SU1642291A1 - Method and device for exciting constant force - Google Patents
Method and device for exciting constant force Download PDFInfo
- Publication number
- SU1642291A1 SU1642291A1 SU884654829A SU4654829A SU1642291A1 SU 1642291 A1 SU1642291 A1 SU 1642291A1 SU 884654829 A SU884654829 A SU 884654829A SU 4654829 A SU4654829 A SU 4654829A SU 1642291 A1 SU1642291 A1 SU 1642291A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- force
- elastic element
- transmitting element
- constant
- additional elastic
- Prior art date
Links
Landscapes
- Springs (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к приборостроению и может быть использовано дл возбуждени посто нной силы сопротивлени при измен ющем первоначальную деформацию упругого элемента перемещени силопе- редающего элемента. Цель изобретени - расширение диапазона возбуждени посто нной силы. Способ возбуждени посто нной силы заключаетс в следующем. Силопередающий элемент получает внешнее механическое воздействие и перемещаетс . При этом потенциальна энерги предварительно деформированного упругого элемента преобразуетс в силу сопротивлени перемещению силопередающего элемента , причем силопередающий элемент дополнительно нагружают упругой силой Рц, измен ющейс при его перемещении по закону, приведенному в описании изобретени . Величина вобуждаемой силы сопротивлени остаетс посто нной. Величина возбуждаемой посто нной силы равна разности силы упругости предварительно деформированного основного упругого элемента и силы упругости предварительно деформированного дополнительного упругого элемента. Устройство дл осуществлени способа содержит корпус 1 с отверстием а в верхней части и б в нижней части. В отверстии а установлены силопередающий элемент 2 в виде поршн со штоком , основной упругий элемент в виде пружины 3 и механизм предварительной деформации упругого элемента, а именно гайка 4, ввернута в резьбовую часть отверсти б. В отверстии а установлен ползун 5, дополнительный упругий элемент (пружина 6) и гайка 7, ввернута в резьбовую часть отверсти а и вл юща с механизмом предварительной деформации дополнительного упругого элемента. 2 с.п.ф-лы, 1 ил. тЫ/ / Y/////j (Л С о го N5 ОThe invention relates to instrument making and can be used to excite a constant resistive force with a change in the initial deformation of the elastic element moving the silo-transmitting element. The purpose of the invention is to expand the range of excitation of a constant force. The method for exciting a constant force is as follows. The transmitting element receives an external mechanical impact and moves. At the same time, the potential energy of the pre-deformed elastic element is transformed due to the resistance to movement of the force-transmitting element, and the force-transmitting element is additionally loaded with elastic force Rc, which changes as it moves according to the law described in the description of the invention. The magnitude of the impedance resistance force remains constant. The magnitude of the excited constant force is equal to the difference between the elastic force of the previously deformed main elastic element and the elastic force of the previously deformed additional elastic element. An apparatus for carrying out the method comprises a housing 1 with an opening a in the upper part and b in the lower part. A force-transmitting element 2 in the form of a piston with a rod is installed in the hole a, the main elastic element in the form of a spring 3 and the mechanism of the preliminary deformation of the elastic element, namely the nut 4, are screwed into the threaded part of the hole b. A slider 5 is installed in the hole a, an additional elastic element (spring 6) and a nut 7 is screwed into the threaded part of the hole a and is a mechanism of the preliminary deformation of the additional elastic element. 2 sp.f-ly, 1 ill. yy / / Y ///// j (L C o tho N5 O
Description
Изобретение относитс к приборостроению и может быть использовано дл возбуждени посто нной силы сопротивлени при измен ющем первоначальную деформацию упругого элемента перемещени си- лопередающего элемента.The invention relates to instrument making and can be used to excite a constant resistive force while changing the initial deformation of the elastic element of the movement of the transmitting element.
Цель изобретени - расширение диапазона возбуждени посто нной силы и расширение функциональных возможностей.The purpose of the invention is to expand the range of excitation of a constant force and expand functionality.
Способ возбуждени посто нной силы заключаетс в следующем.The method for exciting a constant force is as follows.
