Направляющий механизм Советский патент 1984 года по МПК F16H19/02 

10 20

91 1 Изобретение относится к устройствам для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и может быть использовано в различных областях машиностроения, в частности в атомном машиностроении и котлостроении, например, для перемещения контрольного устройства для контроля качества сварных швов большой протяженности и различной конфигурахлии (длиной или диаметром до 8 м Известен направляющий механизм, содержащий стойку, шарнирно связанные между собой кривошип и шатун оди наковой длины, кинематически связанный с шатуном с передаточным числом, равным двум, привод вращения кривошипа и исполнительное звено, шарнир но связанное с шатуном и кинематичес ки-- с кривошипом с передаточным чис лом, равным 1/2. В известном механизме кинематичес кие связи шатуна с его приводом и кривоишпа с исполнительным звеном вы полнены в виде последовательно соединенных планетарных механизмов, воДИ.ПО первого из которых является кри . вошипом, а водило второго - шатуном, при этом каждый из планетарных механизмов име;ет солнечное колесо, сател лит и паразитное колесо, расположенное между последними на оси водила. Водило второго планетарного механизма жестко, соединено с сателлитом пер вого, а солнечное колесо первого планетарного механизма заторможено. При вращении водила первого планетар ного механизма сателлит второго, на котором закреплен исполнительный орган, совершает прямолинейное перемещение по диаметральной линии, проходящей через ось водила первого планетарного механизма, а наибольшая длина этого перемещения равна четырем длинам водила Lll. Недостатками известного механизма являются Перемещение исполнительного органа только прямолинейно и в одной плоскости, а также большие габариты и вес при больших значениях перемещения, так как увеличение длины водил влечет за собой увеличение диаметров солнечного колеса первого и сателлита второго планетарных механизмов. Цель изобретения - pacшиpe шe кинематических возможностей механизма la счет обеспечения перемещения исполнительного звена не только прямо62линейно, но и по окружностям разных диаметров и в разных плоскостях. Указанная цель достигается тем, что направляющий механизм, содержащий стойку, шарнирно связанные между собой кривошип и шатун одинаковой длины, кинематически связанный с шатуном привод вращения с передаточным числом, равным двум, привод вращения кривошипа и исполнительное звено, шарнирно связанное с шатуном и кинематически - с кривошипом с передаточным числом, равным 1/2, снабжен корпусом, на котором с возможностью вращения установлен кривошип, приводы размещены внутри корпуса и снабжены раздельными тормозами, корпус связан со стойкой шарниром и имеет возможность вращения во-круг него в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения кривоишпа и шатуна, а кинематические связи шатуна с его приводом и кривошипа с исполнительным звеном выполнены в виде цепных передач. На фиг. 1 изображена кинематическая схема предлагаемого механизма; на фиг. 2 - схема работы механизма, при которой исполнительный орган совершает возвратно-поступательное движение в любом направлении; на фиг.З схема работы механизма, которая применяе ся для изменения направления Возвратно-поступательного перемещения исполнительного органа на заданный угол. Направляющий механизм состоит из корпуса 1, внутри которого размещены привод 2 кривошипа 3 и привод 4 шатуна 5. Привод 2 снабжен тормозом 6 и связан с редуктором 7, на выходной оси 8 которого закреплен кривошип 3. Привод 4 снабжен тормозом 9 и связан с редуктором 10, на полой выходной оси 11 которого жестко закреплена звездочка 12. Ось 8 с кривошипом 3 концентрично установлена в полой оси 11. Звездочка 12 кинематически связана посредством цепи 13 со звездочкой 14, жестко закрепленной на конце шатуна 5, который шарнирно связан с кривошипом 3, а на другом конце шатуна шарнирно установлена подвеска 15, жестко связанная с исполнительным звеном 16 и звездочкой 17. Звездочка 17-кинематически связана посредством цепи 18 со звездочкой 19, жестко установленной на кривошипе 3. Корпус 1 размещен на плоском шарнире 20, закрепленном на стойке 21, и имеет возможность вращения в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения кривошипа 3 и шатуна 5, Работа направляющего механизма осуществляется по нескольким схемам следующим образом. Схема 1 (фиг. 2 ). Привод 4 шатуна 5 заторможен тормозом 9, привод ,2 кривошипа 3 вращает кривошип по ча совой стрелке. Одновременно кривошип перемещается по определенной траектории, в результате чего цепь 13, облегая неподвижную звездочку 12, вращает звездочку 14, а вместе с ней и шатун 5. Причем шатун 5 вращается в противоположном направлении с удво енной угловой скоростью относительно кривоишпа 3 (так как 2-,i, ). Из этого следует, что при равных длинах кривошипа 3 и шатуна 5 траектория подвески 15 - прямая линия. При полном обороте кривошипа 3 рабочий ход подвески 15 равен четырем длинам кривошипа 3. При этом шатун 5, вращаясь против часовой стрелки, обкатывает цепь 18 вокруг звездочки 19 и тем самым вращает подвеску 15 исполнительного звена 16 по часовой стрелке с угловой скоростью, в два раза менылей скорости шатуна 5 (так как 2,5 2,г), т.е. в ту же сторону что и кривошип 3, и с угловой скоростью, равной угловой скорости кривошипа. Из этого следует, что исполнительное звено 16 совершает плос копараллельное перемещение с рабочим ходом, равным четырем дойнам кривошипа Схема 2 (фиг. 3). Привод 2 кривошипа 3 заторможен тормозом 6, и кри вошип 3 неподвижен. Привод 4 щатуна 5 вращает звездочку 12 против часовой стрелки, через цепь 13 вращение передается звездочке 14, что вызыва ет вращение шатуна 5 также против ча совой стрелки. При повороте шатуна 5

