RU226047U1 - ROAD BALL - Google Patents

ROAD BALL Download PDF

Info

Publication number
RU226047U1
RU226047U1 RU2024103988U RU2024103988U RU226047U1 RU 226047 U1 RU226047 U1 RU 226047U1 RU 2024103988 U RU2024103988 U RU 2024103988U RU 2024103988 U RU2024103988 U RU 2024103988U RU 226047 U1 RU226047 U1 RU 226047U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ball
housing
gasket
front panel
boards
Prior art date
Application number
RU2024103988U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Викторович Дорошевич
Сергей Александрович Яковлев
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Конструкторско-Технологический Центр "Детектор"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Конструкторско-Технологический Центр "Детектор" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Конструкторско-Технологический Центр "Детектор"
Application granted granted Critical
Publication of RU226047U1 publication Critical patent/RU226047U1/en

Links

Abstract

Полезная модель относится к устройствам ввода. Технический результат заключается в снижении вероятности попадания внутрь корпуса влаги, пыли и других посторонних элементов. Технический результат достигается за счет того, что в шаровом манипуляторе по контуру шара со стороны лицевой панели корпуса выполнена прокладка, в зазоре между поверхностью шара и прокладкой расположен слой фетровой ленты. 3 ил. The utility model relates to input devices. The technical result is to reduce the likelihood of moisture, dust and other foreign elements getting inside the housing. The technical result is achieved due to the fact that in the ball manipulator there is a gasket along the contour of the ball on the side of the front panel of the housing, and a layer of felt tape is located in the gap between the surface of the ball and the gasket. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к устройствам для ввода информации и управления работой электронно-вычислительной машины, в частности, компьютера [G06F3/03, G05G9/053].The utility model relates to devices for entering information and controlling the operation of an electronic computer, in particular a computer [G06F3/03, G05G9/053].

Из уровня техники известно УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ [CA 2601997 A1, опубл. 05.10.2006], содержащее шарообразную вращающуюся конструкцию, внешнюю сферическую поверхность вращающейся конструкции; по меньшей мере один датчик для измерения положения указанной вращающейся конструкции; блок перемещения, обеспечивающий линейное перемещение и сигнал, пропорциональный указанному линейному перемещению; при этом указанный по меньшей мере один датчик находится в чувствительном контакте с внешней поверхностью указанной вращающейся конструкции для определения положения указанной вращающейся конструкции по первому, второму и третьему параметрам положения, указанный блок перемещения расположен в механическом соединении с указанной вращающейся конструкцией и обеспечивает измерение четвертого параметра положения, и упомянутое устройство управления дополнительно выполнено с возможностью выдачи сигнала, указывающего упомянутые четыре параметра положения.A CONTROL DEVICE is known from the prior art [CA 2601997 A1, publ. 05.10.2006], containing a spherical rotating structure, an outer spherical surface of the rotating structure; at least one sensor for measuring the position of said rotating structure; a movement unit providing linear movement and a signal proportional to said linear movement; wherein said at least one sensor is in sensitive contact with the outer surface of said rotating structure to determine the position of said rotating structure based on first, second and third position parameters, said movement unit is located in mechanical connection with said rotating structure and provides measurement of a fourth position parameter and said control device is further configured to output a signal indicating said four position parameters.

Также из уровня техники известен ШАРОВОЙ МАНИПУЛЯТОР [RU 2563610, опубл. 20.09.2015], содержащий размещенные в корпусе, кинематически связанные между собой ведущий шар и два взаимноперпендикулярных ведомых валика, на осях которых закреплены кодовые колеса и связанные с ним координатные преобразователи, отличающийся тем, что в корпусе выполнено резьбовое отверстие, в которое установлена резьбовая втулка с рифленым буртиком в верхней части и коническим отверстием под ведущий шар, опирающийся на кинематически связанные два ведомых и один упорный валикиAlso known from the prior art is a ROLLER BALL [RU 2563610, publ. 09.20.2015], containing a drive ball and two mutually perpendicular driven rollers placed in a housing, kinematically connected to each other, on the axes of which code wheels and associated coordinate transducers are fixed, characterized in that the housing has a threaded hole into which a threaded bushing is installed with a corrugated collar in the upper part and a conical hole for the driving ball, resting on kinematically connected two driven and one thrust rollers

