ЭЛЕМЕНТ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ПАРЫ ШАРНИРА Советский патент 1973 года по МПК F16C11/00 B23P19/00 H01F7/20 

Изобретение относится к технологической оснастке общего машиностроения, приборостроения и электронной промышленности.

Известно применение катушки электромагнита с сердечником в различных устройствах. Сердечник под действием электромагнитного поля может иметь не более двух степеней свободы.

Применение катушки электромагнита без сердечника в качестве элемента кинематической пары шарнира позволяет мгновенно осуш ествлять связь элементов пары или уничтожать ее простым включением или отключением катушки от источника напряжения.

Число же элементов, на которые накладываются связи при помощи катушки, практически зависит только от того, какое количество элементов может разместиться в зоне действия катушки.

На фиг. 1 показаны кинематические пары, состоящие из катушки и стержня; на фиг. 2 - кинематическая пара, состоящая из катушки и двух стержней; на фиг. 3 - кинематическая пара, состоящая из катушки и большого количества стержней.

Кинематическая пара (см. фиг. 1) состоит из закрепленной катушки 1, кожуха катушки с поверхностями Л и и ферромагнитного стержня 2. Такая кинематическая пара обладает, как минимум, пятью степенями свободы.

Стержень, удерживаемый катушкой, без потери связей (силовых) может совершать следующие движения (под действием каких-либо внешних сил). Во-первых, конец стержня, удерживаемый катушкой, может совершать движение по всей поверхности Б кожуха катушки. При этом стержень может совершать движения, оставаясь параллельным самому себе. Это дает две степени свободы.

Во-вторых, когда конец стержня, удерживаемый катушкой, неподвижен, то стержень в определенных пределах может совершать любые вращательные движения. Это дает еще три степени свободы. Наконец шестая степень

свободы может возникнуть, если допускается отрыв конца стержня, удерживаемого катушкой от поверхности Б и удаление его на некоторое расстояние, например, при отключении питания катушки.

Кинематическая пара, изображенная на фиг. 2, состоит из закрепленного стержня 2 и подвижной катушки / с поверхностя.ми Л и 5 кожуха. Катушка может совершать в определенных пределах любые вращательные движения, а также поступательные движения относительно стержня без потери силовых связей с концом ферромагнитного стержня 2.

На фиг. 3 изображена кинематическая пара, состоящая из закрепленной катушки и двух

ферромагнитных стержней 2 и 3.

Каждый из стержней обладает столькими же степенями свободы, как и стержень 2 на фиг. 1. Каждый из них может подвергаться соответствующим перемещениям независимо друг от друга, т. е. обладает пятью степенями свободы. При выключении катушки эти связи мгновенно исчезают.

На фиг. 4 изображена кинематическая пара, которая состоит из закрепленного стержия 2, катушки /, и стержней 3-9.

Когда катушка / находится под током, она притягивается к стержню 2, а стержни 3-9 в свою очередь притягиваются к катушке. При этом катушка может совершать любые движения относительно стержня 2 (указанные в описании фиг. 2 ), а стержни могут совершать любые движения относительно катушки /, указанные в описании фиг. 1.

К атушка без ферромагнитного сердечника является более универсальным элементом кинематической пары, так как ири работе катушки с сердечником, например, с магнитотвердыми-стержнями в последних сохраияется остаточная намагниченность и связь между катушкой и сердечником исчезает не полностью после отключения катушки от источника напряжения.

При центрировании конца стержня относительно катушки внутренний диаметр катушки необходимо выполнять меньшим, например не превышающим наибольший из размеров сечения стержня. Толщина кожуха катушки при этом должна быть относительно малой. Толщину кожуха катушки с поверхностями А или Б при этом следует выбрать так, что конец

стержня находится в зоне наибольшей величины составляющей градиента поля, направленной параллельно плоскости катушки.

Внешний диаметр катушки следует выбирать из необходимой величины зоны взаимодействия, которая для плоской (тонкой) катушки пропорциональна внешнему радиусу катушки. .

Величина «зоны взаимодействия зависит от величины тока, протекающего по катушке,

однако увеличение тока связано с быстрым ростом температуры катушки. Из практических соображений «зоной взаимодействия можно считать сферу, в которой катушка является кругом большого диаменра.

Поверхности Л и 5 кожуха катушек могут иметь различную форму.

Предмет изобрете«ия

Применение катушки электромагнита в качестве элемента кинематической пары шарнира с мгновенно возникающими и мгновенно исчезающими немеханическими связями катушкой и другими (по крайней мере одним) составными элементами шарнира, в частности, для производства сборочных или монтажных работ.

.;

..X

/

Фи2 1

CJ „..

fu2. 2

Ри.г.З

Ч

t ТУll(J

4s

fuz. 4