Чертежный станок Советский патент 1990 года по МПК A47B27/06 

Изобретение относится к оргтехнике, в частности к чертежным станкам и другим средствам механизации труда конструкторов и чертежников.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик за счет повышения жесткости и долговечности, повышение удобства в пользовании и расширение эксплуатационных возможностей.

На фиг.1 представлен чертежный станок, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.З - схема двуплечего шарнирного рычага, механизм фиксации поворотного основания и схема педального привода фиксатора вертикального перемещения; на фиг.4 - схема размещения фиксаторов положения и компенсаторов веса в звеньях рычага, схема управления фиксацией положения доски, схема размыкания механической связи между валами;на фиг.З коренной шарнир с размещенными в нем фиксатором и компенсатором веса; на фиг.6 - рычаг с шарнирами, механизм фиксации и компенсации веса доски, продольный разрез; на фиг.7-10 - схемы вариантов соединения звеньев рычага; на фиг.11-19 - варианты использования чертежного станка.

Чертежный станок содержит основание 1 со стойкой 2,которая крепится к основанию 1 при помощи фланца 3. К верхнему фланцу 4 стойки 2 крепится поворотное основание 5, на котором при помощи шарнира 6 крепится один из концов ведущего плеча двуплечего шарнирного рычага 7. К другому концу ведущего нижнего плеча 7 при помощи шарнира 8 крепится один

0

5

0

5

0

5

0

5

из концов ведомого верхнего плеча 9, к свободному концу которого при помощи свободного шарнира 10 и закрепленного на нем кронштейна 11 через фланец 12 крепится чертежная доска 13. Поворотное основание 5 установлено на фланце 14 (фнг.З) с возможностью поворота в горизонтальной плоскости относительно этого фланца и стойки 2. фланец 14 поворотного основания 5 крепится на верхнем фланце 4 стойки 2. На фланце 14 поворотного основания крепится накидной фланец 15, в выступ которого упирается гайка 16, установленная на резьбе на поворотном основании 5. На гайке 16 жестко укреплена ручка 17 фиксации поворота чертежной доски 13 в горизонтальной плоскости. В шарнирах 6 и 8 установлены шкивы 18 и 19, наружный диаметр шкива 19 шарнира 8 в два раза меньше наружного диаметра шкива 18 шарнира 6,причем шкив 19 жестко связан с поворотным основанием 5.Шкивы 18 и 19 связаны между собой гибкой механической связью 20, обеспечивающей синхронное вращение шкивов 18 и 19. Возможен вариант размещения механической гибкой связи внутри пустотелого ведущего плеча 7. Одним из вариантов гибкой механической связи является зубчатый ремень. В таком варианте шкивы 18 и 19 также имеют зубья. Возможно применение в качестве гибкой механической связи 20 гибкой перфорированной ленты, в этом случае шкивы 18 и 19 должны иметь выступы, сечение которых совпадает по форме с перфорацией на ленте. Возможно применение в каче5

стве гибкой механической связи 20 гладкой ленты или ремня, связывающих гладкие шкивы 18, 19. В этом случае гладкий ремень или лента должны жестко фиксироваться на шкивах 18, 19 от проскальзывания, например, при помощи сварки (для металлических лент), винтами или другим подобным образом. Возможна синхронизация вращения шкивов 18, 19 шар- нирно закрепленной на шкивах 18, 19 жесткой тягой или двумя тягами. Возможны другие типы механической связи 20. Для обеспечения натяжения механической связи 20, выполненной в виде ремня или ленты, на стенке ведущего плеча 7 установлен механизм натяжения, включающий ролик 21 и прижимное устройство 22 винт-гайка. Вариант конструктивного выполнения шарнира 6 включает в себя основание 5 с закрепленным на нем неподвижным шкивом 23, в котором при помощи втулок 24, 25, проходящих сквозь проушины 26, 27, шарнирно закреплен ведущий рычаг 7, жестко связанный с проушинами 26, 27 и втулками 24, 25. Между шкивом 23 и проушинами 26, 27 на втулках 24, 25 установлены шайбы 28, 29. Внутри вала 23 установлен шкив 18 шарнирна 8, выполняющий функцию синхронизации перемещения плеч 7, 9 двуплечего шарнирного рычага. Шкив 18 охватывает механическая связь 20, в данном варианте представленная в виде зубчатого ремня, проходящего сквозь прорезь в шкиве 23. Внутри втулки 24 и шквива 23 размещен дисковый фрикционный фиксатор положения (возможны другие типы фиксаторов, например эксцентриковые). Фиксатор включает в себя фрикционные диски 29, установленные хвостовиками в пазы втулки 24. Фрикционные диски 29 чередуются с фрикционными дисками 30, установленными в пазах валика 31 распорной втулки 32. Диски 29 и 30 имеют возможность осевого перемещения по внутренним стенкам шкива 23 без проворота вокруг оси, например, на шлицах. В распорную втулку 32 на резьбе установлена гайка 33, вращение которой обеспечивается рычагом 34, проходящим сквозь прорезь в шкиве 23. Диски 29, 30 от выпадания удерживаются гайкой 35, установленной на резьбе во втулке 24. Внутри втулки 25 раз53043f