Наиболее близким по технической сущности является ШАРОВЫЙ МАНИПУЛЯТОР (ТРЕКБОЛ) С ЗАЩИТОЙ ОТ САМОПРОИЗВОЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ КУРСОРА [RU 159588, опубл. 10.02.2016], включающий корпус с лицевой панелью, в котором размещены шар, датчик перемещения, соединенный с контроллером управления трекболом, прижимное кольцо, фиксирующее шар в корпусе, отличающийся тем, что на лицевой панели вокруг шара размещены, по меньшей мере, три датчика приближения, каждый из которых содержит инфракрасный излучатель, излучающий световой поток импульсами с частотой излучения 30-50 кГц, и инфракрасный фотоприемник, фиксирующий отраженное от руки оператора излучение, соединенные с контроллером управления трекболом, который выполнен с возможностью приема сигнала об отраженном от руки оператора излучении и передачи сигнала о перемещении шара при наличии сигнала об отраженном от руки оператора излучении, совпадающим по фазе и частоте с излучающим излучением, и блокировки на передачу сигнала о перемещении шара при отсутствии сигнала об отраженном от руки оператора излучении.The closest in technical essence is a TRACKBALL WITH PROTECTION AGAINST AUTOMOBILE MOVEMENT OF THE CURSOR [RU 159588, publ. 02/10/2016], including a housing with a front panel in which a ball is located, a displacement sensor connected to a trackball control controller, a pressure ring that secures the ball in the housing, characterized in that at least three sensors are placed on the front panel around the ball proximity, each of which contains an infrared emitter emitting a light flux in pulses with a radiation frequency of 30-50 kHz, and an infrared photodetector that records the radiation reflected from the operator’s hand, connected to a trackball control controller, which is configured to receive a signal about the radiation reflected from the operator’s hand and transmitting a signal about the movement of the ball in the presence of a signal about the radiation reflected from the operator’s hand, which coincides in phase and frequency with the radiating radiation, and blocking the transmission of a signal about the movement of the ball in the absence of a signal about the radiation reflected from the operator’s hand.

Основной технической проблемой аналогов и прототипа является их низкая надежность из-за того, что конструкцией не предусмотрена, с одной стороны, возможность быстрого ремонта и замены отдельных электронных элементов (схем, плат, модулей) изделий. С другой стороны, не предусмотрена защита от механической деформации, а также попадания пыли и влаги внутрь корпуса манипулятора. Таким образом, в решениях аналогов и прототипа не предусмотрен комплексный подход к обеспечению надежности шарового манипулятора, учитывающий как время до возникновения отказа, так и время до восстановления после отказа изделия.The main technical problem of the analogues and the prototype is their low reliability due to the fact that the design does not provide, on the one hand, the possibility of quick repair and replacement of individual electronic elements (circuits, boards, modules) of the products. On the other hand, there is no protection against mechanical deformation, as well as the ingress of dust and moisture into the manipulator body. Thus, the solutions of analogs and the prototype do not provide for an integrated approach to ensuring the reliability of the ball manipulator, taking into account both the time before a failure occurs and the time before recovery after a failure of the product.

Задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа.The purpose of a utility model is to eliminate the shortcomings of the prototype.

Техническим результатом является снижение вероятности попадания внутрь корпуса влаги, пыли и других посторонних элементов.The technical result is to reduce the likelihood of moisture, dust and other foreign elements getting inside the housing.

Указанный технический результат достигается за счет того, что шаровый манипулятор, включающий в себя корпус, в котором смонтирован шар, с возможностью вращения, по контуру шара со стороны лицевой панели корпуса выполнена прокладка, в зазоре между поверхностью шара и прокладкой расположен слой фетровой ленты.The specified technical result is achieved due to the fact that the ball manipulator, which includes a housing in which the ball is mounted, is rotatable, a gasket is made along the contour of the ball from the side of the front panel of the housing, and a layer of felt tape is located in the gap between the surface of the ball and the gasket.

На фиг.1 показан вид шарового манипулятора в корпусе.Figure 1 shows a view of the trackball in the housing.

На фиг.2 показан схема расположения основных функциональных элементов шарового манипулятора.Figure 2 shows a diagram of the location of the main functional elements of the trackball.

На фиг.3 показано расположение основных функциональных элементов шарового манипулятора под корпусом.Figure 3 shows the location of the main functional elements of the trackball under the body.

