RU2549782C1 - Mechanical power amplifier - Google Patents
Mechanical power amplifier Download PDFInfo
- Publication number
- RU2549782C1 RU2549782C1 RU2013149701/02A RU2013149701A RU2549782C1 RU 2549782 C1 RU2549782 C1 RU 2549782C1 RU 2013149701/02 A RU2013149701/02 A RU 2013149701/02A RU 2013149701 A RU2013149701 A RU 2013149701A RU 2549782 C1 RU2549782 C1 RU 2549782C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slider
- power amplifier
- sliding bar
- knee
- mechanical power
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, энергетике, а именно для усиления мощности источников механической энергии.The invention relates to mechanical engineering, energy, namely, to enhance the power of sources of mechanical energy.
Известен механический усилитель мощности по патенту РФ №2407638.Known mechanical power amplifier according to the patent of the Russian Federation No. 2407638.
У известного и заявленного изобретения имеются следующие совпадающие признаки, такие как основание, коленчатый вал, который посредством шатуна связан с коленными рычагами, ползун, имеющий возможность возвратно-поступательного движения и связанный с одной стороны с одним коленным рычагом, а с другой стороной - с механизмом преобразования движения с выходным валом.The known and claimed invention has the following matching features, such as a base, a crankshaft that is connected via a connecting rod to the knee levers, a slider that can reciprocate and is connected on one side with one knee lever and with the other on the mechanism conversion of motion with the output shaft.
Недостатком известного механического усилителя мощности является то, что он имеет низкий коэффициент усиления.A disadvantage of the known mechanical power amplifier is that it has a low gain.
Указанный недостаток обусловлен тем, что один из коленных рычагов известного механизма кинематически соединен с основанием.This drawback is due to the fact that one of the knee levers of the known mechanism is kinematically connected to the base.
Задачей изобретения является создание такой конструкции механического усилителя, которая позволила бы иметь коэффициент усиления, превосходящий в несколько раз коэффициент усиления известного изобретения.The objective of the invention is the creation of such a design of a mechanical amplifier, which would allow you to have a gain several times greater than the gain of the known invention.
Для достижения поставленной цели заявленное изобретение "Механический усилитель мощности" содержит основание, коленчатый вал, который посредством шатуна связан с коленными рычагами, ползун, имеющий возможность возвратно-поступательного движения и связанный с одной стороны с одним коленным рычагом, а также имеющий выходной вал механизм преобразования движения ползуна, кинематически сопряженный с ним с другой его стороны. Механический усилитель мощности, кроме этого, снабжен кинематически сопряженной с другим коленным рычагом платформой, размещенной на основании и выполненной с возможностью перемещения в нем параллельно или вдоль оси движения ползуна.To achieve this goal, the claimed invention "Mechanical power amplifier" contains a base, a crankshaft that is connected via a connecting rod to the knee levers, a slider that can reciprocate and connected on one side with one knee lever, as well as a conversion mechanism having an output shaft the movement of the slider kinematically coupled with it from its other side. The mechanical power amplifier, in addition, is equipped with a platform kinematically coupled to another knee lever, located on the base and configured to move in it parallel to or along the axis of movement of the slider.
По отношению к известному механизму у заявленного изобретения имеются отличительные признаки, заключающиеся в том, что механический усилитель мощности снабжен кинематически сопряженной с другим коленным рычагом платформой, размещенной на основании и выполненной с возможностью перемещения в нем параллельно или вдоль оси движения ползуна.In relation to the known mechanism, the claimed invention has distinctive features, namely, that the mechanical power amplifier is equipped with a platform kinematically coupled to another knee lever, placed on the base and configured to move in parallel or along the axis of movement of the slider.