мещен пружинный компенсатор веса, включающий в себя пружину 36, закрепленную одним концом на шкиве 23, а другим концом в гайке 37, установленной на резьбе во втулке 25. Шарниры 6, 8, 10 имеют унифицированную конструкцию. Отличия обусловлены лишь размещением компенсаторов

Ю веса, фиксаторов положения, привода управления фиксатором и механизма для размыкания механической связи при переводе двуплечего рычага в нерабочее состояние. Привод управления

15 фиксатором вертикального перемещения, который размещен в шарнире 6, включает в себя (фиг.3-5) рычаг 34, ось качания которого совпадает с осью шарнира 6. К рычагу 34 одним

20 концом шарнирно крепится тяга 38. Другой конец тяги 38 шарнирно крепится к короткому плечу 39 рычага педали 40. Основание 41 крепится к нижней части стойки 2. Педаль 40 под-

25 пружинена пружиной 42. Привод управления фиксатора угла наклона доски расположен с тыльной стороны чертежной доски 13 на свободном шарнире 10 и включает в себя ручку 43 управ30 ления фиксацией угла наклона доски, удлинительный вал 44, соединяющий ручку 43 и гайку 45. Гайка 45 установлена на резьбе во втулке 46, проходящей через проушину 47 ведомого плеча 9. Во втулке 46 расположен фиксатор, подобный фиксатору шарнира 6, но, в отличие от него, распорная втулка 48 зафиксирована от осевых перемещений внутри вала 49, связан40 ного с кронштейном 11 и чертежной

доской 13. Механизм размыкания механической связи 20 между шкивами 18 и 19, расположенными в шарнирах 6 и 8, установлен в шарнире 8 и включает

45 в себя управляющую гайку 50, установленную на резьбе во втулке 51. Втулка 51 проходит сквозь проушину 52 ведущего плеча 7 и шарнирно установлена в валу 53, который связан с

5Q ведомым плечом 9. К ганке 50 одним из концов крепится тяга 54, другой конец тяги закреплен на шкиве 19,установленном внутри вала 53 с возможностью осевого перемещения в несдви55 нУт°м положении, зафиксированном от проворота.

Чертежный станок работает следующим образом.

35

Ручкой 17 производится поворот гайки 16 на основании 5, при этом выступ гайки 16 отходит от выступа накидного фланца-15, давая возможность основанию 5 вращаться на фланце 14 в горизонтальной плоскости. Поворотом доски 13 и плеч 7, 9 двуплечего шарнирного рычага вместе с основанием 5 относительно фланца 14 и стойки 2 добиваются удобного положения доски 13 в горизонтальной плоскости. Фиксация в выбранном положении производится поворотом ручки 17 в обратную сторону. Для перемещения доски 13 в вертикальном направлении нажимают педаль 40, которая стяжкой 38 поворачивает рычаг 34. Рычаг 34 поворачивает гайку 33, которая перемещает распорную втулку 32 вдоль шкива 23, снимая прижимное усилие с дисков 30, связанных с валиком 31 распорной втулки 32. Диски 30 отжимаются от дисков 29, связанных с втулкой 24 и через проушину 26 с ведущим рычагом 7, обеспечивая расфиксацию плеч двуплечег шарнирного рычага. Пружина 36, работая на скручивание, воспринимает и компенсирует вес чертежной доски 13 и двуплечего шарнирного рычага и обеспечивает минимальные усилия на перемещение доски 13 как вверх, так и вниз. Строго вертикальное перемещение чертежной доски 13 обеспечивается синхронизацией вращения ведущего плеча 7 вокруг оси шарнира 6 и ведомого плеча 9 вокруг шарнира 8, причем на один градус поворота ведущего плеча 7 относительно поворотного основания 5 ведомое плечо 9 поворачивается относительно ведущего плеча 7 на два градуса. При условии выполнения равенства межцентровых расстояний между осями шарниров 6, 8 и tO обеспечивается строго вертикальное перемещение свободного шарнира 10 с закрепленной на ней чертежной доской 13. Синхронизация вращения плеч 7 и 9 обеспечивается механической связью 20 между шкивами 18 и 19, имеющими заданное (2;1) соотношение диаметров и закрепленными определенным образом.