На фигурах обозначено:The figures indicate:

1 - корпус; 2 - шар; 3 - первый вал; 4 - второй вал; 5 - подшипник; 6 - энкодер; 7 - оптопара; 8 - первая плата энкодера; 9 - вторая плата энкодера; 10 - ведущий вал; 11 - плата управления; 12 - плата кнопок; 13 - кнопка; 14 - прокладка; 15 - нижняя пластина; 16 - рамка; 17 - установочные винты; 18 - втулки.1 - body; 2 - ball; 3 - first shaft; 4 - second shaft; 5 - bearing; 6 - encoder; 7 - optocoupler; 8 - first encoder board; 9 - second encoder board; 10 - drive shaft; 11 - control board; 12 - button board; 13 - button; 14 - gasket; 15 - bottom plate; 16 - frame; 17 - installation screws; 18 - bushings.

Шаровый манипулятор включает в себя корпус 1, в центральной части которого расположен шар 2 (в варианте реализации выполненный из феноловой смолы). Корпус 1 выполнен с лицевой панелью и нижней стенкой, торцевыми стенками, а также боковыми стенками, и в варианте реализации представляет собой параллелепипед. Шар 2 выполнен с возможностью вращения при механическом воздействии на него пользователем устройства. Шар 2 выполнен таким образом, что над лицевой панелью 1 устройства располагается лишь его часть. В рамку 16, смонтированы первый вал 3 и второй вал 4, которые располагаются перпендикулярно относительно друг друга и соприкасаются с шаром 2. На концах валов смонтированы энкодеры 6. Энкодеры 6 располагаются в щели оптопары 7 и соединены непосредственно с первой 8 и второй 9 платами энкодера. Энкодер 6 и оптопара 7 представляют собой оптические системы для фиксации процесса перемещения шара 2. Каждая из двух плат энкодера (первая 8 и вторая 9 платы энкодера) выполнена с возможностью регистрации перемещения шара 2 в соответствующей плоскости. В противоположном, относительно указанных валов, углу корпуса 1 выполнен ведущий вал 10. Ведущий вал 10 ориентирован под углом (в варианте реализации - 45 градусов) относительно первого 3 и второго 4 валов. На ведущем валу 10 так же, как и на первом 3 и втором 4 валах, смонтированы подшипники 5. В корпусе 1 на рамке 16 расположена плата управления 11. На лицевой панели корпуса 1располагается плата кнопок 12. Плата управления 11 соединена со всеми остальными платами (посредством проводного соединения), смонтированными внутри корпуса 1 и выполнена с возможностью управления работой манипулятора. Плата кнопок 12 соединена с кнопками 13, которые смонтированы на лицевой панели корпуса 1 (в варианте реализации в количестве трех штук).The ball manipulator includes a housing 1, in the central part of which there is a ball 2 (in an embodiment made of phenolic resin). Housing 1 is made with a front panel and a bottom wall, end walls, as well as side walls, and in an embodiment it is a parallelepiped. Ball 2 is made capable of rotation under mechanical action on it by the user of the device. Ball 2 is designed in such a way that only part of it is located above the front panel 1 of the device. The first shaft 3 and the second shaft 4 are mounted in the frame 16, which are located perpendicular to each other and are in contact with the ball 2. Encoders 6 are mounted at the ends of the shafts. Encoders 6 are located in the slot of the optocoupler 7 and are connected directly to the first 8 and second 9 encoder boards . Encoder 6 and optocoupler 7 are optical systems for recording the process of moving ball 2. Each of the two encoder boards (the first 8 and second 9 encoder boards) is configured to record the movement of ball 2 in the corresponding plane. In the opposite corner of the housing 1, relative to the indicated shafts, there is a drive shaft 10. The drive shaft 10 is oriented at an angle (in an embodiment, 45 degrees) relative to the first 3 and second 4 shafts. On the drive shaft 10, as well as on the first 3 and second 4 shafts, bearings 5 are mounted. In the housing 1 on the frame 16 there is a control board 11. On the front panel of the housing 1 there is a button board 12. The control board 11 is connected to all other boards ( via a wire connection) mounted inside the housing 1 and configured to control the operation of the manipulator. The button board 12 is connected to buttons 13, which are mounted on the front panel of the housing 1 (in the embodiment, there are three pieces).

Таким образом, первая 8 и вторая 9 платы энкодера соединены с платой управления 11. Плата управления 11 соединена с платой кнопок 12, которая соединена непосредственно с кнопками 13.Thus, the first 8 and second 9 encoder boards are connected to the control board 11. The control board 11 is connected to the button board 12, which is connected directly to the buttons 13.

