валик, охваченный гибкими звеньями и установленный с возможностью линейных перемещений перпендикулярно его оси, при этом концы одних гибких звеньев жестко закреплены на корпусе, концы других гибких звеньев - на подвижном звене, а гибкие звенья натянуты, корпус снабжен направляющими, взаимодействующими с подвижным звеном, расположенным над валиком, а гибкие звенья охватывают валик по всей длине окружности его сечения, при этом закрепленные на корпусе и на подвижном звене концы гибких звеньев расположены соответственно по разные стороны относительно оси валика. The specified problem in the claimed device in the first embodiment of its implementation is solved due to the fact that in the movement mechanism with flexible links containing a fixed body, a movable link and a roller covered by flexible links and installed with the possibility of linear movements perpendicular to its axis, while the ends of some flexible the links are rigidly fixed to the housing, the ends of other flexible links to the movable link, and the flexible links are stretched, the housing is equipped with guides interacting with the movable link located above the shaft hi, and the flexible links cover the roller along the entire circumference of its cross section, while the ends of the flexible links fixed on the housing and on the movable link are respectively located on different sides relative to the axis of the roller.

Указанная задача в заявленном устройстве во втором варианте его осуществления решается за счет того, что в механизме перемещения с гибкими звеньями подвижное звено установлено в направляющих, расположенных снаружи корпуса, и размещено под валиком, гибкие звенья охватывают валик по всей длине окружности его сечения, а закрепленные на корпусе и на подвижном звене концы гибких звеньев расположены по одну сторону относительно оси валика. The specified task in the claimed device in the second embodiment is solved due to the fact that in the movement mechanism with flexible links the movable link is installed in guides located outside the housing and placed under the roller, the flexible links cover the roller along the entire circumference of its section, and fixed on the housing and on the movable link, the ends of the flexible links are located on one side relative to the axis of the roller.

Кроме того, в частных случаях выполнения механизма перемещения с гибкими звеньями в обоих вариантах его осуществления валик в продольном сечении выполнен ступенчатой формы. In addition, in special cases, the implementation of the movement mechanism with flexible links in both variants of its implementation, the roller in a longitudinal section is made in a stepped form.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 представлен общий вид механизма в первом варианте его выполнения; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Г-Г на фиг. 2; на фиг. 4 - общий вид механизма в первом варианте его выполнения с валиком ступенчатой формы; на фиг. 5 - вид по стрелке А на фиг. 4; на фиг. 6 - расчетная схема механизма при расположении концов гибких звеньев по разные стороны относительно оси валика, выполненного в продольном сечении ступенчатой формы; на фиг. 7 - расчетная схема механизма при расположении концов гибких звеньев по одну сторону относительно оси валика, выполненного в продольном сечении ступенчатой формы. The invention is illustrated by drawings, where: in FIG. 1 shows a General view of the mechanism in the first embodiment; in FIG. 2 is a view A in FIG. 1; in FIG. 3 is a section GG in FIG. 2; in FIG. 4 is a general view of the mechanism in the first embodiment of its implementation with a step-shaped roller; in FIG. 5 is a view along arrow A in FIG. 4; in FIG. 6 is a design diagram of the mechanism when the ends of the flexible links are located on different sides relative to the axis of the roller, made in a longitudinal section of a stepped shape; in FIG. 7 is a design diagram of the mechanism when the ends of the flexible links are located on one side relative to the axis of the roller, made in a longitudinal section of a stepped shape.

Механизм перемещения с гибкими звеньями содержит неподвижный корпус 1, подвижное звено 2, валик 3, гибкие звенья 4 и гибкое звено 5, охватывающие валик 3 по всей длине окружности его сечения. Концы гибких звеньев 4 жестко закреплены на корпусе 1, а концы гибкого звена 5 жестко закреплены на подвижном звене 2. The movement mechanism with flexible links comprises a fixed housing 1, a movable link 2, a roller 3, flexible links 4 and a flexible link 5, covering the roller 3 along the entire circumference of its section. The ends of the flexible links 4 are rigidly fixed to the housing 1, and the ends of the flexible link 5 are rigidly fixed to the movable link 2.

В первом варианте выполнения механизма (фиг. 1, 2, 6) на корпусе 1 в верхней его части установлены направляющие 7, например, роликового типа, которые взаимодействуют с подвижным звеном 2, обуславливая возможность его перемещения относительно корпуса 1. Подвижное звено 2 установлено в верхней части корпуса 1 над валиком 3, а концы гибких звеньев 4 и гибкого звена 5 расположены по разные стороны относительно оси О-О валика 3. In the first embodiment of the mechanism (Fig. 1, 2, 6), guides 7, for example, of a roller type, are installed on the housing 1 in its upper part, which interact with the movable link 2, making it possible to move relative to the housing 1. The movable link 2 is installed in the upper part of the housing 1 above the roller 3, and the ends of the flexible links 4 and the flexible link 5 are located on different sides relative to the axis O-O of the roller 3.

