| Реферат |
Изобретение относится к разработке и проектированию автоматизированных складных конструкций. Складная инженерная конструкция с приводной системой включает стойку и платформу. Между стойкой и платформой установлены кинематические цепи. В состав каждой из кинематических цепей входит винт, ползуны, рычаги, малые коромысла, стержни, большие коромысла и шатуны. Все соединения звеньев выполнены в виде вращательных шарниров, за исключением соединений винта и ползунов, выполненных в виде винтовых шарниров, соединений ползунов и стойки, выполненных в виде поступательных шарниров. Винт выполнен с правой и левой резьбой равного шага. Каждая кинематическая цепь снабжена поворотным звеном. С обеих сторон поворотного звена жестко установлены зубчатые конические колеса, входящие в зубчатые зацепления с соответствующими зубчатыми коническими колесами, жестко установленными на винте и на валу привода. Поворотное звено сопряжено со стойкой посредством вращательных шарниров. Достигается обеспечение вертикального смещения платформы с учетом ее параллельности плоскости основания при наличии одноподвижной приводной системы. 1 ил.
Изобретение относится к архитектуре и машиностроению и может быть использовано при разработке и проектировании автоматизированных складных конструкций.
Известен складной контейнер [С.Hoberman. Collapsible containers. US Patent App. 11/483,329, 2007]. Устройство включает в свой состав стойку и платформу, соединенные между собой материалом, который за счет складок обеспечивает сложение контейнера из пространственной конфигурации в плоскую. Недостатком данного устройства является наличие множества складок, изготовление которых требует повышенной точности. Кроме этого, во всех положениях, за исключением полностью раскрытого, внутренний объем контейнера сокращается за счет того, что смещение материала, расположенного между стойкой и платформой, происходит не строго в вертикальном направлении, а также во внутренней части контейнера.
Также известен складной механизм Саррюса [G. Chen, S. Zhang, G. Li. Multistable behaviors of compliant Sarrus mechanisms. Journal of Mechanisms and Robotics, 2013, Vol. 5, 021005-1, Fig. 1]. Механизм включает в свой состав стойку и платформу, между которыми расположены двухзвенные кинематические цепи, состоящие из рычагов и шатунов. Недостатком данного механизма является относительно небольшая жесткость в вертикальном габарите в связи с тем, что каждая кинематическая цепь включает всего пару звеньев. Кроме этого, кинематические цепи во всех положениях, за исключением крайнего вертикального, располагаются за периметром платформы, что увеличивает габариты механизма в любом положении, кроме полностью раскрытого.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является складная инженерная конструкция [Патент № 2807787. Складная инженерная конструкция / Фомин А.С., Петелин Д.В.; заявитель и патентообладатель Институт машиноведения им. А. А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) - № 2023110411; заявл. 24.04.2023; опубл. 21.11.2023; бюл. № 33 - 8 с; 4 ил.], принимаемая в качестве прототипа. Конструкция включает в свой состав стойку и платформу, между которыми установлены кинематические цепи. Каждая из таких цепей состоит из винта, ползунов, рычагов, малых коромысел, стержней, больших коромысел и шатунов. При этом винт выполнен с правой и левой резьбой равного шага. Все соединения звеньев выполнены в виде вращательных шарниров, за исключением соединений винта и ползунов, выполненных в виде винтовых шарниров, и соединений ползунов и стойки, выполненных в виде поступательных шарниров. При этом геометрические оси винтовых и поступательных шарниров ортогональны осям вращательных шарниров.
Недостатком прототипа является отсутствие приводной системы, обеспечивающей распределение входного движения от единственного привода на все кинематические цепи при реализации вертикального смещения платформы, когда она в любом положении остается параллельной плоскости основания.
Задача, решаемая при использовании предлагаемого технического решения, заключается в обеспечении вертикального смещения платформы с учетом ее параллельности плоскости основания в любом из положений при наличии одноподвижной приводной системы.