Гибкая механическая связь обеспечивает фиксацию свободного ведомого (верхнего) звена механизма. Кроме того, она обеспечивает согласованный поворот ведомого звена от,0

5

0

5

0

5

5

носительно ведущего звена на угол, в 2 раза превышающий угол перемещения этого ведущего эвена, и синхронизирует перемещение самих звеньев механизма в строго определенной пропорции. Так как гибкая связь на шарнире 6 при повороте ведущего звена на определенный угол ci с одной стороны шкива сокращается на часть длины окружности вала, допустим, на ffD/ d (где D - диаметр шкива шарнира) , с другой стороны шкива она на столько же удлиняется, то же самое происходит на шкиве в шарнире 8 - смещение этого шкива можно выразить как fld/if (где с/ - угол поворота ведомого звена относительно ведущего, d - диаметр шкива в шарнире 6). Тогда, учитывая, что гибкая связь не проскальзывает и растягивается, получаем d/cf, и учитывая, что D/d 2, получим с/ 2tf, т.е. смещение ведущего звена на 1° вызывает поворот ведомого звена на 2°, что при равенстве длины звеньев обеспечивает строго вертикальное перемещение чертежной доски.

Фиксация чертежной доски 13 от перемещения в вертикальном направлении производится отпусканием педали 40. Пружиной 42, закрепленной на основании 41 и связанной с педалью 40 при помощи тяги 38, и рычагом 34 производится затягивание гайки 33 и фиксация плеч 7 и 9 рычага от проворота. Для регулировки угла наклона чертежной доски 13 исQ пользуется ручка 43. Поворотом ручки 43 при помощи вала 44 производится поворот гайки 45 в резьбе втулки 46 и снимается осевое усилие с фрикционных дисков 29, 30, связывающих

5 ведомое плечо 9 с кронштейном 11с закрепленной на нем чертежной доской 13. После установки требуемого угла наклона чертежной доски 13 поворотом ручки 43 в обратную сторону производится фиксация положения чертежной доски 13. Компенсатор веса, установленный в свободном шарнире 10, служит для компенсации веса доски 13 от поворота вокруг оси свободного шарнира 10 при расфикса- ции фиксатора угла наклона доски 13. Механизм размыкания механической связи 20 работает следующим образом: при вывертывании гайки 50 из втулки

0

9

51 шарнира 8 тягой 54 шкив 19 выводится из зацепления с валом 53, чем обеспечивается независимое перемещение плеч 7 и 9 двуплечего шарнирн го рычага.

На фиг.7 показаны положения осноных элементов чертежного станка при перемещении чертежной доски 13 по линии перемещения Х-Х. Угол наклона чертежной доски 13 относительно плокости основания 5 изменяется от положения к положению. Вариант станка оснащен весовым компенсатором веса 55.

На фиг.8 показаны возможности варианта чертежного станка, обеспечивающего сохранение заданного угла наклона чертежной доски 13 при ее вертикальном перемещении, что является основным преимуществом данного варианта. Станок оснащен пружинным компенсатором веса 56 и дополнительной гибкой механической связью 57.

На фиг.9 показаны основные элементы варианта чертежного станка, обеспечивающего изменение угла наклона линии перемещения Х-Х. Шкив шарнира 6 установлен на поворотном основании 5 шарнирно, что позволяет изменять угол наклона линии перемещения Х-Х, переводя его в новые положения Х -Х иХ -X. Кроме пружинного компенсатора 56 веса доски вариант станка оснащен дополнительным компенсатором наклона станка относительно основания в виде, например, груза 58, закрепленного при помощи стойки 59 на валу шкива шарнира 6.