Во втором варианте выполнения механизма (фиг. 7) подвижное звено 2 установлено в направляющих 7, расположенных снаружи нижней части корпуса 1, а концы гибких звеньев 4 и гибкого звена 5 расположены по одну сторону относительно оси О-О валика 3. In the second embodiment of the mechanism (Fig. 7), the movable link 2 is installed in the guides 7 located outside the lower part of the housing 1, and the ends of the flexible links 4 and the flexible link 5 are located on one side relative to the axis O-O of the roller 3.

В обоих вариантах выполнения механизма валик 3 в продольном сечении может быть выполнен ступенчатой формы (фиг. 4, 5, 7). In both versions of the mechanism, the roller 3 in longitudinal section can be made in a stepped form (Fig. 4, 5, 7).

Механизм перемещения с гибкими звеньями работает следующим образом. The movement mechanism with flexible links operates as follows.

Гибкие звенья 4 и 5 предварительно натянуты определенным усилием. При вращении валика 3 он перекатывается по гибким звеньям 4 относительно корпуса 1. Гибкое звено 5, охватывающее валик 3 со стороны, противоположной стороне охвата валика 3 гибкими звеньями 4, перекатывается без проскальзывания относительно валика 3 и перемещает связанное с ним подвижное звено 2. Точка Б (фиг. 1, 3, 6, 7) является мгновенным центром скоростей валика 3. При перекатывании валика 3 его центр О перемещается из точки О в точку О1, а точка В в точку В1.Flexible links 4 and 5 are pre-tensioned by a certain force. When the roller 3 rotates, it rolls along the flexible links 4 relative to the housing 1. The flexible link 5, covering the roller 3 from the side opposite to the coverage of the roller 3 by the flexible links 4, rolls without slipping relative to the roller 3 and moves the movable link 2 associated with it. Point B (Fig. 1, 3, 6, 7) is the instantaneous center of speed of the roller 3. When rolling the roller 3, its center O moves from point O to point O 1 , and point B to point B 1 .

В первом варианте выполнения механизма перемещения (фиг. 1, 3) перемещение подвижного звена 2 (отрезок BB1) будет в два раза больше, чем перемещение центра О валика 3 (отрезок ОО1), поскольку расстояние между точками Б и В в два раза больше расстояния между точками Б и О. Таким образом, при минимальном диаметре валика 3, величина которого определяется допустимыми напряжениями в гибких звеньях, возможно получение удвоенного перемещения подвижного звена 2.In the first embodiment of the movement mechanism (Fig. 1, 3), the movement of the movable link 2 (segment BB 1 ) will be two times greater than the movement of the center O of the roller 3 (segment OO 1 ), since the distance between points B and C is two times more than the distance between points B and O. Thus, with a minimum diameter of the roller 3, the value of which is determined by the permissible stresses in the flexible links, it is possible to obtain doubled movement of the movable link 2.

Во втором варианте выполнения механизма перемещения (фиг. 7) подвижное звено 2 перемещается в сторону, противоположную перемещению центра О валика 3, что обуславливает возможность получения величин перемещений подвижного звена 2 (отрезок ВВ1) на несколько порядков меньше, чем при первом варианте выполнения механизма.In the second embodiment of the movement mechanism (Fig. 7), the movable link 2 moves in the direction opposite to the movement of the center O of the roller 3, which makes it possible to obtain the displacements of the movable link 2 (segment BB 1 ) several orders of magnitude smaller than in the first embodiment of the mechanism .

Выполнение валика 3 ступенчатой формы в продольном сечении (фиг. 6, 7) в обоих вариантах выполнения механизма перемещений позволяет расширить диапазон перемещений подвижного звена 2. The implementation of the roller 3 step-shaped in longitudinal section (Fig. 6, 7) in both versions of the movement mechanism allows you to expand the range of movements of the movable link 2.

