КЛЮЧ ФИКСИРУЕМЫЙ Российский патент 2003 года по МПК B25B13/48 B25B13/54 B64G4/00 

Изобретение относится к области инструментов, к инструментам для выполнения работ в особых условиях, в частности открытого космоса.

Известен инструмент (заявка 2014496, Великобритания, УКД 621.883.3 (088.8) и заявка 52-28275, Япония, УКД 624.883.12 (088.8), в состав которого входит фиксирующий механизм. При автоматической фиксации инструмента в процессе его установки расфиксация выполняется при осевом перемещении или повороте, а т. к. инструмент постоянно находится в фиксированном положении, его снятие требует применения двух рук оператора, что практически невозможно при работе в скафандре в условиях открытого космоса или под водой.

Также известен инструмент (патент 6109140, США), содержащий корпус с размещенной в нем первой пружиной, с наконечником (соответствующим ответной части - гнезду) с шариками, расположенными в перпендикулярных его продольной оси отверстиях; шток, проходящий через осевое отверстие корпуса и наконечника и имеющий в зоне шариков две соосные цилиндрические поверхности и соединяющую их конусную поверхность. Причем с противоположной наконечнику стороны шток соединен с оптимизированными под перчатку скафандра вилкой и рукоятью.

Прототип обладает следующими недостатками: при автоматической фиксации инструмента в процессе его установки расфиксация выполняется перемещением соответствующего элемента поворотом или осевым перемещением, а так как фиксирующий механизм постоянно находится в фиксированном положении, его снятие требует применения двух рук оператора, что практически невозможно при работе в скафандре в условиях открытого космоса или под водой. При приложении к инструменту силы в направлении снятия возможна его саморасфиксация, так как щарик давит на плоскость, расположенную под углом, и, соответственно, возникает сила, воздействующая на запирающий элемент в направлении, обеспечивающем расфиксацию, при приложении к корпусу или гнезду определенной осевой силы, что ограничивает допустимую силу воздействия на инструмент в этом направлении при его применении, увеличение силы фиксирующей пружины потребует соответствующего увеличения силы воздействия оператора для выполнения фиксации и расфиксации, выполнение в ответном гнезде сферических лунок или кольцевых проточек, геометрически равных шарику, практически невозможно. Вышеперечисленное ухудшает эксплуатационные характеристики инструментов; отсутствие страховочного канатика может привести к потере инструмента и, соответственно, к срыву выполнения задания.

Задачей настоящего изобретения является создание инструмента, обеспечивающего расширение функциональных возможностей за счет обеспечения выполнения всех операций при приложении значительной силы в направлении его снятия оператором в скафандре в условиях открытого космоса или под водой, включая установку, фиксацию, операцию включения, расфиксацию и снятие одной рукой.

Поставленная задача решается тем, что в ключ фиксируемый для выполнения работ в условиях открытого космоса или под водой, содержащий корпус с наконечником, соответствующим ответной части - гнезду, шарики, расположенные в перпендикулярных продольной оси корпуса отверстиях наконечника, первую пружину, размещенную в корпусе и воздействующую на шток, проходящий через осевые отверстия корпуса и наконечника и имеющий две соосные цилиндрические поверхности и соединяющую их конусную поверхность, воздействующие на шарики, имеющие возможность выступать за наружную поверхность наконечника, фиксируя ключ в кольцевой лунке гнезда, причем с противоположной наконечнику стороны шток соединен с оптимизированными под перчатку скафандра оператора вилкой и рукоятью, в отличие от известного, в него введен цилиндрический ригель с эксцентриковой проточкой, имеющей плоскую поверхность, перпендикулярную его продольной оси, и имеющий также продольный паз, шток имеет радиальное отверстие, в корпусе выполнено отверстие, при этом цилиндрический ригель проходит через радиальное отверстие штока и отверстие, выполненное в корпусе, внутри корпуса размещена снабженная регулировочным винтом воздействующая на цилиндрический ригель вторая пружина и установлен штифт, проходящий через продольный паз цилиндрического ригеля, шток имеет плоскую поверхность, перпендикулярную оси его радиального отверстия, при этом цилиндрический ригель имеет возможность под воздействием сжатой второй пружины совмещаться своей упомянутой плоской поверхностью с вышеуказанной плоской поверхностью штока.

Технический результат заключается в том, что по сравнению с известными на сегодняшний день устройствами вновь созданная конструкция обеспечивает работоспособность в условиях открытого космоса, причем фиксация инструмента происходит автоматически при его установке, обеспечивается приложение значительной силы в направлении снятия, для включения в кинематические цепи узлов механизмов высокой точности, чувствительных к воздействию нагрузок и взаимных перемещений, возникающих при транспортировке и доставке узлов, к месту выполнения работ, и поэтому отключенных, а расфиксация не требует применения оператором двух рук, при этом полностью исключена возможность саморасфиксации.

