ВЫДВИЖНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2003 года по МПК B63G8/38 

Изобретение относится к подводным транспортным средствам и может быть применено в средствах для размещения визуального или электронного наблюдательного оборудования, включающего гибкие органы, которое используется в судостроительной и других областях промышленности.

Известны конструкции выдвижных устройств (ВУ), учитывающие особенности их функционирования, такие как динамическая нагрузка на несущие элементы конструкции ВУ, знакопеременная нагрузка вследствие вибрации мачт в набегающем потоке, ударная нагрузка от нестационарных динамических факторов внешней среды, нагрузка от ударов волн и др., приводящие к повышению риска отказов гибких органов вследствие возможных механических повреждений.

Известно выдвижное устройство РЛС конструкции фирмы Riva Calzoni, включающее мачты, связанные с направляющими с возможностью перемещения по ним и фиксацией конического положения, и размещенные внутри тела мачты гидроцилиндр, имеющий кольцевую форму, через который коаксиально пропущен телескопический вал привода вращения антенны РЛС, а также телескопические волноводы и свободно висящий электрический кабель (Судостроение за рубежом, 1991, 3, с. 37, 39). При перемещении антенны гибкий орган (электрический кабель) защищен от внешнего воздействия, однако после выдвижения он опускается под действием собственной тяжести, что может приводить к образованию петель, скручиванию и запутыванию кабеля и, в результате, к его возможным неконтролируемым обрывам или деформации, влияющим на работу антенны в целом.

Известно выдвижное устройство антенны разработки фирмы Maschinenbau Gabler, содержащее выдвижную ступень для перемещения прибора (антенны), в которую входят мачта антенны с поворотным устройством, гидроцилиндр подъема мачты, расположенный в теле мачты, закрепленный штоком на фундаменте в трюмной части корпуса и поршнем соединенный с мачтой антенны, при этом поршень размещен в приемопередатчике концентрично с ним, сальниковое уплотнение и направляющую втулку, посредством которых мачта ориентирована в направляющей шахте, а также связанный с выдвижной ступенью гибкий орган - кабельную петлю, представляющую собой по крайней мере один электрический кабель расчетной длины с участком перегиба в полупетлю с двумя ветвями (непересекающимися), одна из которых своим концом (кабельным вводом) жестко закреплена на приемопередатчике антенны в выдвижной ступени и взаимодействует с волноводными трактами антенны, а другая выведена из выдвижного устройства и стационарно закреплена в пределах судна на неподвижном элементе, например, в системе управления /Судостроение за рубежом, 3, 1991, с.37, 38, рис.19/.

Подъем несущей конструкции мачты осуществляется посредством воздействия поршня гидроцилиндра, а поворот антенны производится с помощью поворотного устройства, расположенного непосредственно под головной частью антенны на мачте. При установке мачты в выдвинутое рабочее положение кабельная петля вытягивается на величину хода мачты и распрямляется, а при опускании мачты кабель свободно опускается. Однако под действием собственной тяжести в условиях динамических нагрузок в виде качки судна, а также при возможном вращении антенны подвижная ветвь кабельной петли при свободном подвесе кабеля может изменять первоначальную ориентацию, что приводит к деформации или скручиванию петли после опускания ветви. Результатом является не только скручивание жил электрического кабеля, но и возможные осложнения размотки кабельной петли при повторном выдвижении антенны, вероятность чего возрастает с увеличением длины кабеля, что может привести к его неконтролируемым обрывам или деформации, влияющим на работу антенны в целом.

Таким образом, основным недостатком выдвижного устройства является невозможность контроля за положением гибкого органа при его работе, что снижает стабильность условий эксплуатации антенны в целом, как в случае выдвижного устройства традиционного проникающего типа, так и в случае выдвижного устройства непроникающего типа.

Известное выдвижное устройство антенны, включающее выдвижную ступень для перемещения прибора, направляющую перемещения выдвижной ступени и гибкий орган в виде кабельной петли по крайней мере одного свободно висящего (электрического) кабеля с участком перегиба в полупетлю с двумя ветвями, одна из которых жестко связана с выдвижной ступенью, а вторая закреплена на неподвижном элементе вне выдвижной ступени, выбрано в качестве ближайшего аналога заявляемого изобретения.

Задача изобретения состоит в улучшении эксплуатационных характеристик выдвижного устройства антенны за счет обеспечения стабильности условий трансформации гибкого органа.