На лицевой панели корпуса 1 по контуру шара 2 выполнена пылезащитная прокладка 14. Прокладка 14 предотвращает попадание пыли и других загрязнений во внутреннюю полость устройства. Прокладка 14 может быть выполнена из слоя фторопласта Ф-4, который обеспечивает минимальную механическую деформацию. Конструкция фторопластового кольца предусматривает практически полное прилегание к шару 2. Для защиты от попадания пыли во внутреннюю полость корпуса 1 в зазоре между шаром 2 и прокладкой 14 размещен слой фетровой ленты (на фиг. не показан). Фетровая лента устойчива к воздействиям температур, антистатична, кроме того, снижает шум при вращении шара 2.On the front panel of the housing 1, along the contour of the ball 2, there is a dustproof gasket 14. The gasket 14 prevents dust and other contaminants from entering the internal cavity of the device. Gasket 14 can be made of a layer of fluoroplastic F-4, which ensures minimal mechanical deformation. The design of the fluoroplastic ring provides for an almost complete fit to the ball 2. To protect against dust from entering the internal cavity of the housing 1, a layer of felt tape is placed in the gap between the ball 2 and the gasket 14 (not shown in the figure). The felt tape is temperature resistant, antistatic, and also reduces noise when the ball rotates 2.

В нижней части корпуса 1, непосредственно под шаром 2, над нижней стенкой корпуса 1, выполнена нижняя пластина 15, обеспечивающая дополнительную механическую защиту изделия. Шар 2 смонтирован в рамку 16, в которой установлены первый 3, второй 4 и ведущий валы 10 , на рамке 16 смонтированы первая 8 и вторая 9 плата энкодера, установочные винты 17 предназначены для крепления рамки 16 с шаром 2 к лицевой панели корпуса 1 и настройки прижима шара 2 к лицевой панели корпуса 1, втулки 18 предназначены для крепления нижней пластины 15.In the lower part of the housing 1, directly under the ball 2, above the lower wall of the housing 1, there is a lower plate 15, which provides additional mechanical protection of the product. Ball 2 is mounted in frame 16, in which the first 3, second 4 and drive shafts 10 are installed, the first 8 and second 9 encoder boards are mounted on frame 16, set screws 17 are intended for fastening frame 16 with ball 2 to the front panel of housing 1 and settings clamping the ball 2 to the front panel of the housing 1, bushings 18 are intended for fastening the bottom plate 15.

Также на лицевой панели корпуса 1 устройства предусмотрены точки крепления на панель пульта управления оператора (при необходимости).Also on the front panel of the device housing 1 there are mounting points for the operator control panel (if necessary).

В конструкции шарового манипулятора используются пять подшипников 5 (в варианте реализации, используются подшипники 5 типа 696 ZZ). На каждой оси (на первом 3 и втором 4 валах) для равномерного вращения используют по два подшипника 5 (с каждой стороны по одному). На ведущем валу 10 - еще один. Каждый вал отвечает за перемещение по соответствующей оси координат: по оси X (влево-вправо) и оси Y (вверх-вниз). Еще один подшипник 5 используется в качестве опоры шара 2 (на ведущем валу 10), обеспечивая равномерность вращения шара 2 во все стороны. Таким образом, шар 2 опирается на три точки опоры: две оси (X и Y) и дополнительный подшипник 5.The design of the ball manipulator uses five bearings 5 (in an embodiment, bearings 5 of type 696 ZZ are used). On each axis (on the first 3 and second 4 shafts), two bearings 5 are used for uniform rotation (one on each side). There is one more on the drive shaft 10. Each shaft is responsible for moving along the corresponding coordinate axis: along the X axis (left-right) and Y axis (up-down). Another bearing 5 is used as a support for ball 2 (on the drive shaft 10), ensuring uniform rotation of ball 2 in all directions. Thus, ball 2 rests on three points of support: two axes (X and Y) and an additional bearing 5.