Улучшение эксплуатационных характеристик предлагаемой конструкции достигается тем, что созданная конструкция обеспечивает работоспособность в условиях открытого космоса, причем все операции, для которых он предназначен, и, в частности, приложение значительной силы в направлении его снятия оператором в скафандре в условиях открытого космоса или под водой, включая установку, фиксацию, расфиксацию и снятие, выполняются одной рукой. Вилка и рукоять ключа оптимизированы под перчатку скафандра. Ключ снабжен страховочным канатиком, исключающим его потерю и как следствие срыв выполнения задания.

Суть изобретения поясняется чертежами:
фиг. 1 показывает ключ фиксируемый в продольном сечении в исходном положении;
фиг.2 показывает ответное гнездо в продольном сечении;
фиг. 3 показывает эксцентриковую проточку ригеля в радиальном отверстии штока в исходном положении ключа;
фиг.4 показывает наконечник в увеличенном масштабе в исходном положении;
фиг. 5 показывает ключ фиксируемый в продольном сечении в фиксированном положении в гнезде положении;
фиг. 6 показывает эксцентриковую проточку ригеля в радиальном отверстии штока в фиксированном положении ключа;
фиг.7 показывает наконечник в увеличенном масштабе в фиксированном положении;
фиг.8 показывает общий вид инструмента.

Инструмент включает корпус 1 с размещенной в нем первой пружиной 2, снабженный наконечником 3, с перпендикулярными продольной оси корпуса и перекрещивающимися с ней отверстиями 4 и расположенными в них шариками 5, имеющим также перпендикулярную его продольной оси плоскость 6, шток 7, проходящий через осевое отверстие корпуса 1 и наконечника 3, имеющий две соосные цилиндрические поверхности 8 и 9 и соединяющую их конусную поверхность 10 (соответственно диаметр цилиндрической поверхности 9 больше диаметра поверхности 8), размещенные в зоне шариков 5, а также радиальное отверстие 11 и плоскую поверхность 12, перпендикулярную оси отверстия 11, причем с противоположной стороны шток 7 соединен с вилкой 13, которая замкнута рукоятью 14, размеры которых оптимизированной под перчатку скафандра; цилиндрический ригель 15 с эксцентриковой проточкой 16, образующей плоскую поверхность 17, перпендикулярную его продольной оси, и имеющий также продольный паз 18, ригель 15 проходит через радиальное отверстие 11 штока 7 и отверстие 19 в корпусе 1, внутри которого размещена снабженная регулировочным винтом 20 вторая пружина 21 и установлен штифт 22, проходящий через продольный паз 18 ригеля 15 и узел крепления канатика, состоящий из заглушки 23, штифта 24 страховочного канатика 25, имеющего кольцо 26. Наконечник 3 соответствует гнезду 27, имеющему лунку 28, например, кольцевой V-образной формы (как наиболее технологичной) и торцевую поверхность 29. При этом цилиндрический ригель 15 имеет возможность под воздействием сжатой второй пружины 21 совмещаться своей упомянутой плоской поверхностью 17 с вышеуказанной плоской поверхностью 12 штока 7.

Работает ключ фиксируемый следующим образом.

Кольцо 26 страховочного канатика 25 закрепляется к скафандру оператора. В исходном положении, соответствующем готовности к установке ключа в гнездо 27, расположение цилиндрической поверхности 8 штока 7 обеспечивает шарикам 5 возможность перемещения в отверстиях 4 наконечника 3 для исключения их выступания за наружную поверхность наконечника, а потере шариков 5 препятствует завальцовка кромок отверстий 4 со стороны внешней поверхности наконечника, при этом в радиальном отверстии 11 штока 7 находится эксцентриковая проточка 16 ригеля 15, совмещение цилиндрических поверхностей отверстия 11 и эксцентриковой проточки 16 обеспечивает первая пружина 2, при этом плоская поверхность 12 штока 7, перпендикулярная продольной оси отверстия 11, и плоская поверхность 17 ригеля 15 совмещены воздействием сжатой второй пружины 21. После установки наконечника 3 корпуса 1 в гнездо 27 до контакта плоскостей 6 и 29 соответственно оператор перемещает рукоять 14 в направлении наконечника 3, при этом происходит перемещение вилки 13 и соединенного с ней штока 7 относительно корпуса 1, его конусная поверхность 10 перемещает шарики 5, обеспечивая их выступание за наружную поверхность наконечника 3 в зоне кольцевой V-образной лунки 28 гнезда 27. Перемещение штока 7 производится до обеспечения гарантированного контакта шариков 5 с цилиндрической поверхностью 9 штока 7. Одновременно происходит сжатие первой пружины 2 и перемещение штока 7 относительно ригеля 15. При прекращении контакта плоской поверхности 12 штока 7 и плоской поверхности 17 ригеля 15 и совмещении оси отверстия 11 штока 7 с осью отверстия 19 корпуса 1 под действием второй пружины 21 ригель 15 перемещается в отверстии 11 штока 7, эксцентриковая проточка 16 ригеля 15 выходит из зоны отверстия 11 штока 7, исключая возможность его перемещения относительно корпуса 1 и соответственно шариков 5 в отверстиях 4 наконечника 3, а т. к. поверхность 9 штока 7 выполнена цилиндрической, то исключена составляющая силы, направленная вдоль оси штока, в результате действия которой могла произойти расфиксация. Штифт 22, проходящий через продольный паз 18 ригеля 15, обеспечивает его ориентацию относительно корпуса 1 и ограничивает перемещение под воздействием второй пружины 21 при срабатывании механизма. В результате выступающие поверхности шариков 5 располагаются в кольцевой V-образной лунке 28 гнезда 27, фиксируя в нем инструмент. Освобождение инструмента производится перемещением оператором ригеля 15 в направлении стрелки, изображенной на нем, при совмещении эксцентриковой проточки 16 ригеля 15 с отверстием 11 штока 7 под действием первой пружины 2 шток 7 перемещается относительно корпуса 1, его цилиндрическая поверхность 8 располагается в зоне шариков 5, обеспечивая им свободное перемещение в отверстиях 4 наконечника 3, т.е. выход наконечника 3 из гнезда 27, плоская поверхность 17 ригеля 15 и плоская поверхность 12 штока 7 совмещаются, соответственно при перемещении ригеля 15 происходит сжатие второй пружины 21. После снятия инструмента за рукоять 14 ключ фиксируемый находится в исходном состоянии и готов к повторному применению.