Задача решена тем, что известное выдвижное устройство антенны, включающее выдвижную ступень для перемещения прибора, направляющую перемещения выдвижной ступени и гибкий орган в виде кабельной петли по крайней мере одного кабеля с участком перегиба в полупетлю с двумя ветвями, одна из которых жестко связана с выдвижной ступенью, а вторая закреплена на неподвижном элементе, в соответствии с изобретением снабжено устройством натяжения кабельной петли, которое выполнено в виде планетарного механизма, содержащего ползун с приводом его перемещения, шарнирно соединенным с ползуном по крайней мере одним цилиндрическим элементом, выполненным с возможностью размещения на его поверхности ветви кабельной петли, а также по крайней мере одной стационарной направляющей перемещения ползуна, жестко связанной с неподвижным элементом, при этом привод перемещения ползуна имеет гибкое звено, выполненное с возможностью закрепления одной его ветви на неподвижном элементе, а другой его ветви - на выдвижной ступени.

Кроме того, выдвижная ступень имеет ходовую и промежуточную секции и снабжена траверсой ходовой секции и жестко связанной с ней по крайней мере одной направляющей ее перемещения.

Кроме того, выдвижная ступень выполнена в виде телескопического набора подвижных секций, имеющего выходное звено для крепления ветви полупетли кабеля и ветви гибкого звена привода ползуна.

Кроме того, точки крепления ветвей гибкого звена привода ползуна разнесены на расстояние, равное или большее половины полного хода устройства в одном из его крайних положений.

Кроме того, в качестве неподвижного элемента выбран наружный корпус устройства.

Сущность изобретения поясняется фиг.1-5, на которых представлены: фиг.1 - общий вид устройства, фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1, фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.1, фиг.4 - кинематическая схема устройства в убранном (исходном) положении, фиг. 5 - кинематическая схема устройства в выдвинутом (рабочем) положении.

Выдвижное устройство выполнено следующим образом (фиг.1). На наружном корпусе 1 (неподвижный элемент) смонтирована подвижная ступень в составе ходовой секции 2, установленной внутри промежуточной секции 3, причем обе секции 2 и 3 выполнены с возможностью перемещения как относительно корпуса 1, так и относительно друг друга, образуя тем самым телескопический набор подвижных секций. Ходовая секция 2 предназначена для перемещения прибора (антенны), и в сочетании с промежуточной секцией 3 они составляют общую для заявляемого устройства выдвижную ступень, у которой ходовая секция 2 является выходным звеном (А.Ф.Крайнев. Словарь-справочник по механизмам. М.: Машиностроение, 1981, с.50, термин "выходное звено").

Выдвижное устройство имеет гибкий орган - кабельную петлю 4, содержащую по крайней мере один кабель и имеющую область перегиба в полупетлю 5 с двумя непересекающимися ветвями, концы которых жестко закреплены: конец 6 - кабельный ввод - закреплен на ходовой секции 2, конец 7 - на наружном корпусе 1 (неподвижном элементе).

Выдвижное устройство снабжено устройством натяжения 8 кабельной петли 4, выполненным в виде планетарного механизма, содержащего механическую передачу 9 с гибким звеном 10 для приведения в движение Г-образного ползуна 11 (привод ползуна).

Известен планетарный механизм с гибким звеном для привода ползуна, имеющий элементы вращения - два одинаковых круглых цилиндрических шкива, вращающихся вокруг осей ползуна, движущегося возвратно-поступательно в неподвижных направляющих. Гибкое звено перекинуто по шкивам и закреплено на неподвижном элементе в одной точке. При перемещении ползуна шкивы перекатываются по гибкому звену, причем при вращении одного из шкивов ползун получает перемещение, пропорциональное углу поворота шкива (И.И.Артоболевский. Механизмы в современной технике. Справочное пособие в 7 т. т.V: Кулачковые и фрикционные механизмы, механизмы с гибкими звеньями. М.: Наука, 1981, с.339, механизм 3306).

Г-образный ползун 11 шарнирно связан с элементами вращения в передаче 9, а также связан с возможностью возвратно-поступательного перемещения со стационарными направляющими 12, 13, жестко соединенными с наружным корпусом 1. Гибкое звено 10 привода ползуна 11 одной своей ветвью жестко связано, непосредственно или через шарнир, с корпусом 1 в точке 14. С ходовой секцией 2 подвижной ступени жестко связана траверса 15, к которой в точке 16 присоединена другая ветвь гибкого звена 10 привода ползуна 11.