Между отличительными признаками и задачей изобретения существует следующая причинно-следственная связь. В заявленном изобретении для того, чтобы повысить его коэффициент усиления, коленный рычаг механизма, кинематически соединенный с основанием в известном механизме, кинематически соединяют с платформой, которая размещена на основании с возможностью перемещения в нем вдоль направления движения ползуна. Это позволяет с одной стороны воспринимать на ползуне действие объекта усиления, а с другой воспринимать давление внешней силы, действующей на платформу, и передавать это действие с помощью коленно-рычажного механизма усилителя ползуну, совершающему движение с заданной скоростью. Произведение величины силы, выделенной на ползуне, на скорость его перемещения соответствует увеличенной в несколько раз мощности на выходном звене усилителя. Величина коэффициента усиления мощности определяется из отношения средней величины мощности, выделяемой на ползуне, к средней величине мощности, выделяемой объектом усиления. Действие объекта усиления при работе усилителя будет направлено на преодоление сил трения в точках кинематических связей его звеньев. Подбором параметров коленно-рычажного механизма, выбором вида трения в точках кинематических связей, а также конструкцией ползуна и его направляющих, можно добиться определенной величины коэффициента усиления предлагаемого механического усилителя мощности.Between the distinguishing features and the object of the invention, there is the following causal relationship. In the claimed invention, in order to increase its gain, the knee lever of the mechanism kinematically connected to the base in a known mechanism is kinematically connected to a platform, which is placed on the base with the possibility of moving in it along the direction of movement of the slider. This allows, on the one hand, to perceive the action of the amplification object on the slider, and on the other hand, to perceive the pressure of an external force acting on the platform, and transmit this action using the knee-lever mechanism of the amplifier to the slider, which moves at a given speed. The product of the magnitude of the force allocated on the slider and its speed corresponds to a several-fold increase in the power at the output link of the amplifier. The value of the power gain is determined from the ratio of the average value of power allocated on the slider to the average value of power allocated by the amplification object. The action of the amplification object during the operation of the amplifier will be aimed at overcoming the friction forces at the points of kinematic connections of its links. By selecting the parameters of the knee-lever mechanism, choosing the type of friction at the points of kinematic connections, as well as the design of the slider and its guides, it is possible to achieve a certain value of the gain of the proposed mechanical power amplifier.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, на которых изображено:The invention is illustrated by graphic materials, which depict:
на фиг.1 - схема механического усилителя мощности;figure 1 - diagram of a mechanical power amplifier;
на фиг.2 - действие сил на звенья усилителя;figure 2 - the effect of forces on the links of the amplifier;
на фиг.3 - рисунок к расчету коэффициента усиления усилителя.figure 3 - figure to calculate the gain of the amplifier.
Механический усилитель мощности состоит (см. фиг.1) из основания 1, платформы 2, коленчатого вала 3, шатуна 4, коленных рычагов 5 и 6, ползуна 7 и механизма преобразования движения 8 с выходным валом 9. Показан на чертеже и объект усиления 10.The mechanical power amplifier consists (see Fig. 1) of base 1, platform 2, crankshaft 3, connecting rod 4, knee levers 5 and 6, slider 7 and movement conversion mechanism 8 with output shaft 9. The amplification object 10 is also shown in the drawing. .
Для описания работы механического усилителя мощности рассмотрим силы, действующие на звенья усилителя. Обратимся к фиг.2. Внешняя сила Fв оказывает постоянное давление на платформу 2, при этом при работе усилителя на ползуне 7 при нагрузке Fc будет выделяться сила Fn, составляющая часть внешней силы Fв. При этом сила Fn будет равнаTo describe the operation of a mechanical power amplifier, we consider the forces acting on the links of the amplifier. Turn to figure 2. The external force F in exerts constant pressure on the platform 2, while during the operation of the amplifier on the slider 7 under the load F c the force F n will be released, which is part of the external force F c . In this case, the force F n will be equal to
Fn=Fв1·cos2α,F n = F in1 cos 2 α,
где Fв1 - часть внешней силы Fв;where F in1 - part of the external force F in ;
α - угол наклона коленных рычагов при равенстве их длин.α is the angle of inclination of the knee levers with equal lengths.
Одновременно к шарниру, соединяющему рычаги 5 и 6, будет приложена сила объекта усиления (привода) Fпр. Так как по условию задачи работа привода предназначена для противодействия силам трения в точках кинематических связей звеньев усилителя, то сила Fпр с учетом того, что коленные рычаги по длине равны, будетAt the same time, the force of the amplification (drive) object F ave . Will be applied to the hinge connecting the levers 5 and 6. Since, according to the condition of the problem, the operation of the drive is designed to counter the friction forces at the points of kinematic connections of the amplifier links, the force F CR , given that the knee arms are equal in length, will be
Fпр=Fтp ш+2·tgα·Fтp n,F ave = F TP + w 2 · tgα · F TP n,
где Fтp ш - суммарная сила трения в шарнирах коленно-рычажного механизма усилителя;where F TP W - the total friction force in the joints of the knee-lever mechanism of the amplifier;
Fтр n - сила трения в направляющих ползуна 7.F Tr n - the friction force in the guides of the slider 7.