Силопередающий элемент получает внешнее механическое воздействие, которое перемещает его. При его перемещении потенциальна энерги предварительно де- формированного.упругого элемента преобразуетс в силу сопротивлени перемещению силопередающего элемента. При этом сило- передающий элемент дополнительно нагружают упругой силой дополнительных упругих элементов, измен ющейс при его перемещении по закону:The transmitting element receives an external mechanical action that moves it. When it is moved, the potential energy of the pre-deformed elastic element is transformed due to the resistance to movement of the force-transmitting element. In this case, the force-transmitting element is additionally loaded with the elastic force of additional elastic elements, which change as it moves according to the law:
Fv У, (CsXio - CiXi)tg«j ,Fv Y, (CsXio - CiXi) tg «j,
где Fy - значение дополнительной упругой силы;where Fy is the value of the additional elastic force;
Ci - жесткость силовозбуздител дополнительной упругой силы;Ci is the rigidity of the additional elastic force;
Xio - величина предварительной дефор- мации силовозбудител дополнительной упругой силы;Xio is the magnitude of the preliminary deformation of the silo exciter of additional elastic force;
Х| - величина изменени предварительной деформации силовозбудител дополнительной упругой силы;X | - the magnitude of the change in the preliminary deformation of the silo of the additional elastic force;
а - угол, величина которого больше или равен 45°.and - the angle, the magnitude of which is greater than or equal to 45 °.
Величина возбуждаемой при перемещении силопередающего элемента в обоих направлени х силы сопротивлени , а также при его остановке в любом положении диапазона перемещени силопередающего элемента остаетс посто нной, так как изменение .ее величины,св занное с изменеThe magnitude of the drag force being excited in moving in both directions of the force-transmitting element, as well as in stopping it in any position of the range of movement of the power-transmitting element remains constant, since the change in its value associated with the change
0 0
5five
00
5five
о about
3535
40 40
нием предварительной деформации упругого элемента, компенсируетс изменением дополнительной упругой силы. Величина возбуждаемой посто нной силы равна разности силы упругости предварительно деформированного основного упругого элемента и силы упругости предварительно деформированного силовозбудител дополнительной упругой силы. Это подтверждаетс следующими расчетами .By pre-deforming the elastic element, it is compensated by a change in the additional elastic force. The magnitude of the excited constant force is equal to the difference of the elastic force of the previously deformed main elastic element and the elastic force of the previously deformed force driver of the additional elastic force. This is confirmed by the following calculations.
Первоначально сила сопротивлени перемещению силопередающего элемента без учета сил трени равнаInitially, the force of resistance to movement of the force-transmitting element without friction forces is equal to
Fconp С0Хо-(CiXio + C2Xio)tga 45°,Fconp С0Х- (CiXio + C2Xio) tga 45 °,
где Fconp - сила сопротивлени перемещению силопередающего элемента;where Fconp is the force of resistance to movement of the force-transmitting element;
Со - жесткость основного упругого элемента;Co is the stiffness of the main elastic element;
Х0 - величина предварительной деформации основного упругого элемента;X0 - the value of the preliminary deformation of the main elastic element;
Ct+C2 - жесткость силовозбудител дополнительной упругой силы;Ct + C2 is the stiffness of the silo with additional elastic force;
Хю - величина предварительной деформации силовозбудител дополнительной упругой силы.Huy - the value of the pre-deformation of the silo extra elastic force.
При перемещении силопередающего элемента на величину X в диапазоне 0 X Хю V2-1 сила сопротивлени перемещению силопередающего элемента равнаWhen moving a force-transmitting element by the value of X in the range of 0 X Hyu V2-1, the force of resistance to movement of the power-sending element is
Fconp СоХо + С0Х - {CiXio + СзХю) - CiXr - CaXi tg a .Fconp СоХо + С0Х - {CiXio + СзХю) - CiXr - CaXi tg a.