Точки 14, 16 закрепления частей гибкого звена 10 разнесены на расстояние, равное или большее половины полного хода устройства, по крайней мере, в его крайнем убранном положении (фиг.1, 4, 5).

Ползун 11 шарнирно соединен по крайней мере с одним цилиндрическим элементом 17 для натяжения ветвей кабельной петли 4 и ориентации ее полупетли 5. Однако для этой цели может быть использован и блок, составленный такими элементами, или барабан, которые должны быть выполнены с возможностью размещения на их поверхности огибающей его ветви кабельной петли 4 (фиг.1, 4, 5).

Устройство снабжено (фиг. 1, 2) жестко связанными с корпусом 1 направляющими 18, 19 для обеспечения перемещения промежуточной секции 3, которая снабжена жестко связанными с ней направляющими 20, 21 и 22 для обеспечения перемещения соответственно траверсы 15 (фиг.3) и ходовой секции 2. В частном случае (не показан), направляющие 20, 21, взаимодействующие с траверсой 15, жестко связанной с ходовой секцией 2, могут быть соответственно совмещены с направляющими 12, 13, которые взаимодействуют с Г-образным ползуном 11.

Гидродвигатели для обеспечения раздельного и принудительного выдвижения/убирания как ходовой 2, так и промежуточной 3 секций на чертеже не показаны.

Устройство работает следующим образом. При срабатывании управляющих секциями гидродвигателей ходовая 2 и промежуточная 3 секции перемещаются относительно неподвижного элемента - корпуса 1 и относительно друг друга. Ходовая секция 2 перемещается по направляющим 22, жестко связанным с промежуточной секцией 3, которая перемещается по направляющим 18, 19, жестко связанным с неподвижным элементом - корпусом 1. Совместно с ходовой секцией 2 жестко связанная с ней траверса 15 перемещается по направляющим 20, 21, жестко связанным с промежуточной секцией 3. Траверса 15, взаимодействуя с направляющими 20, 21, исключает возможность углового разворота ходовой секции 2 относительно продольной оси на длине хода секции. Направляющие 18 и 19, взаимодействуя с промежуточной секцией 3, исключают возможность углового разворота секции 3 относительно продольной оси на длине хода секции. Таким образом, исключается возможность углового разворота ходовой секции 2 относительно продольной оси на длине полного хода устройства, который равен сумме ходов промежуточной 3 и ходовой 2 секций.

Траверса 15, перемещаясь по направляющим 20 и 21 и взаимодействуя в точке 16 с одной из ветвей гибкого звена 10, принудительно перемещает точку закрепления 16 этой ветви и само гибкое звено 10 в направлении движения ходовой секции 2, в то время как точка 14 закрепления другой ветви гибкого звена 10 на неподвижным элементе корпусе 1 при этом остается неподвижной. Гибкое звено 10, перекинутое через элементы вращения 9, взаимодействуя с последними, перемещает шарнирно связанный с ними ползун 11 по направляющим 12, 13. Величина хода ползуна 11 с шарнирно связанным с ним элементом 17 (блоком или барабаном) составляет половину от величины полного хода устройства, т. е. половину от величины хода ходовой секции 2 относительно неподвижного элемента - корпуса 1.

Одновременно с этим кабельная петля 4 с участком перегиба в полупетлю 5 и двумя ветвями, которые своими концами жестко закреплены: конец 6 - на подвижной ходовой секции 2, а конец 7 - на неподвижном элементе - корпусе 1, получает возможность перемещения. При этом конец 6 ветви кабельной петли 4 перемещается совместно с ходовой секцией 2, конец 7 ветви кабельной петли 4 неподвижен. За счет взаимодействия ветвей полупетля 5 кабельной петли 4 также перемещается в сторону перемещения ходовой секции 2 относительно корпуса 1, причем величина хода полупетли 5 кабельной петли 4 составляет половину от величины полного хода устройства, т.е. половину от величины хода ходовой секции 2 относительно корпуса 1.

Поскольку величины ходов цилиндрического элемента (блока или барабана) 17 и размещенной на нем огибающей его полупетли 5 кабельной петли 4 одинаковы, обеспечивается придание формы полупетле 5 и постоянное натяжение ветвей кабельной петли 4 в любой точке по длине полного хода устройства. Синхронность положения элемента натяжения 17 и полупетли 5 кабельной петли 4 сохраняется на величине полного хода устройства.