В этом случае величина перемещения подвижного звена ΔL (отрезок ВВ1) в миллиметрах определяется из соотношения:

Figure 00000002

где α - угол поворота валика, в градусах;
R1, R2 - радиусы ступеней валика, в мм;
a1, a2 - толщины гибкого звена 5 и гибких звеньев 4, в мм.In this case, the magnitude of the movement of the moving link ΔL (segment BB 1 ) in millimeters is determined from the ratio:
Figure 00000002

where α is the angle of rotation of the roller, in degrees;
R 1 , R 2 - the radii of the steps of the roller, in mm;
a 1 , a 2 - the thickness of the flexible link 5 and flexible links 4, in mm

При этом, если концы гибких звеньев 4 и гибкого звена 5 расположены по разные стороны относительно оси валика, в формуле берется знак "+", если по одну сторону, то знак "-". Moreover, if the ends of the flexible links 4 and the flexible link 5 are located on different sides relative to the axis of the roller, the “+” sign is taken in the formula, if on one side, the “-” sign.

При закреплении концов гибких звеньев по одну или разные стороны относительно оси валика можно получить величины перемещений подвижного звена, отличающиеся на несколько порядков. When fixing the ends of the flexible links on one or different sides relative to the axis of the roller, it is possible to obtain the displacements of the movable link, which differ by several orders of magnitude.

Например, при радиусах ступеней валика R1 = 25,1 мм, R2 = 25 мм, толщине гибких звеньев a1 = a2 = 0,1 мм, угле поворота валика α = 1o величины перемещения подвижного звена ΔL1 и ΔL2 для случаев закрепления концов гибких звеньев по разные стороны или по одну относительно оси валика будут соответственно равны:

Figure 00000003

Figure 00000004

т.е. ΔL2 в ≈ 500 раз меньше, чем ΔL1.
Во всех случаях выполнения механизм перемещения может передавать движение как от валика 3 к подвижному звену 2, так и от подвижного звена к валику - в обратном направлении. Замкнутые линии охвата валика гибкими звеньями с концами, вытянутыми в одну прямую линию, не создают дополнительных усилий, а следовательно, и сил трения между валиком 3 и корпусом 1, что повышает точность позиционирования подвижного звена 2. Если гибкие звенья выполнены из тросиков (нитей), то достаточно охватить валик каждым гибким звеном один раз. Если гибкие звенья выполнены из ленты, то они могут быть дополнительно жестко закреплены на валике и тогда для увеличения перемещения подвижного звена возможна намотка двух или более витков гибких лент на валик, однако, в этом случае зависимость перемещения подвижного звена будет нелинейной.For example, with the radii of the steps of the roller R 1 = 25.1 mm, R 2 = 25 mm, the thickness of the flexible links a 1 = a 2 = 0.1 mm, the angle of rotation of the roller α = 1 o the movement of the movable link ΔL 1 and ΔL 2 for cases of fixing the ends of the flexible links on different sides or one relative to the axis of the roller will be respectively equal to:
Figure 00000003

Figure 00000004

those. ΔL 2 is ≈ 500 times less than ΔL 1 .
In all cases, the execution of the movement mechanism can transmit movement from the roller 3 to the movable link 2, and from the movable link to the roller in the opposite direction. Closed lines of coverage of the roller with flexible links with ends extended in one straight line do not create additional forces, and therefore, friction forces between the roller 3 and the housing 1, which increases the accuracy of the positioning of the movable link 2. If the flexible links are made of cables (threads) , it is enough to cover the roller with each flexible link once. If the flexible links are made of tape, then they can be additionally rigidly fixed on the roller and then to increase the movement of the movable link, it is possible to wind two or more turns of flexible tapes on the roller, however, in this case, the dependence of the movement of the movable link will be non-linear.

Выполнение механизма перемещения с охватом валика гибкими звеньями по всей длине окружности его сечения с образованием концов, вытянутых в одну линию, и расположением концов гибких звеньев по одну или разные стороны относительно оси валика позволяет при простой конструкции механизма расширить диапазон перемещений подвижного звена с высокой точностью его позиционирования. The implementation of the movement mechanism with the coverage of the roller with flexible links along the entire length of the circumference of its section with the formation of ends elongated in one line, and the location of the ends of the flexible links on one or different sides relative to the axis of the roller allows you to expand the range of movements of the movable link with high accuracy with a simple design of the mechanism positioning.