Для обработки сигнала используют четыре платы: первая 8 и вторая 9 платы энкодера (обеспечивающие фиксацию перемещений по осям Х и Y), содержащие оптопары 7 для преобразования вращения шара 2 в электрический сигнал; плата кнопок 12 (для передачи данных о нажатии) и плата управления 11, которая обеспечивает сбор данных от трех других плат, а также обработку поступающих сигналов и подключение и передачу данных на компьютер.Four boards are used for signal processing: the first 8 and second 9 encoder boards (providing fixation of movements along the X and Y axes), containing optocouplers 7 for converting the rotation of ball 2 into an electrical signal; button board 12 (for transmitting press data) and control board 11, which collects data from three other boards, as well as processes incoming signals and connects and transmits data to a computer.

Реализация на четырех платах обусловлена простотой дальней модификации (при необходимости изменения размеров шара 2), а также большей ремонтопригодностью. Дополнительно плата управления 11 позволяет осуществлять подключение до пяти кнопок 13, а также возможность реализации перемещения по оси Z (классическое колесико).The implementation on four boards is due to the simplicity of long-range modification (if it is necessary to change the size of ball 2), as well as greater maintainability. Additionally, the control board 11 allows you to connect up to five buttons 13, as well as the ability to implement movement along the Z axis (classic wheel).

В варианте реализации, нижняя пластина 15 выполнена из качественной низкоуглеродистой нержавеющей стали AISI 304. Указанный материал отличается высокой упругостью и твердостью, имеет коррозионную стойкость.In an embodiment, the bottom plate 15 is made of high-quality low-carbon stainless steel AISI 304. This material is characterized by high elasticity and hardness, and has corrosion resistance.

В качестве плат энкодера, могут выступать платы с установленными щелевыми датчиками, подходящие по креплению, либо другие решения известные из уровня техники.Encoder boards can be boards with installed slot sensors, suitable for mounting, or other solutions known from the prior art.

В качестве платы кнопок 12, могут выступать любые решения известные из уровня техники и подходящие по конструкции лицевой панели.The button board 12 can be any solution known from the prior art and suitable for the design of the front panel.

В качестве платы управления 11, может выступать миниатюрная отладочная плата ARM Cortex-M0 на базе STM32F051R8, либо другие решения известные из уровня техники.The control board 11 can be a miniature development board ARM Cortex-M0 based on STM32F051R8, or other solutions known from the prior art.

Шаровый манипулятор используют следующим образом.The trackball is used as follows.

Корпус 1 шарового манипулятора размещают на горизонтальной поверхности. Далее пользователь осуществляет механическое воздействие на шар 2, вращая его. Вращение по оси X и Y передаются на первый 3 и второй 4 валы, приводя во вращение энкодеры 6. В ходе чего, при вращении энкодера 6 происходит перекрытие оптосвязи в щели оптопары 7 и преобразование в электрический сигнал. Сформированные сигналы передаются на контроллер НТ82М980А, который установлен на плате управления 11. Контроллер, получая сигнал от оптопар 7 (плат энкодера), обрабатывает его и передает информацию о смещении указателя относительно предыдущего отправленного положения. Контроллер, установленный на плате управления 11, передает информацию о перемещении указателя посредством подключенного кабеля USB или PS/2.The housing 1 of the trackball is placed on a horizontal surface. Next, the user exerts mechanical influence on ball 2, rotating it. Rotation along the X and Y axis is transmitted to the first 3 and second 4 shafts, causing the encoders 6 to rotate. During which, when the encoder 6 rotates, the opto-coupler in the slot of the optocoupler 7 is blocked and converted into an electrical signal. The generated signals are transmitted to the HT82M980A controller, which is installed on control board 11. The controller, receiving the signal from optocouplers 7 (encoder boards), processes it and transmits information about the displacement of the pointer relative to the previous sent position. The controller installed on control board 11 transmits information about the movement of the pointer via a connected USB or PS/2 cable.

При использовании устройства, нижняя пластина 15 установленная под шаром 2 выполняет функцию защиты от повреждений при «вандальном» воздействии на шар 2 пользователем в процессе эксплуатации. Например, в случае воздействия на шар 2 массой до 120 кг шар 2 упирается в нижнюю пластину 15, что не позволяет разрушить корпус 1 устройства и валы.When using the device, the bottom plate 15 installed under the ball 2 performs the function of protecting against damage when the user “vandalizes” the ball 2 during operation. For example, in the case of impact on ball 2 with a mass of up to 120 kg, ball 2 rests on the bottom plate 15, which prevents the device body 1 and shafts from being destroyed.

Пример реализации.Example implementation.

