SU572596A1 - Шаровой шарнир - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области машиностроени , в частности к устройствам с пространственным перемещением, ориентацией и фиксацией рабочих органов, например манипул торам , в которых требуетс  обеспечить несколько степеней свободы сочлен емых звеньев, передачу через шариир значительных моментов под углами, автоматическое изменение положени  звеньев с последующей их фиксацией в требуемом положении.

Известен шаровой шарнир, содержащий корпус, п ту, соединенную с подвижным элементом и снабженную кольцевым гребнем; подвижный подп тник, выполненный в виде полусферы с пазом и выступом и установленный в корпусе 1.

Недостатком указанного шарнира  вл етс  отсутствие в нем гидравлических камер и коммуникаций и, следовательно, невозможность автоматического перемещени  и фиксации п ты с подвижным элементом, составл ющих основу действи  любого манипул тора, что существенно ограничивает область применени  известного шарнира.

Известен также шаровой шарнир, содержащий корпус, п ту, соединенную с подвижным элементом и снабженную секторным выступом , подп тник, выполненный в виде сферического сегмента, и образованные между ниними гидравлические камеры 2.

Недостаток указанного шарнира состоит в том, что он не обеспечивает передачу крут щего момента от корпуса шарнира п те в св зи с отсутствием между ними силовых св зей . Вследствие этого п та при по влении активного или реактивного момента от подвижного элемента неизбежно будет вращатьс  в подп тнике относительно продольной оси подвижного элемента. Кроме этого, конструкци  шарнира достаточно сложна, предусматривает применение р да упругих элементов - пружин, вкладышей, гофрированной мембраны и других деталей, снижающих динамичность шарнира, его чувствительность, управл емость и иадежность в работе.

Данное устройство по своей сущности и достигаемому результату наиболее близко изобретению.

Claims (2)

1. Дл  расширени  маневренности, повьнпени  нагрузочной способности и надежности работы предлагаемого устройства п та в зоне соединени  с подвижным элементом выполнена с меридиальным направл ющим гребнем, корпус со сферической полостью выполнен с направл ющим опорным шлицем, а подп тник- со сферическими сегментами, имеющими паз, ответный по сечению опорному шлицу, и обеспечивающими возможность поворота подп тника вокруг центра шарпира вдоль шлица, при этом гидравлические камеры ограничены - кроме сферических поверхностей п ты и корпуса - также поверхност ми торцов гребн  п ты, направл ющего шлица и пазов подп тника. Описанное выполнение шарового шарнира целесоо)бразно, так как така  конструкци  шарнира, сохран   возможность ав томатического поворота п ты вокруг центра шарнира в любой плоскости, проход щей через продольную ось подвижного элемента, н фиксации п ты в требуемом положении, дополнительно обеонечивает передачу через шарнир большого крут щего момента, в том числе и под углом между продольной осью подвижного элемента и корпусом шарнира. В конструкции шарнира отсутствуют упругие элементы и подвижные вкладыши, что повышает динамичность и надежность шарнира в работе. На фиг. 1 изображен описываемый шарнир с разрезом корпуса, общий вид; на фиг. 2-- то же, вид спереди с разрезом по оси. Устройство включает разъемный корпус I, п ту 2 с налравл юпиш гребнем, имеющую воз.можпость иоворота в подп тнике вокруг центра шарнира в плоскости гребн  п ты. Подп тник состоит из двух шаровых сегмеитов 3 с пазами и может поворачиватьс  вместе с п той в корпусе вокруг центра шарнира по направл ющему шлицу 4, жестко св занному с корпусом и установленному под углом 90° к плоскости гребн  п ты. Торцы гребн  п ты, налравл ющего шлица, пазы и кольцевые поверхности подп тника, а также сферические поверхности п ты и корпуса шарнира образуют камеры 5, заполн емые рабочей жидкоетью через отверсти  6, выполиенные в направл ющем шлице. Эти отверсти  соединены либо с нагнетающей, либо со сливной магистралью. Если одну из камер соединить со сливной, а диаметрально противоположную камеру с нагнетающей магистралью узла подачи или слива рабочей жидкости, то, вследствие преобладани  сил давлени  жидкости в камере высокого давлени , п та с подвижным элементом будет разворачиватьс  вокруг центра шарнира в сторону камеры низкого давлени . В момент перекрыти  магистралей устанавливаетс  равенство сил давлени  жидкости в камерах, и п та с -подвижным элементом надежно фиксируетс . В зависимости от выбора камер происходит поворот либо только п ты в -подп тнике относительно подп тника, который остаетс  неподвижен, либо только подп тника вместе с п той относительно корпуса в направлении, перпендикул рном предыдущему . Так, например, лри подаче рабочей жидкости в одну из камер лод направл ющим гребнем п ты, она будет поворачиватьс  вокруг центра шарнира между сегментами подп тника в плоскости гребн  п ты. При этом подп тник остаетс  неподвижным. Если же жидкость нагнетать в одну из камер, образованную пазами подп тника, то он вместе с п той будет поворачиватьс  вокруг центра шарнира в плоскости направл ющего шлица, т. е. перпендикул рно предыдущей. При необходимости рабочую жидкость можно подавать одновременно в две соседние камеры, вследствие чего п та с подвижным элеме}1том займет некоторое промежуточное положение. В случае, если через шарнир требуетс  передать крут щий момент, то он работает как карданна  передача. Так, при вращении корпуса вокруг продольной оси крут щий момент через направл ющий шлиц воспринимаетс  подп тником и через гребень п ты передаетс  на передающий элемент. В св зи с тем, что гребень п ты и направл ющий щлиц расположены во взаимно перепендикул рных плоскост х , благодар  чему п та имеет возможность свободно поворачиватьс  в корпусе относительно центра шарнира в любой нлоскости, щарнир допускает передачу крут щего момента под углом между продольными ос ми корпуса шарнира и подвижного элемента. Формула изобретени  Шаровой шарнир, содержащий корпус, п ту с гребнем, жестко св занную с подвижным элементом, например с рычагом манипул тора, подп тник и образованные между ними гидравлические камеры, соединенные попеременно с нагнетательной и сливной коммуникаци ми дл  автоматического управлени  положением и фиксации подвижного элемента, отличающийс  тем, что, с целью расщирени  маневренности, ловышени  нагрузочной способности и надежности работы, п та в зоне соединени  с подвижным элементом выполнена с меридиальным направл ющим гребнем, корпус со сферической полостью выполнен с направл ющим опорным шлице.м, а подп тник -со сферическими сегментами, имеющими паз, ответный по сечению опорному шлицу, и обеспечивающими возможность поворота подп тника вокруг центра шарнира вдоль шлица, при этом гидравлические камеры ограничены - кроме сферических поверхностей п ты и корлуса - также поверхност ми торцов гребн  п ты, направл ющего шлица и пазов подп тника . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство № 389301, кл. F 16С 11/06, 1973.
2. 2.Патент Франции № 833434, кл. 47Ь, 13, 1941.