Изобретение относится к инструментам для выполнения работ в особых условиях. Ключ фиксируемый для выполнения работ в условиях открытого космоса или под водой содержит корпус с наконечником, соответствующим ответной части - гнезду, шарики, расположенные в перпендикулярных продольной оси корпуса отверстиях наконечника, первую пружину, размещенную в корпусе и воздействующую на шток, проходящий через осевые отверстия корпуса и наконечника и имеющий две соосные цилиндрические поверхности и соединяющую их конусную поверхность, воздействующие на шарики. Шарики имеют возможность выступать за наружную поверхность наконечника, фиксируя ключ в кольцевой лунке гнезда. С противоположной наконечнику стороны шток соединен с оптимизированными под перчатку скафандра оператора вилкой и рукоятью. В ключ введен цилиндрический ригель с эксцентриковой проточкой, имеющей плоскую поверхность, перпендикулярную его продольной оси, и имеющий также продольный паз. Шток имеет радиальное отверстие, в корпусе также выполнено отверстие. Цилиндрический ригель проходит через радиальное отверстие штока и отверстие, выполненное в корпусе. Внутри корпуса размещена снабженная регулировочным винтом, воздействующая на цилиндрический ригель вторая пружина и установлен штифт, проходящий через продольный паз цилиндрического ригеля. Шток имеет плоскую поверхность, перпендикулярную оси его радиального отверстия. Цилиндрический ригель имеет возможность под воздействием сжатой второй пружины совмещаться своей упомянутой плоской поверхностью с вышеуказанной плоской поверхностью штока. В результате создан инструмент, обеспечивающий расширение функциональных возможностей, включая установку, фиксацию, операцию включения, расфиксацию и снятие, причем указанные операции можно выполнять одной рукой. 8 ил.

Ключ фиксируемый для выполнения работ в условиях открытого космоса или под водой, содержащий корпус с наконечником, соответствующим ответной части - гнезду, шарики, расположенные в перпендикулярных продольной оси корпуса отверстиях наконечника, первую пружину, размещенную в корпусе и воздействующую на шток, проходящий через осевые отверстия корпуса и наконечника и имеющий две соосные цилиндрические поверхности и соединяющую их конусную поверхность, воздействующие на шарики, имеющие возможность выступать за наружную поверхность наконечника, фиксируя ключ в кольцевой лунке гнезда, причем с противоположной наконечнику стороны шток соединен с оптимизированными под перчатку скафандра оператора вилкой и рукоятью, отличающийся тем, что в него введен цилиндрический ригель с эксцентриковой проточкой, имеющей плоскую поверхность, перпендикулярную его продольной оси, и имеющий также продольный паз, шток имеет радиальное отверстие, в корпусе выполнено отверстие, при этом цилиндрический ригель проходит через радиальное отверстие штока и отверстие, выполненное в корпусе, внутри корпуса размещена снабженная регулировочным винтом, воздействующая на цилиндрический ригель вторая пружина и установлен штифт, проходящий через продольный паз цилиндрического ригеля, шток имеет плоскую поверхность, перпендикулярную оси его радиального отверстия, при этом цилиндрический ригель имеет возможность под воздействием сжатой второй пружины совмещаться своей упомянутой плоской поверхностью с вышеуказанной плоской поверхностью штока.