В качестве примера реализации выступает промышленно изготовленный шаровый манипулятор с габаритными размерами (Д×Ш×В): 159,2×115×83 мм.An example of implementation is an industrially manufactured ball pointing device with overall dimensions (L×W×H): 159.2×115×83 mm.

Изготовленный шаровый манипулятор имеет защиту по стандарту IP40 от попадания твердых предметов диаметром более 1 мм и от попадания капель воды вертикально сверху вниз при нормальном положении.The manufactured trackball is protected according to the IP40 standard against the ingress of solid objects with a diameter of more than 1 mm and against the ingress of water drops vertically from top to bottom in normal position.

Технические характеристики варианта реализации устройства:Technical characteristics of the device implementation option:

Тип подключения: проводноеConnection type: wired

Тип преобразования: оптическийConversion type: optical

Диаметр шара 2-76,2 ммBall diameter 2-76.2 mm

Количество кнопок 13-3 шт.Number of buttons 13-3 pcs.

Рабочая температура от минус 10°С до плюс 65°СOperating temperature from minus 10°С to plus 65°С

Напряжение питания от 5,0 В до 5,5 ВSupply voltage 5.0 V to 5.5 V

Потребляемая мощность не более 1,5 ВтPower consumption no more than 1.5 W

Интерфейс подключения USB или PS/2USB or PS/2 connection interface

Допустимая нагрузка при работе на шар 2 до 120 кгPermissible load when working on ball 2 up to 120 kg

Разрешающая способность более 550 импульсов/оборотовResolution more than 550 pulses/revolutions

Срок службы не менее 10 летService life of at least 10 years

Стойкость к внешним воздействующим факторам по ГОСТ РВ 20.39.304-88 по группам исполнения 1.1, 1.3, 1.9, 1.10, 2.1.1, 2.3.1, 3.1.1, 3.1.2, 3.2.1- 3.2.3Resistance to external influences according to GOST RV 20.39.304-88 for performance groups 1.1, 1.3, 1.9, 1.10, 2.1.1, 2.3.1, 3.1.1, 3.1.2, 3.2.1- 3.2.3

Движение валов обеспечивается радиальными подшипниками 5 типа 1000096 ГОСТ 8338-75 или его аналогами типа 696 ZZ NSK.The movement of the shafts is ensured by radial bearings type 5 1000096 GOST 8338-75 or its analogues type 696 ZZ NSK.

При перемещении шара 2 система валов передает движение энкодерам 6, около которых находятся оптопары 7 CPI-250.When the ball 2 moves, the shaft system transmits movement to the encoders 6, near which there are optocouplers 7 CPI-250.

Сформированный сигнал подается на 8-разрядный контроллер НТ82М980А, который установлен на плате управления 11.The generated signal is fed to the 8-bit controller HT82M980A, which is installed on control board 11.

В техническом решении используются три кнопки 13 типа PB86.The technical solution uses three buttons 13 type PB86.

Нижняя пластина 15 выполнена из качественной низкоуглеродистой нержавеющей стали AISI 304; прокладка 14 выполнена из фторопласта Ф-4 с дополнительной защитой фетровой лентой.The bottom plate 15 is made of high-quality low-carbon stainless steel AISI 304; Gasket 14 is made of fluoroplastic F-4 with additional protection with felt tape.