На фиг.10 приведены положения чертежного станка по сохранению заданного угла наклона чертежной доски 13 не только при перемещении ее вдоль линии перемещения Х-Х, но и при изменении угла наклона этой линии X - X , что является преимуществом, обеспечивающим большее удобство пользования этим вариантом станка. В отличие от других вариантов, в шарнирах 6, 8 и 10 установлены дополнительные шкивы 60, 61 и 62 соответственно, связанные попарно дополнительными гибкими механическими связями 63 и 64, причем дополнительный шкив 60 шарнира 6 жестко связан с поворотным основанием 5 даже

10

0

при изменении положения основного шкива шарнира 6.

Приводятся возможности использования чертежного станка с целью более полного обеспечения удобства в эксплуатации ,

На фиг.13 приведен вариант станка со стойкой 2 и креплением доски 13 за одну из сторон обратной плоскости чертежной доски 13. Такое крепление обеспечит повышенную жесткость двуплечего шарнирного рычага за счет выборки зазоров в шарнирах 5 под действием веса консольной части чертежной доски 13, освободит пространство за центром обратной плоскости чертежной доски 13, обеспечит свободный доступ к двуплечему шар- 0 нирному рычагу и исключит удлинительный вал 44 ручки 43 фиксатора угла наклона доски 13, что повысит удобство пользования чертежным стан - ком. Возможно крепление стойки 2 к 5 полу фланцем 3 на шпильках или болтах, что позволит снять основание 1 и создать дополнительные удоСства пользования станком за счет освобождения поверхности пола под станком 0 от опор основания 1.

На фиг.14 показан вариант чертежного станка с креплением к стене. Станок в этом варианте используется без пустотелой стойки 2. Педальный g привод 40 заменяется на управляющую ручку 65. Для этого варианта понадобится поворот шкивов 18 и 23 относительно основания 5 на удобный для пользования угол подъема доски. 0 На фиг.15 показан вариант чертежного станка с креплением на потолке. Крепление осуществляется фланцем 3 при помощи болтов или шпилек..Рас- тормаживание фиксаторов вертикаль- 5 ного перемещения и поворота в горизонтальной плоскости можно осуществлять дистанционно с подвесного пульта 66 пневмо- или электромеха- ниэма 67, 68 управления фиксатора- ми. Компенсаторы веса должны быть настроены на работу в обратном направлении.

На фиг.16 приведен вариант чертежного станка с креплением на сто- 5 ле 69, в котором чертежная доска 13 выполнена на прозрачном материале, а на поверхности стола 69 может быть установлен диапроектор 70. Вариант предназначен для копировки

чертежей с микрофишей. При использовании диапроектора 70 в качестве фонаря подсветки станок может быть использован и в качестве копироваль - ной установки.

На фиг.17 представлен настольный вариант чертежного станка, который может быть использован и в качестве графопостроителя. В этом варианте возможна либо установка графопостроителя на станок, либо использование чертежного прибора, оснащенного механизмами перемещения, датчиками обратной связи и пишущими головками. Обеспечив отключение привода и унифицировав место крепления под установку либо чертежной головки, либо пишущей головки, можно создать удобное рабочее место инженера- конструктора, где однообразная работа по вычерчиванию типовых элементов и копированию готовых чертежей должна выполняться графопостроителем, управляемым ЭВМ, а компоновка и разработка новых элементов - при помощи чертежного прибора.

Преимущество чертежного стола заключается в использовании в качестве подъемного механизма двуплечего шарнирного рычага с механизмом синхронизации перемещения плеч, что обеспечивает повышение удобства ис- пользования за счет более плавного хода во время перемещения, что обусловлено меньшими зазорами в шарнирах и сосредоточением всех узлов механизма в одном компактном узле (двуплечем шарнирном рычаге) с достаточно свободным доступом ко всем его деталям; увеличение жесткости путем использования более жестких шарнирных связей; увеличение долговечности, обусловленной меньшим и более равномерным износом шарниров; повышение универсальности применения, обусловленной сосредоточением практически всех узлов и деталей станка в одном компактном механизме; вариант чертежного станка с дополнительным валом в свободном шарнире 10 обеспечивает плоскопараллельное перемещение чертежной доски; вариант чертежного станка с дополнительным кимпен- сатором веса позволяет снизить нагрузку на компенсатор веса в шарнире 6 и на механическую связь между шкивами.

304312

Кроме приведенных вариантов применения, кинематическая схема может быть использована в кинофототехни5 ке для установки кинофотоаппаратуры, в быту и на производстве для регулируемых стоек столов, стульев, кресел, различных бытовых и технических приборов и устройств, например те0 левизоров, печатающих машинок, пультов управления и т.п., в измерительной технике в качестве координатного устройства для перемещения микрофонов, датчиков, теодолитов, те5 лескопов и т.д.

