УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК G05G21/00 G11B15/18 

Изобретение относится к электромеханике и может быть использовано для управления, в том числе дистанционного, различными механизмами, имеющими несколько режимов работы, например лентопротяжными механизмами магнитофонов.

Для таких механизмов часто требуются простые и экономичные устройства управления, позволяющие включать требуемые режимы в любой последовательности.

Известен механизм для переключения режимов работы магнитофона [1] содержащий двигатель, маховик с ведущим валом и шестерней, регулирующий диск, имеющий по периметру зубчатую часть и участок без зубьев, кольцеобразный выступ с углубленной частью и кулачок, скользящий стержень, взаимодействующий с кулачком и системой рычагов, электромагнит, который по схеме возбуждается импульсами разной длительности. На регулирующем диске укреплен фотодатчик угла поворота диска, подающий сигналы в схему управления.

Маховик с шестерней постоянно вращается от двигателя и передает вращение регулирующему диску, если последний не заблокирован через систему рычагов, связанных с электромагнитом. Когда на электромагнит поступает импульс, он через систему рычагов снимает блокировку, регулирующий диск вместе со своими составляющими элементами вращается и передает движение скользящему стержню и системе рычагов, которые перемещают ползун с магнитными головками, обеспечивая выполнение различных режимов.

К недостаткам известного механизма относятся сложность конструкции, большое потребление энергии, необходимой для перемещения системы рычагов при переключении режима, небольшое количество включаемых режимов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство управления [2] содержащее кулачок, привод кулачка, диск с вырезами по числу режимов, расположенный соосно кулачку и кинематически связанный с последним, выходные звенья, установленные с возможностью взаимодействия с кулачком и подпружиненные в направлении кулачка, устройство отключения привода после установки диска в положение, соответствующее заданному режиму работы.

Недостатком известного устройства является жесткая последовательность включения режимов работы, обусловленная конструктивно заданной последовательностью взаимодействия выходных звеньев с кулачками за один оборот диска. Это приводит к непроизводительному расходованию времени и части энергии привода на бесполезные перемещения выходных звеньев при возникновении необходимости включить режимы в последовательности, отличающейся от заданной конструктивно, а также вызывает необходимость усложнения устройства для предотвращения нежелательных последствий от бесполезных перемещений выходных звеньев. Указанный недостаток особенно проявляется при увеличении количества включаемых режимов. Недостатком известного устройства также является зависимость требуемой мощности привода от количества включаемых режимов, обусловленная тем, что перемещение любого из выходных звеньев осуществляется при повороте кулачка на часть оборота. Причем чем большее количество режимов нужно включать, тем соответственно большее количество выходных звеньев нужно перемещать, а значит, тем на меньший угол нужно поворачивать кулачок для включения каждого режима. Следовательно, в известном устройстве привод должен развивать мощность тем больше, чем больше имеет устройство режимов работы.

Чрезвычайно сложно реализовать известное устройство с большим количеством режимов (например 20) в связи с необходимостью огpаничивать крутизну образующей поверхности кулачка для предотвращения заклинивания кулачка и выходных звеньев. Это неизбежно влечет за собой либо увеличение размеров, либо повышение требований к точности изготовления устройства.

Техническим результатом изобретения является улучшение условий эксплуатации и повышение экономичности за счет включения заданного режима работы без перемещения выходных звеньев остальных режимов.

Цель достигается тем, что в устройстве, содержащем основание, кулачок с приводом, диск с пазом, кинематически связанный с кулачком, выходные звенья, установленные с возможностью взаимодействия с кулачком и подпружиненные в направлении кулачка, метчик угла поворота диска, диск установлен на основании соосно кулачку и равновелик последнему, кулачок имеет спиралеобразную или винтообразную форму, диск подпружинен к основанию через фрикционную прокладку, выходные звенья установлены с возможностью сопряжения с пазом диска, на поверхности диска, обращенной к кулачку, выполнены упоры под выступ кулачка для кинематической связи диска с кулачком в положении совмещения с пазом диска участков максимального и минимального подъема профиля кулачка, причем устройство содержит узел возврата кулачка относительно диска в исходное состояние. Отличием является также то, что узел возврата кулачка выполнен в виде упругого элемента, которым диск кинематически связан с кулачком, причем упругий элемент создает момент вращения кулачка меньше, чем момент подтормаживания колеса.

Содержащиеся в изобретении существенные признаки отличают заявляемое решение от наиболее близкого аналогичного решения и, следовательно, обуславливают соответствие его критерию "новизна".

Осуществление изобретения позволит при включении заданного режима перемещать только то звено, воздействие на которое необходимо. Следовательно, устраняются возможные отрицательные последствия перемещений тех выходных звеньев, которые не связаны с включением заданного режима. Таким образом повышается качество работы устройства.

Кроме того, осуществление изобретения позволит включать и выключать любой заданный режим работы поворотом кулачка на одинаковый угол независимо от количества подлежащих включению режимов. Поэтому мощность привода в заявляемом устройстве не зависит от количества подлежащих включению режимов и меньше, чем в аналогичных устройствах, где режимы работы включаются поворотом кулачка на меньшую часть оборота.

На фиг. 1 показано устройство управления, общий вид; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 фрагмент устройства в состоянии поиска заданного режима; на фиг. 4 фрагмент устройства в состоянии включения заданного режима; на фиг. 5 фрагмент общего вида варианта устройства с кулачком винтообразной формы; на фиг. 6 вид Б на фиг. 5.

