патент
№ RU 2751011
МПК F16H21/44

РЫЧАЖНЫЙ ПЯТИЗВЕННЫЙ МЕХАНИЗМ

Авторы:
Пожбелко Владимир Иванович
Номер заявки
2020140539
Дата подачи заявки
08.12.2020
Опубликовано
07.07.2021
Страна
RU
Как управлять
интеллектуальной собственностью
Чертежи 
1
Реферат

Изобретение относится к области машиностроения. Рычажный пятизвенный механизм содержит опорную стойку с подвижно установленными на ней ведущими и ведомыми звеньями, образующими замкнутую кинематическую цепь с параллельными осями поворота вращательных кинематических пар в виде цилиндрических шарниров. Замкнутая кинематическая цепь составлена из трехшарнирного звена с расположением всех трех шарниров на одной прямой на равных расстояниях между собой и двух ползунов, расположенных на концах упомянутого трехшарнирного звена, между которыми установлено двухшарнирное звено, разделяющее кинематическую цепь на два замкнутых контура и выполненное с расстоянием между отверстиями цилиндрических шарниров, в два раза меньшим по сравнению с расстоянием между отверстиями цилиндрических шарниров на концах трехшарнирного звена. Обеспечивается упрощение конструкции и уменьшение габаритов механизма. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула изобретения

1. Рычажный пятизвенный механизм, содержащий опорную стойку с подвижно установленными на ней ведущими и ведомыми звеньями, образующими замкнутую кинематическую цепь с параллельными осями поворота вращательных кинематических пар в виде цилиндрических шарниров, отличающийся тем, что замкнутая кинематическая цепь составлена из трехшарнирного звена с расположением всех трех шарниров на одной прямой на равных расстояниях между собой и двух ползунов, расположенных на концах упомянутого трехшарнирного звена, между которыми установлено двухшарнирное звено, разделяющее кинематическую цепь на два замкнутых контура и выполненное с расстоянием между отверстиями цилиндрических шарниров, в два раза меньшим по сравнению с расстоянием между отверстиями цилиндрических шарниров на концах трехшарнирного звена.

2. Рычажный пятизвенный механизм по п. 1, отличающийся тем, что опорная стойка выполнена в виде неподвижной V-образной направляющей с установкой на ней одного ведущего звена и двух ведомых звеньев, ведущее звено выполнено в виде двухшарнирного звена в качестве кривошипа, а два ведомых звена выполнены в виде ползунов, установленных на неподвижной V-образной направляющей, например, для образования одноподвижного двухкоординатного манипулятора.

3. Рычажный пятизвенный механизм по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что опорная стойка выполнена в виде неподвижного двухшарнирного звена, ведущее звено выполнено в виде трехшарнирного звена в качестве поворотного рычага, V-образная направляющая установлена с возможностью поворота относительно опорной стойки и выполнена в виде сдвоенной кулисы, а два ползуна выполнены в виде двух ведомых звеньев, установленных на поворотной V-образной направляющей.

4. Рычажный пятизвенный механизм по п. 1, отличающийся тем, что опорная стойка выполнена в виде неподвижного трехшарнирного звена, два ведомых звена выполнены в виде поворотных относительно опорной стойки ползунов, ведущее звено выполнено в виде двухшарнирного звена в качестве поворотного рычага с приводной вращательной кинематической парой, расположенной посредине упомянутого трехшарнирного звена, а V-образная направляющая выполнена поворотной относительно двухшарнирного звена.

5. Рычажный пятизвенный механизм по п. 2, отличающийся тем, что каждый из двух ползунов подпружинен относительно неподвижной V-образной направляющей посредством установленного на ней упругого элемента, например, в виде пружины сжатия.

6. Рычажный пятизвенный механизм по пп. 2-5, отличающийся тем, что угол γ развала V-образной направляющей равен γ=90° градусов.

Описание

[1]

Изобретение относится к механическим приводам машин на основе многозвенных рычажных механизмов и может быть использовано в разных областях машиностроения в качестве технологических устройств с несколькими рабочими органами, двухкоординатных манипуляторов и направляющих механизмов.

[2]

Известен рычажный механизм, замкнутая кинематическая цепь которого составлена из шести рычажных звеньев, соединенных между собой через двойной цилиндрический шарнир (книга С.Н. Кожевников «Механизмы» - М: Изд-во «Машиностроение», 1956 г., с. 102, схема механизма на рис. 2.115) - аналог.

[3]

Недостатками известного рычажного механизма являются:

[4]

1. Сложная конструкция из-за большого числа, увеличенного до шести числа звеньев и сложность их многократной соосной сборки через двойной цилиндрический шарнир.

[5]

2. Высокая трудоемкость изготовления и большие осевые габариты двойного цилиндрического шарнира.