Формула изобретения

1. Чертежный станок, содержащий

0 связанное с основанием средство перемещения чертежной доски, включающее двухзвенный механизм, ведущее и ведомое звенья которого шарнирно связаны между собой, с чертежной дос25 кой и с возможностью поворота относительно основания, и взаимодействующую со звеньями гибкую связь, охватывающую шарнир для соединения звеньев и шарнир для соединения зве30 на с основанием, средства фиксации чертежной доски и компенсаторы ее массы, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик за счет повыше35 ния жесткости и долговечности, повышения удобства в пользовании и расширения эксплуатационных возможностей, двухзвенный механизм средства перемещения чертежной доски снабжен шки40 вами, установленными в узле для соединения звеньев между собой и в узле для соединения ведущего звена с основанием и охваченными гибкой связью, при этом диаметр шкива узла для со45 единения ведущего звена с основанием в два раза больше диаметра шкива узла для соединения звеньев между собой, причем последний жестко связан с ведомым звеном.

50 2. Станок по п.1, отличающий с я тем, что шкив узла для соединения ведущего звена с основанием жестко связан с последним,при этом основание выполнено поворотным.

55 3. Станок поп.1, отличающийся тем, что основание выполнено неподвижным, а шкив узла для соединения ведущего звена с основанием шарнирно связан с последним,

при этом станок имеет дополнительные фиксатор положения чертежной доски и компенсатор наклона ее относительно основания.

4. Станок по пп.1-3, отличающийся тем, что он снабжен шкивом, установленным в узле для соединения ведомого звена с чертежной доской, диаметр которого равен двум диаметрам шкива узла для соединения звеньев между собой, при этом чертежная доска установлена на шкиве, а последний связан со шкивом узла для соединения звеньев дополнительной гибкой связью.

5. Станок по пп.1-4, отличающийся тем, что каждый из узлов соединения звеньев между собой, с чертежной доской и с основанием снабжен дополнительным шкивом, все шкивы выполнены с одинаковым диаметром, при этом дополнительный шкив узла соединения ведущего звена с основанием жестко связан с последним, дополнительный шкив узла для соединения звеньев между собой установлен шарнирно, а дополнительный шкив для соединения ведомого звена с чертежной доской жестко связан с последней, причем оба шкива каждого эвена соединены между собой гибкой связью.

Изобретение относится к оргтехнике и позволяет повысить удобство в пользовании, увеличить жесткость, долговечность и универсальность применения чертежного станка. Строго вертикальное перемещение чертежной доски 13 обеспечивается синхронизацией вращения ведущего звена 7 шарнирного рычага вокруг оси шарнира 6 и ведомого звена 9 вокруг шарнира 8. При этом расстояние между осями шарниров 6 и 8 и осями шарниров 8 и 10 должно быть равным. Синхронизация вращения звеньев 7 и 9 обеспечивается механической гибкой связью между шкивами 18 и 19, имеющими соотношение диаметров два к одному. Шкив 18 жестко связан с поворотным основанием 5, а шкив 19 жестко связан с ведущим звеном 9. Поворот чертежной доски 13 и двуплечего шарнирного рычага в горизонтальной плоскости фиксируется ручкой. В шарнирах 6 и 8 расположены фиксаторы положения и компенсаторы веса чертежной доски. Для повышения удобства пользования возможно размещение в шарнире 10 шкива, диаметр которого равен двум диаметрам шкива шарнира 8. Эти шкивы связаны механической гибкой связью. Шкив шарнира 10 связан с кронштейном 11 крепления чертежной доской 13. Возможно размещение дополнительного компенсатора веса в шарнире 8, использование дополнительных шкивов, связанных с основными шкивами дополнительной гибкой связью. 4 з.п. ф-лы, 18 ил.

W П 11 ю

/5

Фи.1

f о- о т

1Г|

ш

fi

ЧГ

о

го in ш

lЈ

2s к а %

10

(Риг. 6

Фиг. 1

fS

ю

f3

w

Фиг.Ю

// гпф

Г

I M

e 70C55i

St Э/7ф

Ј1

hi 8/7ф

SB Ј

c oessi

excess

Составитель С.Бражник Редактор М.Циткина Техред М.Дидык Корректор Н.Король

Заказ 411

Тираж 428

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

ft

6

Фиг. 19

Подписное