Для возврата системы в первоначальное положение упомянутые гидродвигатели реверсируются и устройство приходит в первоначальное положение, при этом ходовая 2 и промежуточная 3 секции принудительно опускаются в исходное положение. Одновременно с ними принудительно опускаются траверса 15, устройство натяжения 8 кабельной петли 4, ползун 11 устройства натяжения 8 с элементом 17 (блоком или барабаном), размещенная на последнем полупетля 5 кабельной петли 4. При этом исключается наличие свободного состояния и неопределенности в положении полупетли 5 ("зависание" полупетли при обратном ходе) и ветвей кабельной петли 4 в любой точке по длине полного хода устройства.

Следует отметить, что в случае использования блока (или барабана) 17, шарнирно связанного с ползуном 11, который связан с возможностью возвратно-поступательного перемещения с направляющими 12, 13, как противовеса для свободного, по всей длине полного хода устройства, оттягивания полупетли 5 и ветвей кабельной петли 4 с одновременным исключением траверсы 15, а также передачи с элементами вращения 9 и гибким звеном 10 устройства натяжения 8, при обратном ходе (опускании) подвижных частей устройства возможно "зависание" элемента (блока или барабана) 17 вместе с сопутствующими элементами и полупетлей 5, особенно в случае внешних воздействий, а при срыве зависших элементов вниз возможны повреждения или обрывы либо самой кабельной петли 4, либо ее составных частей.

Заявляемое выдвижное устройство обеспечивает принудительное возвратно-поступательное перемещение полупетли кабельной петли с приданием формы этой полупетле и обеспечением постоянного натяжения ветвей, исключающего перекрутку и запутывание этих ветвей, а также исключает наличие свободного состояния и неопределенности в положении полупетли ("зависание" полупетли) и ветвей кабельной петли в любой точке по длине полного хода устройства, что повышает надежность, работоспособность и защиту кабельной петли и ее элементов от повреждений в условиях возвратно-поступательных ходов устройства при внешних воздействиях среды, в частности ветра, качки, волны и пр., причем оно может быть применено в антенных устройствах как традиционного проникающего, так и непроникающего типа.

Изобретение относится к подводным транспортным средствам и может быть применено для оснащения антенно-мачтовых устройств, имеющих гибкие органы (кабельные петли). Устройство включает выдвижную ступень для перемещения прибора, выполненную, в частности, в виде телескопического набора подвижных ходовой и промежуточной секций, направляющую перемещения выдвижной ступени, гибкий орган в виде кабельной петли с участком перегиба в полупетлю с двумя ветвями, одна из которых жестко закреплена на неподвижном элементе (корпусе устройства), и устройство натяжения кабельной петли. Устройство натяжения кабельной петли включает в себя планетарный механизм, содержащий ползун с приводом. С ползуном шарнирно соединен по крайней мере один цилиндрический элемент (блок или барабан), на поверхности которого размещена ветвь кабельной петли. Привод ползуна имеет гибкое звено, одна ветвь которого закреплена на корпусе устройства, а другая ветвь - на выдвижной ступени. Достигается улучшение эксплуатационных характеристик выдвижного устройства путем обеспечения стабилизации условий трансформации гибкого органа. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Выдвижное устройство антенны, включающее выдвижную ступень для перемещения прибора, направляющую перемещения выдвижной ступени и гибкий орган в виде кабельной петли по крайней мере одного кабеля с участком перегиба в полупетлю с двумя ветвями, одна из которых жестко связана с выдвижной ступенью, а вторая закреплена на неподвижном элементе, отличающееся тем, что оно снабжено устройством натяжения кабельной петли, которое выполнено в виде планетарного механизма, содержащего ползун с приводом его перемещения, и шарнирно соединенным с ползуном по крайней мере одним цилиндрическим элементом, выполненным с возможностью размещения на его поверхности ветви кабельной петли, а также по крайней мере одной стационарной направляющей перемещения ползуна, жестко связанной с неподвижным элементом, при этом привод перемещения ползуна имеет гибкое звено, выполненное с возможностью закрепления одной его ветви на неподвижном элементе, а другой его ветви - на выдвижной ступени. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выдвижная ступень имеет ходовую и промежуточную секции и снабжена траверсой ходовой секции и жестко связанной с ней по крайней мере одной направляющей ее перемещения. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выдвижная ступень выполнена в виде телескопического набора подвижных секций, имеющего выходное звено для крепления ветви полупетли кабеля и ветви гибкого звена привода ползуна. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что точки крепления ветвей гибкого звена привода ползуна разнесены на расстояние, равное или большее половины полного хода устройства. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве неподвижного элемента выбран наружный корпус устройства.