Данная задача решается тем, что в предлагаемой складной инженерной конструкции с приводной системой, включающей стойку и платформу, между которыми установлены кинематические цепи, в состав каждой из которых входит винт, ползуны, рычаги, малые коромысла, стержни, большие коромысла и шатуны, при этом все соединения звеньев выполнены в виде вращательных шарниров, за исключением соединений винта и ползунов, выполненных в виде винтовых шарниров, соединений ползунов и стойки, выполненных в виде поступательных шарниров, при этом винт выполнен с правой и левой резьбой равного шага, согласно изобретению, каждая кинематическая цепь снабжена поворотным звеном, с обеих сторон которого жестко установлены зубчатые конические колеса, входящие в зубчатые зацепления с соответствующими зубчатыми коническими колесами, жестко установленными на винте и на валу привода, при этом поворотное звено сопряжено со стойкой посредством вращательных шарниров.
Технический результат, получаемый при использовании предлагаемого изобретения, заключается в обеспечении вертикального смещения платформы с учетом ее параллельности плоскости основания при наличии одноподвижной приводной системы.
На фиг. 1 показана предлагаемая складная инженерная конструкция с приводной системой в сложенной (верхний чертеж) и разложенной (нижний чертеж) конфигурациях. Конструкция включает в свой состав: стойку 1 и платформу 21, между которыми установлены кинематические цепи, сопряженные с приводом 2, на валу которого жестко установлено зубчатое коническое колесо 3. Каждая из таких цепей состоит из поворотного звена 5, с обеих сторон которого жестко установлены зубчатые конические колеса 4 и 6, винта 8, на котором жестко установлено коническое колесо 7, ползунов 9 и 10, рычагов 11 и 12, малых коромысел 13 и 14, стержней 15 и 16, больших коромысел 17 и 18, шатунов 19 и 20. При этом винт 8 выполнен с правой и левой резьбой равного шага.
Звенья 1 и 5; 1 и 8; 1 и 13; 1 и 14; 1 и 17; 1 и 18; 9 и 12; 10 и 11; 12 и 13; 12 и 15; 11 и 14; 14 и 16; 16 и 17; 17 и 20; 15 и 18; 15 и 19; 19 и 21; 20 и 21 образуют вращательные шарниры. Звенья 1 и 9; 1 и 10 образуют поступательные шарниры. Звенья 8 и 9; 8 и 10 образуют винтовые шарниры. Звенья 3 и 4; 6 и 7 образуют зубчатые зацепления.
Принцип работы предлагаемой конструкции заключается в следующем. При повороте зубчатого конического колеса 3 вала привода 2 относительно стойки 1 движение передается в каждой кинематической цепи на зубчатое коническое колесо 4, поворотное звено 5 и зубчатое коническое колесо 6. Далее движение передается на зубчатое коническое колесо 7 и винт 8, смещающий ползуны 9 и 10, которые далее приводят в движение рычаги 11 и 12. От них приводятся в движение малые коромысла 13 и 14, а также стержни 15 и 16. Далее в движение приводятся большие коромысла 17 и 18, а также шатуны 19 и 20, которые смещают платформу 21 вертикально вверх или вниз в зависимости от направления вращения зубчатого конического колеса 3. Такая система предполагает одновременное приведение в движение винтов 8 в каждой кинематической цепи. Предлагаемая разработка может быть использована в качестве складного каркаса для автоматизированных конструкций в архитектуре и машиностроении.
Формула изобретения
Складная инженерная конструкция с приводной системой, включающая стойку и платформу, между которыми установлены кинематические цепи, в состав каждой из которых входит винт, ползуны, рычаги, малые коромысла, стержни, большие коромысла и шатуны, при этом все соединения звеньев выполнены в виде вращательных шарниров, за исключением соединений винта и ползунов, выполненных в виде винтовых шарниров, соединений ползунов и стойки, выполненных в виде поступательных шарниров, при этом винт выполнен с правой и левой резьбой равного шага, отличающаяся тем, что каждая кинематическая цепь снабжена поворотным звеном, с обеих сторон которого жестко установлены зубчатые конические колеса, входящие в зубчатые зацепления с соответствующими зубчатыми коническими колесами, жестко установленными на винте и на валу привода, при этом поворотное звено сопряжено со стойкой посредством вращательных шарниров.
|