Заявленный технический результат, снижение вероятности попадания внутрь корпуса влаги, пыли и других посторонних элементов, достигается за счет того, что внутри корпуса 1 устройства выполнено четыре отдельных платы (две платы энкодера 8, 9, плата управления 11 и плата кнопок 12), каждую из которых можно легко и быстро заменить при выходе из строя, не затрагивая работу остальных функциональных элементов. Данная конструктивное решение позволяет существенно увеличить скорость ремонта изделия, повысить его ремонтопригодность (как одного из основных свойств надежности) и как следствие повысить значение коэффициента готовности изделия, как показателя его надежности (то есть вероятности того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени). Также заявленный технический результат достигается за счет наличия нижней пластины 15 под шаром 2, защищающей корпус 1 (а именно его нижнюю стенку) и валы от деформации и разрушения при воздействии пользователя на шар 2 в вертикальной плоскости, что существенно увеличивает время наработки до возникновения отказа. Также заявленный технический результат достигается за счет наличия прокладки 14 в виде кольца смонтированной по контуру шара 2 на лицевой панели корпуса 1 и наличием слоя фетровой ленты в зазоре между шаром 2 и прокладкой 14. Наличие прокладки 14 и фетровой ленты обеспечивает снижение вероятности попадания внутрь корпуса 1 влаги, пыли и других посторонних элементов, что также увеличивает время наработки до возникновения отказа. Также на достижение заявленного технического результата, в частности, влияют указанные варианты исполнения функциональных элементов, а именно: использование материалов нижней пластины 15, прокладки 14 и способ крепления нижней пластины 15 (через рамку 16 и втулки 18); данные свойства элементов и способ их размещения был подобран экспериментально, обеспечивает заявленный технический результат, но не исключает другие варианты монтажа нижней пластины 15, и использование других материалов для нижней пластины 15 и прокладки 14.The declared technical result, reducing the likelihood of moisture, dust and other foreign elements getting inside the housing, is achieved due to the fact that inside the housing 1 of the device there are four separate boards (two encoder boards 8, 9, a control board 11 and a button board 12), each which can be easily and quickly replaced if they fail, without affecting the operation of other functional elements. This design solution allows you to significantly increase the speed of product repair, increase its maintainability (as one of the main reliability properties) and, as a result, increase the value of the product readiness factor as an indicator of its reliability (that is, the probability that the object will be in working condition at an arbitrary point in time ). Also, the stated technical result is achieved due to the presence of a lower plate 15 under the ball 2, which protects the housing 1 (namely its lower wall) and the shafts from deformation and destruction when the user interacts with the ball 2 in a vertical plane, which significantly increases the operating time before failure occurs. Also, the stated technical result is achieved due to the presence of a gasket 14 in the form of a ring mounted along the contour of the ball 2 on the front panel of the housing 1 and the presence of a layer of felt tape in the gap between the ball 2 and the gasket 14. The presence of the gasket 14 and the felt tape reduces the likelihood of getting inside the housing 1 moisture, dust and other foreign elements, which also increases the operating time before failure occurs. Also, the achievement of the stated technical result, in particular, is influenced by the specified embodiments of the functional elements, namely: the use of materials of the bottom plate 15, the gasket 14 and the method of fastening the bottom plate 15 (through the frame 16 and bushings 18); These properties of the elements and the method of their placement were selected experimentally, provide the stated technical result, but do not exclude other options for mounting the bottom plate 15, and the use of other materials for the bottom plate 15 and gasket 14.

Пример достижения технического результата.An example of achieving a technical result.

Для подтверждения заявленного технического результата была проведена серия натурных экспериментов. В качестве показателя надежности, для оценки, использовался такой показатель, как коэффициент готовности. Основываясь на варианте конструкции приведённой в примере реализации, для экспериментов было выделено четыре типа шаровых манипуляторов.To confirm the stated technical result, a series of full-scale experiments were carried out. As an indicator of reliability, for evaluation, an indicator such as the availability coefficient was used. Based on the design option shown in the implementation example, four types of trackballs were identified for the experiments.

Первый тип - в соответствии с примером реализации.The first type is in accordance with the example implementation.

Второй тип - в соответствии с примером реализации, только без прокладки 14 и фетровой ленты.The second type is in accordance with the example implementation, only without gasket 14 and felt tape.

Третий тип - в соответствии с примером реализации только все четыре платы, были объединены в одну плату с общим корпусом 1, которую можно было менять после неисправности только целиком.The third type - in accordance with the example implementation, only all four boards were combined into one board with a common housing 1, which could only be replaced after a malfunction as a whole.

Четвертый тип - в соответствии с примером реализации только без нижней пластины 15.The fourth type is in accordance with the example implementation only without the bottom plate 15.

По результатам испытаний в течение 1000 часов, включающих периодическое воздействие на корпус 1 и шар 2 вертикальной нагрузкой до 120 кг, эксплуатацию в пыльных условиях и периодического воздействия воды, были получены следующий результаты:Based on the test results for 1000 hours, including periodic exposure of body 1 and ball 2 to a vertical load of up to 120 kg, operation in dusty conditions and periodic exposure to water, the following results were obtained:

Первый тип: значение коэффициента готовности 0,96.First type: availability factor value 0.96.

Второй тип: значение коэффициента готовности 0,73.Second type: availability factor value 0.73.

Третий тип: значение коэффициента готовности 0,79.Third type: availability factor value 0.79.

Четвертый тип: значение коэффициента готовности 0,76.Fourth type: availability coefficient value 0.76.