Учитыва , что tg а .,10 иConsidering that tg a., 10 and
Хю - XiHuyu - Xi
конструкцию основного упругого элемента и силовозбудител дополнительной упругой силы , обеспечивающих равенство Со Ci+C2, получаемthe design of the main elastic element and the force of the additional elastic force, ensuring the equality Co Ci + C2, we obtain
Fconp СоХо + СоХо - СоХю т;гг- +Fconp SoHo + SoHo - SoHyu t; yy- +
Хю - XiHuyu - Xi
+ г Xi + х+ g xi + x
+ Lo X1 .+ Lo X1.
Хю - XiHuyu - Xi
Преобразуем данное равенство:We transform this equality:
сопрsopr
- wn XQ I- wn XQ I
CQ Xi -Со Х-Х1- Со Хц Хю - Со Хю X + Со Х1 Хю + Со Xi XCQ Xi -Co X-X1- Co Hz Hyu - Co Hyu X + Co X1 Hyu + Co Xi X
Хю-XiHyu-xi
О, Х0 4- Ј° Х1°( - Со Хо - Со Хю С0 Хр - ( Ci Хю + С2 Хю ) tg 45° . Oh, X0 4- Ј ° X1 ° (- So Ho - So Huyo C0 Xr - (Ci Huy + C2 Huy) tg 45 °.
Полученный результат показывает, чтоНа чертеже изображено устройство, ре- первоначальное значение силы сопротивле-ализующее способ возбуждени посто н- ни перемещению силопередающего эле-ной силы, общий вид.The result obtained shows that the drawing shows the device, the recirculated value of the resistive force, the method of exciting the constant displacement of the electric power, the general view.
мента не измен етс при его перемещенииУстройство дл осуществлени способа на произвольную величину X в ограничен- 5 возбуждени посто нной силы содержитThe element does not change when it is moved. The device for carrying out the method by an arbitrary value X in a limited amount of excitation of a constant force contains
ном конструкцией диапазоне и позвол еткорпус 1, в верхней части которого имеетс nominal design of the range and allows emkorpus 1, in the upper part of which there is
возбуждать посто нную силу при непод-отверстие а, а в нижней части отверстие б.excite a constant force with a sub-hole a, and in the lower part a hole b.
вижном и перемещающемс в любом сило-Отверсти а и б - цилиндрические и заканпередающем элементе.чиваютс резьбой. В отверстии б установлены силопередающий элемент 2, выполненный в виде поршн со штоком, основной упругий элемент в виде пружины 3 и механизм предварительной деформации упругого элемента, а именно гайка 4, ввер- нута в резьбовую часть отверсти б. Пружина 3 размещена между силопередающим элементом 2 и гайкой 4. В отверстии а установлены ползун 5, дополнительный упругий элемент, а именно пружина 6, и гайка 7, ввернута в резьбовую часть отверсти а и вл юща с механизмом предварительной деформации дополнительного упругого элемента. Пружина 6 размещена между ползуном 5 и гайкой 7. Ползун 5 соединен с силопередающим элементом 2 т гой 8, выполненной в виде талрепа, с шарнирами 9. Силоизмеритель 10 жестко закреплен в верхней части корпуса и соприкасаетс с силопередающим элементом 2. Лини возможного перемещени ползуна 5 перпендикул рна линии возможного перемещени силопередающего элемента 2 и составл ет угол в 45° с линией, проход щей через центры шарниров 9.Vision and moving in any force-apertures a and b - cylindrical and equipped with a transmitting element. They are threaded. In the hole b there is installed a power-transmitting element 2, made in the form of a piston with a rod, the main elastic element in the form of a spring 3 and the mechanism of the preliminary deformation of the elastic element, namely the nut 4, are screwed into the threaded part of the hole b. A spring 3 is placed between the force-transmitting element 2 and the nut 4. A slider 5, an additional elastic element, namely a spring 6, and a nut 7, is screwed into the aperture and screwed into the threaded part of the aperture and is a pre-deformation mechanism of the additional elastic element. A spring 6 is placed between the slider 5 and the nut 7. The slider 5 is connected to the power-supply element 2 of the thrust 8, made in the form of a lanyard, with hinges 9. The force-measuring device 10 is rigidly fixed in the upper part of the body and touches the power-transmitting element 2. The possible movement of the slide 5 perpendicular to the line of possible movement of the transmitting element 2, and making an angle of 45 ° with the line passing through the centers of the hinges 9.
