Устройство для перемещения подвижных элементов по нелинейной траектории в плоскости

 

Изобретение относится к транспортирующим устройствам. Устройство для перемещения подвижного элемента по нелинейной траектории содержит корпус, образующий по меньшей мере два цилиндрических отделения, расположенных так, что их круговые торцевые поверхности частично перекрываются, причем торцы каждого из отделений выполнены открытыми, поворотные элементы, помещаемые в каждом отделении и выполненные с возможностью вращения вокруг своей центральной оси, причем торцевые поверхности каждого поворотного элемента являются геометрическими фигурами, образованными при исключении перекрывающихся поверхностей соседних цилиндрических отделений из круговых торцевых поверхностей цилиндрических отделений корпуса, а боковые поверхности поворотных элементов приспособлены для подвижного зацепления между собой и с внутренней боковой стенкой корпуса; подвижные элементы, помещаемые между поворотными элементами, причем торцевые поверхности подвижных элементов соответствуют перекрывающимся поверхностям торцевых поверхностей цилиндрических отделений и дополняют торцевые поверхности каждого из примыкающих поворотных элементов до круга, а боковые поверхности подвижных элементов приспособлены для подвижного зацепления с боковыми сторонами корпуса и поворотных элементов. Торцевые поверхности поворотных и подвижных элементов в совокупности образуют верхнюю и нижнюю плоскости. Данное устройство обеспечивает перемещение подвижных элементов практически по всей площади устройства в произвольно заданном направлении. 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Данное изобретение относится к устройству для перемещения подвижных элементов по нелинейной траектории в плоскости, которое в зависимости от варианта его выполнения может иметь различные назначения.

В данной отрасли техники известны различные устройства для перемещения подвижных элементов по линейным или круговым траекториям.

Так, из патента США 3747740A (кл. B 65 G 29/00, 24.07.1973) известно устройство для перемещения подвижного элемента по нелинейной траектории, содержащее корпус, образующий по меньшей мере два полых цилиндрических отделения, расположенных так, что их круговые торцевые поверхности частично перекрываются; поворотные элементы, помещаемые в каждом отделении и выполненные с возможностью вращения вокруг своей центральной оси, причем торцевые поверхности каждого поворотного элемента являются геометрическими фигурами, образованными при исключении перекрывающихся поверхностей соседних цилиндрических отделений из круговых торцевых поверхностей цилиндрических отделений корпуса, а боковые стенки поворотных элементов приспособлены для подвижного зацепления между собой и с внутренней боковой стенкой корпуса, подвижные элементы, помещаемые между поворотными элементами, причем торцевые поверхности подвижных элементов соответствуют перекрывающимся поверхностям торцевых поверхностей цилиндрических отделений и дополняют торцевые поверхности каждого из примыкающих поворотных элементов до круга, а боковые поверхности подвижных элементов приспособлены для подвижного зацепления с боковыми сторонами корпуса и поворотных элементов.

Однако использование известных устройств оказывалось ограниченным в результате того, что в них имело место перемещение подвижных элементов лишь по заранее заданному "маршруту" линейной траектории или круговой постоянной траектории в плоскости и при этом по весьма ограниченному пространству, определяемому заданной траекторией.

Техническая задача настоящего изобретения заключается в создании устройства для такого перемещения подвижных элементов по нелинейной траектории в плоскости, при котором подвижные элементы перемещаются практически по всей площади устройства в произвольно заданном направлении.

Данная техническая задача решается за счет того, что в устройстве для перемещения подвижного элемента по нелинейной траектории, содержащем корпус, образующий по меньшей мере два полых цилиндрических отделения, расположенных так, что их круговые торцевые поверхности частично перекрываются, поворотные элементы, помещаемые в каждом отделении и выполненные с возможностью вращения вокруг своей центральной оси, причем торцевые поверхности каждого поворотного элемента являются геометрическими фигурами, образованными при исключении перекрывающихся поверхностей соседних цилиндрических отделений из круговых торцевых поверхностей цилиндрических отделений корпуса, а боковые стенки поворотных элементов приспособлены для подвижного зацепления между собой и с внутренней боковой стенкой корпуса, подвижные элементы, помещаемые между поворотными элементами, причем торцевые поверхности подвижных элементов соответствуют перекрывающимся поверхностям торцевых поверхностей цилиндрических отделений и дополняют торцевые поверхности каждого из примыкающих поворотных элементов до круга, а боковые поверхности подвижных элементов приспособлены для подвижного зацепления с боковыми сторонами корпуса и поворотных элементов, согласно изобретению, торцы каждого из отделений выполнены открытыми, при этом торцевые поверхности поворотных и подвижных элементов в совокупности образуют верхнюю и нижнюю плоскости.

Предпочтительно для осуществления подвижного крепления между корпусом, поворотными элементами и подвижными элементами на внутренней стенке корпуса выполнен выступ, а на боковых поверхностях поворотных элементов в вершинах геометрических фигур их торцевых поверхностей и на боковых поверхностях подвижных элементов выполнены соответствующие выступу углубления, в то время как на боковых поверхностях поворотных элементов, обращенных к подвижным элементам, выполнены выступы, имеющие форму выступа, выполненного на боковой поверхности корпуса.