[6]

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению, является рычажный пятизвенный механизм, замкнутая кинематическая цепь которого содержит пять двухшарнирных звеньев и состоит из опорной стойки, двух ведущих звеньев в виде двух поворотных кривошипов с приводом от двух вращательных двигателей для перемещения ведомых звеньев, выполненных в виде двух шатунов (книга А.И. Смелягин «Структура машин, механизмов и конструкций», - М.: Изд-во ИНФА-М, 2019, с. 54, схема механизма на рис. 2.3) - прототип.

[7]

Недостатками указанного рычажного механизма являются:

[8]

1. Сложная конструкция, большие габариты и вес из-за необходимости применения двух приводных двигателей.

[9]

2. Сложная система управления одновременно двумя приводными двигателями для обеспечения, требуемого согласованного между собой движения разных рабочих органов.

[10]

3. Ограниченные эксплуатационные возможности привода только от одного двигателя сразу двух вращательных или поступательно движущихся рабочих органов

[11]

В основу изобретения положена техническая задача, заключающая в упрощении конструкции и снижении габаритов и веса за счет применения только одного приводного вращательного двигателя для согласованного перемещения двух разных рабочих органов, что упрощает систему управления их движением и повышает точность их позиционирования.

[12]

Получение технического результата достигается за счет того, что замкнутая кинематическая цепь рычажного V-механизма составлена из трехшарнирного звена с расположением всех трех шарниров на одной прямой и двух ползунов на концах упомянутого трехшарнирного звена, между которыми установлено двухшарнирное звено, разделяющее кинематическую цепь на два замкнутых контура.

[13]

Сущность изобретения поясняется чертежами на фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4 и фиг. 5.

[14]

На фиг. 1 изображен общий вид рычажного пятизвенного V-механизма, замкнутая кинематическая цепь которая составлена из трехшарнирного звена 1 с расположением всех трех шарниров А, В и С на одной прямой АС на равных расстояниях между собой (АС=АВ) и двух ползунов 2 и 3, расположенных на концах трехшарнирного звена 1 (в точках В и С). Между ползунами 2 и 3 в точке А посередине звена 1 (где АВ=АС) установлено двухшарнирное звено 4, разделяющее кинематическую цепь механизма на два замкнутых контура (L1 и L2) и выполненное с расстоянием между отверстиями цилиндрических шарниров O1А в два раза меньшим по сравнению с расстоянием между отверстиямицилиндрических шарниров на концах В и С трехшарнирного звена 1 .

[15]

На фиг. 2 представлен вариант выполнения рычажного пятизвенного V-механизма, в котором опорная стойка выполнена в виде неподвижной V-образной направляющей 5 с установкой на ней одного ведущего звена в виде двухшарнирного звена 4 в качестве кривошипа и двух ведомых звеньев в виде ползунов 2 и 3, установленных на неподвижной V-образной направляющей 5 - например, для образования одноподвижного двухкоординатного манипулятора (с согласованным поступательным движением двух ведомых звеньев по V-образной направляющей с приводом от одного вращательного двигателя).

[16]

На фиг. 4 представлен вариант выполнения рычажного пятизвенного V-механизма, в котором опорная стойка выполнена в виде неподвижного трехшарнирного звена 1, два ведомых звена выполнены в виде поворотных относительно опорной стойки ползунов 2 и 3, ведущее звено выполнено в виде двушарнирного звена 4 в качестве поворотного рычага с приводной вращательной кинематической парой А, расположенной посредине трехшарнирного звена 1, а V-образная направляющая выполнена поворотной в точке оси O1 двухшарнирного звена 4 - например, для образования вибрационного турбосмесителя (с согласованным вибрационным вращением двух ведомых звеньев с приводом от одного вращательного двигателя).

[17]

На фиг. 5 представлен вариант выполнения рычажного пятизвенного V-механизма с упругими элементами в виде пружин 6, установленных между ползуном 2, ползуном 3 и V-образной направляющей 5, выполненной с углом развала γ=90°.

[18]

Работа представленного рычажного пятизвенного V-механизма заключается в следующем.

[19]

Вращение ведущего звена V-механизма с приводом от одного вращательного двигателя преобразуется в согласованное движение установленных на ползунах 2 и 3 двух рабочи рабочих органов, основные возможные типы которого представлены на фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 4. Установка в схеме на фиг. 5 упругих элементов 6 исключает возникновение мертвых положений звеньев внутри цикла работы при вращении ведущего звена.

[20]

Достигаемый в предлагаемом рычажном пятизвенном V-механизме положительный эффект заключается в упрощении конструкции за счет ее выполнения со сниженным до пяти числом звеньев в сочетании с приводом от одного двигателя одновременно двух ведомых звеньев, что упрощает систему управления их движением, а также снижает габариты, вес и стоимость рычажного привода.

Как компенсировать расходы
на инновационную разработку
Похожие патенты