на угол 2о. относительно кривошипа 3 весь механизм выходит на новое направление Х с заданным углом oi относительно предыдущего направления X также против часовой стрелки. При этом исполнительное звено 16 разворачивается на угол Qi- относительно шатуна 5,но по часовой стрелке, занимая положение в направлении ОХ.

Далее работа механизма осуществля-55 ется по схеме 1.

Работая по обоим схемам, получаем все возможные направления возвратно.

тет - длине кривошипа 3.

Работа направляющего механизма может осуществляться и от одного привода с применением раздаточной коробкн, но при этом кинематическая схема привода несколько усложняется.

Изобретение позволило получить простую технологичную многоцелевую конструкцию направляющего механизма для работы по трем координатам; обладающую при большом радиусе дейст.ВИЯ сравнительно мальм весом. 464 поступательного перемещения исполнительного звена 16 в плоскости ХОУ. Используя поворот всего механизма относительно оси шарнира 20, получаем возможность работы направляющего механизма по трем координатным направлениям. При необходимости вращательного движения приводы 2 и 4 включают одновременно. Ось 8 и полая ось 11 вращаются посредством редукторов в одном направлении и с одинаковой угловой скоростью. При этом относительное расположе(ше кривошипа 3 и шатуна 5 не изменяется, так как согласно работе по схеме 1 при повороте кривошипа 3 по часовой стрелке на угол oi, шатун 5 должен повернуться относительно кривошипа 3 на угол 2 di против часовой стрелки, но в это же время от привода 4 посредством редуктора 10, звездочек 12, 14 и цепи 13 он проворачивается на угол 2Ыпо часовой стрелке, компенсируя предьщущее движение. Таким образом, исполнительное звено 16 совершает вращательное движение вокруг оси, совпадающей с концентричными осями 8 и 11. Изменение радиуса вращения исполнительного органа осуществляется при работе по схемам 1 и 2. При необходимости эксцентричного вращения исполнительного органа (например, при контроле сваренных в корпусе патрубков) кинематическая связь между звездочками 17 и 19 устраняется, а подвеска 15 фиксируется относительно своей оси под любым углом. Работа идет по схеме 2. Вращение исполнительного звена 16 происходит вокруг оси шарнирного соединения шатуна 5 с кривошипом 3 эксцентрично относительно центра приводов, причем кривощип 3 неподвижен, радиус вращения исполнительного звена 16 равен длине шатуна 5, а эксцентриси15

НАПРАВЛЯЮЩИЙ МЕХАНИЗМ, содержащий стойку, шарнирйо связанные между собой кривошип и шатун одинаковой длины, кинематически связанный с шатуном привод вращения с передаточным числом, равным двум, привод вращения кривошипа и исполнительное звено, шарнирно связанное с шатуном и кинематически - с кривошипом с передаточным числом, равным 1/2, о т л ичающийся тем, что, с целью расширения кинематических возможностей, механизм снабжен, корпусом, на котором с возможностью вращения, установлен кривошип, приводы размещены внутри корпуса и снабжены раздельными тормозами, корпус связан со стойкой шарниром и имеет возможность вращения вокруг,него в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения кривошипа и шатуна, а кинематические связи шатуна с его приводом и кривоi шипа с исполнительным звеном выполнены в врще цепных передач. СП