Claims (4)

1. Механизм перемещения с гибкими звеньями, содержащий неподвижный корпус, подвижное звено, гибкие звенья, концы одних из которых жестко закреплены на корпусе, концы других на подвижном звене так, что гибкие звенья натянуты, и валик, охваченный гибкими звеньями, установленный с возможностью линейных перемещений перпендикулярно его оси, отличающийся тем, что корпус снабжен направляющими, которые предназначены для взаимодействия с подвижным звеном, расположенным над валиком, а гибкие звенья охватывают валик по всей длине окружности его сечения так, что концы гибких звеньев, закрепленные на корпусе и на подвижном звене, расположены соответственно по разные стороны относительно оси валика. 1. The movement mechanism with flexible links, comprising a fixed housing, a movable link, flexible links, the ends of some of which are rigidly fixed to the housing, the ends of the others on the movable link so that the flexible links are tensioned, and a roller covered by flexible links, mounted linearly displacements perpendicular to its axis, characterized in that the housing is provided with guides that are designed to interact with the movable link located above the roller, and flexible links cover the roller along the entire circumference of its section so that the ends of the flexible links mounted on the housing and on the movable link are respectively located on different sides relative to the axis of the roller. 2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что валик в продольном направлении выполнен ступенчатой формы. 2. The mechanism according to claim 1, characterized in that the roller in the longitudinal direction is made in a stepped form. 3. Механизм перемещения с гибкими звеньями, содержащий неподвижный корпус, подвижное звено, гибкие звенья, концы одних из которых жестко закреплены на корпусе, концы других на подвижном звене так, что гибкие звенья натянуты, и валик, охваченный гибкими звеньями, установленный с возможностью линейных перемещений перпендикулярно его оси, отличающийся тем, что он снабжен направляющими, которые расположены снаружи корпуса, подвижное звено установлено в направляющих и размещено под валиком, а гибкие звенья охватывают валик по всей длине окружности его сечения так, что концы гибких звеньев, закрепленные на корпусе и на подвижном звене, расположены по одну сторону относительно оси валика. 3. The movement mechanism with flexible links, comprising a fixed housing, a movable link, flexible links, the ends of some of which are rigidly fixed to the housing, the ends of the others on the movable link so that the flexible links are tensioned, and a roller covered by flexible links, mounted linearly displacements perpendicular to its axis, characterized in that it is provided with guides that are located outside the housing, the movable link is installed in the guides and placed under the roller, and flexible links cover the roller along the entire length of the his spine section so that the ends of the flexible link fixed to the housing and on the movable member, located on one side relative to the roll axis. 4. Механизм по п.2, отличающийся тем, что валик в продольном направлении выполнен ступенчатой формы. 4. The mechanism according to claim 2, characterized in that the roller in the longitudinal direction is made in a stepped form.
RU2000111836A 2000-05-15 2000-05-15 Displacement mechanism with flexible members (variants) RU2160935C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000111836A RU2160935C1 (en) 2000-05-15 2000-05-15 Displacement mechanism with flexible members (variants)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000111836A RU2160935C1 (en) 2000-05-15 2000-05-15 Displacement mechanism with flexible members (variants)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2160935C1 true RU2160935C1 (en) 2000-12-20

Family

ID=20234526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000111836A RU2160935C1 (en) 2000-05-15 2000-05-15 Displacement mechanism with flexible members (variants)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2160935C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2469426C1 (en) * 2011-12-22 2012-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "ВЕСТТРЭЙД ЛТД" Displacement mechanism
RU2708403C2 (en) * 2017-12-12 2019-12-06 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Motion transmission mechanism

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2469426C1 (en) * 2011-12-22 2012-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "ВЕСТТРЭЙД ЛТД" Displacement mechanism
RU2708403C2 (en) * 2017-12-12 2019-12-06 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Motion transmission mechanism

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11026336B1 (en) Display device
KR20200117771A (en) Hinge Apparatus And Foldable Display Apparatus Having The Same
RU2160935C1 (en) Displacement mechanism with flexible members (variants)
US20220261046A1 (en) Hinge mechanism and foldable device having same
EP3203115B1 (en) Belt driven linear actuator
US2706913A (en) Mechanical movement for converting translatory motion into rotary motion, and vice versa, especially for precision instruments
WO2010038878A1 (en) Display device
KR20090082695A (en) Linear 2 axes stage for ultraprecisin positioning
US6370974B1 (en) Displacement device, in particular for projectors
JP5059496B2 (en) Instrument device
JP3574528B2 (en) Bellows buckling prevention device
SU777432A1 (en) Plotter carriage drive
RU2469426C1 (en) Displacement mechanism
JP3655893B2 (en) Document reader
JP3579119B2 (en) Moving mechanism of microscope stage
JP2021519567A (en) Line guidance device
JPH04148746A (en) Belt drive device
SU1306708A1 (en) Arrangement for positioning the actuating member
JP3791888B2 (en) Microscope stage
SU551472A1 (en) Membrane mechanism
CN111326208B (en) Flexible mobile device
JP3869596B2 (en) Microscope stage
SU903630A1 (en) Crank-slide mechanism
SU1430990A2 (en) Roller-type motion mechanism
SU945549A1 (en) Device for for varying pass-through orifice cross-section

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -MM4A- IN JOURNAL: 35-2003