Количество пружин 6, ползунов 5 и т г 8 может быть в устройстве от одного до нескольких . Все вместе они составл ют сило- возбудитель упругой силы.The number of springs 6, sliders 5 and t g 8 can be in the device from one to several. Together, they constitute the force causative agent of elastic force.
Отверсти а и б обеспечивают возмож- ность пр молинейного перемещени ползуна 5 и- силопередающего элемента 2 соответственно. Исполнение т ги 8 в виде талрепа дает возможность регулировки рассто ни между центрами шарниров 9. Пру- жина 3 предварительно деформирована в зависимости от величины возбуждаемой посто нной силы в диапазоне от 0 до Р, который ограничен конструкцией пружины, и удерживаетс в данном состо нии силопе- 4 редающим элементом 2 и гайкой 4. Перемещение силопередающего элемента 2 ограничено силоизмерител ми 10, которые служат дл измерени величины возбуждаемой посто нной силы. Пружина 6 предва- 4 рительно деформирована на величину, котора в V2 меньше рассто ни между центрами шарниров 9 и удерживаетс в данном состо нии ползуном 5 и гайкой 7. Конструкци пружин 3 и 6 обеспечивает 5 равенство жесткости пружин 3 и суммарной жесткости пружин 6 (в зависимости от коли- чества). При равенстве величины предварительной деформации основного упругого элемента (пружины 3) и дополнительных уп- 5 ругих элементов (пружин 6) возбуждаема посто нна сила сопротивлени перемещению силопередающего эпемента 2 будет равна силе трени в направл ющих (отверсти а и б) и шарнирах 9. Диапазон возбуждени посто нной силы определ етс рассто нием между центрами шарниров 9 и конструкцией основного упругого элемента (пружины 3) и дополнительных упругих элементов (пружин 6),Holes a and b provide the possibility of a straight-line movement of the slide 5 and-of the force-transmitting element 2, respectively. The design of the 8 lanyard bar provides the ability to adjust the distance between the centers of the hinges 9. The spring 3 is pre-deformed depending on the magnitude of the excited constant force in the range from 0 to P, which is limited by the spring design, and is kept in this state of force - 4 cutting element 2 and nut 4. The movement of the force-transmitting element 2 is limited to force-measuring devices 10, which serve to measure the magnitude of the excited constant force. The spring 6 is preliminarily deformed by an amount which in V2 is less than the distance between the centers of the hinges 9 and is held in this state by the slider 5 and the nut 7. The design of the springs 3 and 6 ensures 5 the rigidity of the springs 3 and the total rigidity of the springs 6 (in depending on the amount). In case of equal pre-deformation of the main elastic element (spring 3) and additional elastic elements (spring 6), the excitation force is constant and the resistance to movement of the force-transmitting element 2 will be equal to the frictional force in the guides (holes a and b) and the hinges 9. Range excitation of a constant force is determined by the distance between the centers of the hinges 9 and the design of the main elastic element (spring 3) and additional elastic elements (spring 6),
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
При подготовке устройства к работе производ т предварительную деформацию пружин 3 и 6 вращением гаек 4 и 7 соответственно . Величину заданной посто нной си- лы определ ют по показани м силоиз.мерителей 10. Затем силопередающий элемент 2 перемещают внешним механическим воздействием и преобразуют энергию предварительно деформированной пружины 3 в силу сопротивлени перемещению силопередающего элемента 2, котора равна возбуждаемой посто нной силе. При этом силопередающий элемент 2 дополнительно нагружают измен ющейс упругой силой, возбуждаемой предварительно деформированными пружинами б, котора передаетс через ползуны 5, т ги 8, что обеспечивает изменение силы по закону тангенса. При перемещении силопередающего элемента 2 происходит дополнительна деформаци пружины 3 и увеличение силы сопротивлени перемещению силопередающего элемента 2. При этом измен етс угол между линией, проход щей через центры шарниров 9, и линией перемещени ползуна 5, происходит перемещение ползуна 5 и уменьшение предварительной деформации пружин б.