Раскрывая значения сил трения в последнем уравнении, имеем величину силы Fпp в следующем видеOpening the values of the friction forces in the last equation, we have the magnitude of the force F p in the following form
Fпp=3·fш·Fв1·cosα+2·Fв1·fn·tgα·sinα·(1+2·kn/ln), Prosp F = 3 · f w · F c1 · cosα + c1 · F 2 · f n · tgα · sinα · ( 1 + 2 · k n / l n),
где fш - коэффициент трения в шарнирах рычагов 5 и 6;where f W - coefficient of friction in the joints of levers 5 and 6;
fn - коэффициент трения в направляющих ползуна 7;f n - coefficient of friction in the guides of the slider 7;
kn - вылет ползуна 7;k n - the departure of the slider 7;
ln - расстояние между опорами направляющих ползуна 7.l n - the distance between the supports of the guides of the slider 7.
Для расчета коэффициента усиления ky механического усилителя мощности обратимся к фиг.3. Расстояние h соответствует рабочему ходу tpx ползуна 7, к которому приложена сила Fn. Расстояние s соответствует пути, пройденному за один рабочий ход ползуна точки приложения силы Fпp. В соответствии с принятыми обозначениями величина коэффициента усиления в общем виде будет равнаTo calculate the gain k y of a mechanical power amplifier, we turn to figure 3. The distance h corresponds to the stroke t px of the slider 7, to which the force F n is applied. The distance s corresponds to the path covered in one working stroke of the slider of the point of application of force F pp . In accordance with the accepted notation, the value of the gain in general will be equal to
Выражая последнюю формулу через параметры механизмов усилителя, получим формулу для расчета коэффициента усиления ky механического усилителя мощности в видеExpressing the last formula in terms of the parameters of the amplifier mechanisms, we obtain the formula for calculating the gain k y of a mechanical power amplifier in the form
где αmax - максимальный угол отклонения рычагов.where α max is the maximum angle of deviation of the levers.
Анализ формулы для определения коэффициента усиления ky показывает, что величина его изменяется в зависимости от выбора вида трения в шарнирах и направляющих ползуна 7, а также конструкции ползуна 7 и его направляющих, и лежит в диапазоне ky=3,6-42.An analysis of the formula for determining the gain k y shows that its value varies depending on the choice of the type of friction in the hinges and guides of the slider 7, as well as the design of the slider 7 and its guides, and lies in the range k y = 3.6-42.
При сравнении значений коэффициента усиления известного и предлагаемого механического усилителя мощности видим что, коэффициент усиления предлагаемого механического усилителя мощности может быть более чем в 15 раз превосходить коэффициент усиления известного механического усилителя мощности.When comparing the values of the gain of the known and proposed mechanical power amplifier, we see that the gain of the proposed mechanical power amplifier can be more than 15 times higher than the gain of the known mechanical power amplifier.
Работа механического усилителя мощности заключается в следующем.The operation of a mechanical power amplifier is as follows.
На платформу 2 действуют внешней силой, природа которой может быть различной. Давление этой силы через платформу 2, которая может перемещаться параллельно или вдоль оси движения ползуна 7, через рычаги 5 и 6 распространяется на ползун 7. При этом движение платформы 2 в сторону ползуна 7 ограничено основанием 1, Объект усиления 10, одновременно являясь приводом механического усилителя мощности, поворачивает коленчатый вал 3, который через шатун 4 и коленные рычаги 5 и 6 сообщает ползуну 7 возвратно-поступательные движения, имеющие рабочие и холостые ходы. Рабочий ход ползуна 7 связан с распрямлением коленных рычагов 5 и 6, при котором ползун 7 приобретает силу и скорость движения. Кинематически сопряженный с ползуном 7 механизм преобразования движения 8 преобразует возвратно-поступательное движение ползуна 7 во вращательное движение выходного вала 9, с которого снимается усиленная мощность для работы других механизмов.Platform 2 is acted upon by an external force, the nature of which may be different. The pressure of this force through the platform 2, which can move parallel or along the axis of movement of the slider 7, through the levers 5 and 6 extends to the slider 7. In this case, the movement of the platform 2 towards the slider 7 is limited by the base 1, the amplification Object 10, while being the drive of a mechanical amplifier power, rotates the crankshaft 3, which through the connecting rod 4 and the knee arms 5 and 6 informs the slider 7 reciprocating motion, with working and idling. The working stroke of the slider 7 is associated with the straightening of the knee levers 5 and 6, in which the slider 7 acquires strength and speed. Kinematically coupled to the slider 7, the movement conversion mechanism 8 converts the reciprocating movement of the slider 7 into the rotational movement of the output shaft 9, from which the amplified power is removed for the operation of other mechanisms.