Устройство имеет основание 1 с закрепленной на нем осью 2, на которой установлен диск 3, содержащий ступицу 4, радиальный паз 5, зацеп 6 и дугообразный паз 7 с поверхностями (упорами) 8 и 9. На ступице 4 установлен с возможностью вращения кулачок 10, содержащий зацеп 11, упор 12, участок 13 максимального подъема профиля кулачка, участок 14 минимального подъема профиля кулачка и зубчатый венец 15. Пружинная шайба 16 ограничивает осевое перемещение кулачка. Пружиной 17 кулачок кинематически связан с диском 3. С диском 3 механически связана контактная пружина 18, взаимодействующая с расположенными на неподвижной плате 19 кольцевой контактной площадкой 20 и соответствующими режимам работы сигнальными контактами 21. Фрикционная шайба 22 подтормаживает диск 3 под действием усилия пружины 23. По периметру диска 3 расположены соответствующие каждому режиму работы выходные звенья 24. Выходные звенья 25 и 26 взаимодействуют с винтообразными кулачком 27 и колесом 28, имеющим паз 29. Шестерня 30 привода может вводиться в зацепление с зубчатым венцом 15. Стрелка В показывает направление вращения кулачка 10 под действием привода. Стрелка Г показывает направление вращения кулачка 10 после отключения привода.

Устройство работает следующим образом.

Для включения заданного режима нужно соответствующее ему выходное звено 24 поместить в паз 5 диска 3. Для этого шестерню 30 привода вводят в зацепление с зубчатым венцом 15. Кулачок 10 вращается по направлению стрелки В. При этом выходное звено ранее включенного режима скользит по поверхности кулачка 10 от нижнего участка 14 профиля до участка 13 максимального профиля и таким образом выжимается из паза 5. Одновременно с выжиманием выходного звена упор 12 перемещается по дугообразному пазу 7 от поверхности 8 к поверхности 9, а закрепленная за зацепы 6 и 11 пружина 17 закручивается.

После совмещения с пазом 5 участка максимального подъема профиля кулачка 10 выжимание выходного звена 24 из паза 5 заканчивается. Упор 12 касается поверхности 9, благодаря чему осуществляется механическая связь кулачка 10 с диском 3, и дальнейшее вращение кулачка 10 происходит совместно с диском 3 и контактной пружиной 18.

Во время совместного вращения один конец контактной пружины 18 перемещается по кольцевой контактной площадке 20, другой конец ее поочередно касается сигнальных контактов 21, а паз 5 поочередно проходит около выходных звеньев 24. Одновременно с подходом паза 5 к выходному звену заданного режима контактная пружина 18 касается сигнального контакта 21, также соответствующего заданному режиму, и привод отключается.

После отключения привода диск 3, подторможенный фрикционной шайбой 22, остается неподвижным, а кулачок 10 под действием пружины 17 поворачивается в направлении, обозначенном стрелкой Г, постепенно открывает паз 5, и выходное звено 24, соответствующее заданному режиму, помещается в паз.

После совмещения с пазом 5 участка 14 минимального подъема профиля кулачка цикл включения заданного режима заканчивается. В таком состоянии устройство управления устойчиво, энергии не потребляет и может находиться неопределенно долго. Аналогично работает устройство управления, содержащее винтообразный кулачок 27.

Для поворота кулачка 10 в направлении, обозначенном стрелкой Г, вместо пружины 17 в устройстве может быть использована эластичная нить.

Особенно эффективно использование предложенного технического решения в устройствах с большим количеством включаемых режимов.

Изобретение относится к электромеханике и может быть использовано для управления, в том числе дистанционного, различными механизмами, имеющими несколько режимов работы, например лентопротяжными механизмами магнитофонов. Устройство управления содержит основание, кулачок с приводом, диск с пазом, кинематически связанный с кулачком, выходные звенья, установленные с возможностью взаимодействия с кулачком и подпружиненные в направлении кулачка, датчик угла поворота диска. Диск установлен на основании соосно кулачку и равновелик последнему, кулачок имеет спиральную или винтообразную форму, диск подпружинен к основанию через фрикационную прокладку, выходные звенья установлены с возможностью сопряжения с пазом диска, на поверхности диска, обращенной к кулачку, выполнены упоры под выступ на кулачке для кинематической связи диска с кулачком в положении совмещения с пазом диска участков максимального и минимального подъема профиля кулачка, причем устройство содержит узел возврата кулачка относительно диска в исходное состояние в виде упругого элемента, связанного с диском и кулачком. Устройство позволяет при малой мощности привода обеспечить включение большого числа режимов работы в любой последовательности. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ, содержащее основание, кулачок с приводом, диск с пазом, кинематически связанный с кулачком, выходные звенья, установленные с возможностью взаимодействия с кулачком и подпружиненные в направлении кулачка, датчик угла поворота диска, отличающееся тем, что диск установлен на основании соосно с кулачком и равновелик последнему, кулачок имеет спиральную или винтообразную форму, диск подпружинен к основанию через фрикционную прокладку, выходные звенья установлены с возможностью сопряжения с пазом диска, на поверхности диска, обращенной к кулачку, выполнены упоры под выступ на кулачке для кинематической связи диска с кулачком в положении совмещения с пазом диска участков максимального и минимального подъема профиля кулачка, причем устройство содержит узел возврата кулачка относительно диска в исходное состояние. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел возврата кулачка выполнен в виде упругого элемента, связанного с диском и кулачком.