Таким образом, результаты экспериментов подтверждают заявленный технический результат, а также демонстрируют то, что он может быть достигнут только благодаря всей совокупности существенных признаков заявленного технического решения.Thus, the experimental results confirm the declared technical result, and also demonstrate that it can only be achieved thanks to the entire set of essential features of the claimed technical solution.

Заявленное решение является единым изделием и изготавливается на заводе изготовителе посредством сборочных операций. Все функциональные элементы изделия соединены между собой механически или электрически.The declared solution is a single product and is manufactured at the manufacturer through assembly operations. All functional elements of the product are interconnected mechanically or electrically.

Claims (1)

Шаровый манипулятор, включающий в себя корпус, в котором смонтирован шар с возможностью вращения, по контуру шара со стороны лицевой панели корпуса выполнена прокладка, в зазоре между поверхностью шара и прокладкой расположен слой фетровой ленты.A ball manipulator includes a housing in which a rotatable ball is mounted; a gasket is made along the contour of the ball on the side of the front panel of the housing; a layer of felt tape is located in the gap between the surface of the ball and the gasket.
RU2024103988U 2024-02-16 ROAD BALL RU226047U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU226047U1 true RU226047U1 (en) 2024-05-20

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110156589A1 (en) * 2006-03-31 2011-06-30 Federal Signal Corporation Light bar and method for making
RU2563610C1 (en) * 2014-04-22 2015-09-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун" Trackball
RU196606U1 (en) * 2019-12-18 2020-03-06 Публичное акционерное общество "Саратовский электроприборостроительный завод имени Серго Орджоникидзе" BALL MANIPULATOR
CN110955344A (en) * 2019-11-29 2020-04-03 奇科(清远)科技开发有限公司 Industrial track ball mouse
CN210721398U (en) * 2019-11-29 2020-06-09 奇科(清远)科技开发有限公司 Industrial track ball mouse
CN215181912U (en) * 2021-07-26 2021-12-14 深圳市艺至升科技有限公司 Universal photoelectric trace ball mouse

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110156589A1 (en) * 2006-03-31 2011-06-30 Federal Signal Corporation Light bar and method for making
RU2563610C1 (en) * 2014-04-22 2015-09-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун" Trackball
CN110955344A (en) * 2019-11-29 2020-04-03 奇科(清远)科技开发有限公司 Industrial track ball mouse
CN210721398U (en) * 2019-11-29 2020-06-09 奇科(清远)科技开发有限公司 Industrial track ball mouse
RU196606U1 (en) * 2019-12-18 2020-03-06 Публичное акционерное общество "Саратовский электроприборостроительный завод имени Серго Орджоникидзе" BALL MANIPULATOR
CN215181912U (en) * 2021-07-26 2021-12-14 深圳市艺至升科技有限公司 Universal photoelectric trace ball mouse

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4287110B2 (en) Relative movement detector
EP0111565B1 (en) Industrial robot
RU226047U1 (en) ROAD BALL
CN100390505C (en) Absolute multi-coil magnetic encoder
US10989569B2 (en) Bearingless angular measurement device
US11435717B2 (en) Measuring device for a spindle or a rotary table
CN109952712B (en) Slip ring with selective wear indication
JP2009276137A (en) Digital display displacement measuring instrument
CN106871942B (en) Encoder
JP6968262B2 (en) Measurement system for monitoring spindles
CN112171380A (en) Angle measuring mechanism
US20240175724A1 (en) Absolute encoder
CN114378801A (en) Speed reducer assembly integrated with encoder and multi-joint robot
JP2022157689A (en) absolute encoder
CN208091403U (en) Arm extension elongation and change angle detection device
CN108008142B (en) Angular velocity sensor and angular velocity measurement method
JP7000224B2 (en) Angle measurement system
CN217521180U (en) Anti-radial-play rotating speed measuring structure
CN216926043U (en) Bounce and rotating speed online monitoring system for crankshaft
CN215297432U (en) Electronic overspeed switch type encoder
US20180128610A1 (en) Pitch measuring device and method for checking an adjustment precision of a component moving on a motion path
US4566191A (en) X-Y Position indicator for a display system
CN217156559U (en) Instrument structure with absolute position feedback encoder
CN113847867B (en) Zero sensor for rotating mechanism
CN212722932U (en) Universal shaft speed measuring device based on 3D printing and single chip microcomputer