Заявленный "Механический усилитель мощности" представляет значительный интерес, так как позволяет, не обращаясь к традиционным источникам энергии, усиливать мощность источника механической энергии, например двигателя.The claimed "Mechanical power amplifier" is of considerable interest, since it allows, without resorting to traditional energy sources, to amplify the power of a mechanical energy source, such as an engine.
Заявленное изобретение экологически безопасно для природы и человека.The claimed invention is environmentally friendly to nature and humans.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013149701/02A RU2549782C1 (en) | 2013-11-08 | 2013-11-08 | Mechanical power amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013149701/02A RU2549782C1 (en) | 2013-11-08 | 2013-11-08 | Mechanical power amplifier |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2549782C1 true RU2549782C1 (en) | 2015-04-27 |
RU2013149701A RU2013149701A (en) | 2015-05-20 |
Family
ID=53283654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013149701/02A RU2549782C1 (en) | 2013-11-08 | 2013-11-08 | Mechanical power amplifier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2549782C1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017000077A1 (en) * | 2015-06-29 | 2017-01-05 | Navea Lucar Juan Lester | Force amplifier |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU384690A1 (en) * | 1971-04-23 | 1973-05-29 | Филиал Электропромпроекта Государственного исследовательского электрокерамического института | KOLENEURA PRESS |
UA10888A (en) * | 1995-08-02 | 1996-12-25 | Анатолій Іванович Яворський | Mechanical power amplifier |
US6199478B1 (en) * | 1999-04-08 | 2001-03-13 | Kabushiki Kaisha Yamada Dobby | Press machine |
RU2407638C2 (en) * | 2009-01-29 | 2010-12-27 | Георгий Николаевич Березовский | Mechanical power amplifier |
-
2013
- 2013-11-08 RU RU2013149701/02A patent/RU2549782C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU384690A1 (en) * | 1971-04-23 | 1973-05-29 | Филиал Электропромпроекта Государственного исследовательского электрокерамического института | KOLENEURA PRESS |
UA10888A (en) * | 1995-08-02 | 1996-12-25 | Анатолій Іванович Яворський | Mechanical power amplifier |
US6199478B1 (en) * | 1999-04-08 | 2001-03-13 | Kabushiki Kaisha Yamada Dobby | Press machine |
RU2407638C2 (en) * | 2009-01-29 | 2010-12-27 | Георгий Николаевич Березовский | Mechanical power amplifier |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013149701A (en) | 2015-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2549782C1 (en) | Mechanical power amplifier | |
RU2407638C2 (en) | Mechanical power amplifier | |
TR201816939A2 (en) | PENDING COORDINATED SLIDING MECHANISM - IMA | |
RU2502905C1 (en) | Mechanical power amplifier | |
RU2423225C1 (en) | Robot electric drive | |
RU2610142C1 (en) | Mechanism with rolling level | |
BR112022018666A2 (en) | PRODUCT TO OBTAIN VEGETABLE OIL CLEANING PRODUCTS, METHOD TO OBTAIN THE PRODUCT AND METHOD TO USE IT | |
US386942A (en) | Territory | |
US320233A (en) | Steam-engine | |
US822629A (en) | Power transmission. | |
US2295A (en) | Manner of actuating a fly-wheel ob | |
RU2669060C1 (en) | Hydro-pulsator | |
US433499A (en) | Reversing-gear | |
RU2375619C1 (en) | Trimeric kinematic connection (treks) with seven relative motions | |
RU181782U1 (en) | CONNECTING LEVER MECHANISM | |
US1368229A (en) | Gas-apparatus valve or closure mechanism | |
US350068A (en) | Reciprocating balance for steam-engines | |
US821003A (en) | Power-transmitting apparatus. | |
RU164576U1 (en) | DEVICE FOR RESEARCH OF A SLIDING CONTACT BETWEEN A SENSOR AND A SURFACE | |
US390529A (en) | stares | |
US170280A (en) | Improvement in mechanical movements | |
RU2536995C1 (en) | Bicycle pedal crank gear | |
US546096A (en) | Compensating mechanism for direct-acting steam-pumps | |
US454411A (en) | Valve-gear | |
US382189A (en) | Crank and lever motion |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161109 |