-Уменьшение упругой силы, возбуждаемой пружиной 6, нагружающей, силопередающий элемент 2, не происходит из-за увеличени угла между линией, проход щей через центры шарниров 9 и линией перемещени ползуна 5, и соответственно тангенса указанного угла. Наоборот, происходит увеличение упругой силы, которое компенсирует увеличение силы сопротивлени и таким образом сохран етс посто нное значение возбуждаемой силы.In preparing the device for operation, the springs 3 and 6 are pre-deformed by rotating the nuts 4 and 7, respectively. The magnitude of a given constant force is determined by the indications of force-measuring devices 10. Then the force-transmitting element 2 is displaced by an external mechanical force and converts the energy of the previously deformed spring 3 to the force of resistance to the movement of the power-transmitting element 2, which is equal to the induced constant force. At the same time, the force-transmitting element 2 is additionally loaded with a varying elastic force, excited by pre-deformed springs b, which is transmitted through the slider 5, the thrust 8, which ensures the change of force according to the law of tangent. When moving the transmission element 2, the spring 3 is further deformed and the resistance to movement of the transmission element 2 increases. This changes the angle between the line passing through the centers of the hinges 9 and the movement line of the slider 5, the movement of the spring 5 decreases and the preliminary deformation of the spring b decreases. . A decrease in the elastic force induced by the spring 6, the loading, force-transmitting element 2 does not occur due to an increase in the angle between the line passing through the centers of the hinges 9 and the tim slide 5, and respectively the tangent of said angle. On the contrary, an increase in the elastic force occurs, which compensates for the increase in the resistance force and thus maintains a constant value of the excited force.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884654829A SU1642291A1 (en) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | Method and device for exciting constant force |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884654829A SU1642291A1 (en) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | Method and device for exciting constant force |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1642291A1 true SU1642291A1 (en) | 1991-04-15 |
Family
ID=21430699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884654829A SU1642291A1 (en) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | Method and device for exciting constant force |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1642291A1 (en) |
-
1988
- 1988-12-20 SU SU884654829A patent/SU1642291A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Испытательна техника / Под ред. В.В.Клюева, М.: Машиностроение, 1982, с.172. Вишенков А.С. Методы и средства аттестации, поверки и испытаний силоизмери- тельных приборов. М., Изд-во Стандартов, 1985, с.34-35. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4753128A (en) | Robot with spring pivot balancing mechanism | |
US5048552A (en) | Universal trip valve operators and trip actuating seismic vibration sensors and transducers therefor | |
US2398841A (en) | Gear power unit | |
US5026330A (en) | Tensioner for a power transmission belt | |
WO1995003566A1 (en) | Control device with a control stick, particularly a servo sidestick for aircraft | |
KR100484885B1 (en) | A rotary compliant joint with a damper using magneto―rheological fluid and a spring | |
GB2127521A (en) | Vibratory apparatus | |
US7716998B2 (en) | Device for measuring reaction moments and forces on a lever | |
SU1642291A1 (en) | Method and device for exciting constant force | |
Park et al. | Safe joint mechanism based on passive compliance for collision safety | |
Park et al. | Safe link mechanism based on passive compliance for safe human-robot collision | |
EP0834035A1 (en) | Vibration isolation device and method | |
US4653975A (en) | Robot with counterbalance mechanism having multiple attachment locations | |
Sheridan et al. | Design of components | |
US4185516A (en) | Overload safety fastener | |
US5133216A (en) | Manipulator integral force sensor | |
US4854189A (en) | Rotary/linear actuator | |
EP3274195B1 (en) | Spring and damper systems for attenuating the transmission of energy | |
Kim et al. | Axial forces of a V-belt CVT: Part I: Theoretical analysis | |
JP7384381B2 (en) | electric gripper | |
US2063169A (en) | Mechanical dynamometer | |
Herve | Design of spring mechanisms for balancing the weight of robots | |
GB1568180A (en) | Damping spacers for conductor bundles | |
US3396374A (en) | Force balance instrument having v-notch mounted shaft and overrange protection | |
US582232A (en) | Pressure-engine |