Кроме того, предпочтительно для осуществления подвижного крепления между корпусом, поворотными элементами и подвижными элементами на внутренней стенке корпуса выполнено углубление, а на боковых поверхностях поворотных элементов в вершинах геометрических фигур их торцевых поверхностей и на боковых поверхностях подвижных элементов выполнены соответствующие углублению выступы, в то время как на боковых поверхностях поворотных элементов, обращенных к подвижным элементам, выполнены углубления, имеющие форму углубления, выполненного на боковой поверхности корпуса.

Предпочтительно торцевые поверхности поворотных элементов и/или подвижных элементов имеют разноцветные покрытия, образующие заданный рисунок.

Предпочтительно на торцевых поверхностях поворотных элементов и/или подвижных элементов размещены по меньшей мере по одной букве или цифре, которые образуют заданный текст или формулу.

Предпочтительно в устройстве дополнительно имеется устройство фиксации положения поворотного элемента при достижении им положения, в котором подвижный элемент является общим для смежных поворотных элементов.

Также предпочтительно устройство фиксации состоит из выступа на боковой поверхности поворотного элемента и соответствующего выступу углубления на боковой поверхности корпуса.

Кроме того, каждый поворотный элемент дополнительно может быть установлен на валу, вращение которого обеспечивает вращение поворотного элемента вокруг своей оси, при этом валы поворотных элементов могут быть выполнены с возможностью механического приведения или могут дополнительно содержать электродвигатели для приведения валов поворотных элементов.

При этом торцевые поверхности поворотных и подвижных элементов могут образовывать поверхность конвейера, а предметы, предназначенные для транспортирования, размещены на торцевых поверхностях подвижных элементов.

Предпочтительно поверхностью конвейера является поверхность сцены, а предметами, предназначенными для транспортирования, являются элементы сценического реквизита и декораций.

Кроме того, устройство может быть выполнено в виде декоративного панно.

Далее изобретение будет пояснено подробно со ссылкой на прилагаемые фиг. 1-4, на которых: фиг. 1 - вид в плане варианта выполнения устройства согласно изобретению с поворотными элементами, приспособленными для перемещения одного подвижного элемента; фиг. 2 - вид в плане варианта выполнения устройства согласно изобретению с поворотными элементами, приспособленными для перемещения четырех подвижных элементов; фиг. 3 - сечение по линии III-III на фиг. 2; фиг. 4 - схемное изображение замкового устройства на основе заявленного устройства.

На фиг. 1 представлен вариант выполнения устройства для перемещения подвижного элемента 1 в плоскости. Устройство имеет корпус 2, который образует по меньшей мере два, а в представленном на фиг. 1 варианте - восемь цилиндрических отделения, торцы которых открыты. При этом отделения расположены так, что их торцы частично перекрываются. В каждом цилиндрическом отделении установлены поворотные элементы 3, которые могут вращаться внутри отделения корпуса. Боковые стенки поворотных элементов 3 приспособлены для подвижного зацепления между собой и корпусом 2. При этом торцевые поверхности поворотных элементов 3 являются геометрическими фигурами, образованными при исключении из площади кругового торца отделения площади поверхности, перекрывающейся с круговым торцом соседнего отделения. Исключенная же поверхность перекрывающихся торцов поворотных элементов составляет торцевую поверхность подвижного элемента 1, которая дополняет до круга одновременно два торца соседних поворотных элементов. На фиг. 1 представлена сравнительно простая траектория перемещения подвижного элемента, в то время как эта траектория может иметь форму любой сложности.

На фиг. 2 представлен вариант выполнения изобретения, в котором корпус 2 устройства образует 5 цилиндрических отделений, расположенных так, что торец каждого из них перекрывается с торцами одного или двух смежных отделений, а каждый из поворотных элементов 3 приспособлен для перемещения четырех подвижных элементов 1.

Подвижное зацепление между элементами устройства может быть осуществлено посредством любого известного устройства. В качестве примера на фиг. 3 показан вариант выполнения подвижного соединения между элементами устройства, при котором на внутренней цилиндрической поверхности отделений корпуса и на боковых поверхностях поворотных элементов выполнены выступы 4, а на противолежащих им боковых поверхностях подвижных элементов выполнены углубления, по форме соответствующие выступам 4 и обеспечивающие подвижное соединение корпуса 2, подвижных элементов 1 и поворотных элементов 3. Как вариант подвижное соединение элементов устройства может быть осуществлено и посредством выполнения выступа на боковой поверхности подвижного элемента, а углубления - на боковых поверхностях отделений корпуса и поворотных элементов.

Устройство, представленное на фиг. 1, работает следующим образом. При повороте на 180^o вокруг своей оси левого из двух смежных поворотных элементов 3, торцы которых подвижный элемент дополняет до круга и для которых подвижный элемент является общим, подвижный элемент 1, пройдя по краю отделения корпуса вместе с поворотным элементом 3, переместится в положение, в котором он дополняет до круга торцы другой пары поворотных элементов 3, т.е. является общим для другой пары поворотных элементов. При повороте вокруг своей оси левого из двух смежных поворотных элементов 3 новой пары подвижный элемент 1 снова переместится, заняв новое положение между следующей парой смежных поворотных элементов 3. Процесс вращения поворотных элементов может повторяться до тех пор, пока подвижный элемент 1 не окажется в заданном положении. Работа устройства, представленного на фиг. 2, аналогична работе устройства, представленного на фиг. 1, с той лишь разницей, что при показанном на фиг. 2 расположении отсеков подвижный элемент 1 перемещается из положения, в котором он является общим для одной пары смежных поворотных элементов, в положение, в котором он является общим для другой пары поворотных элементов, при повороте поворотного элемента на 90, 180 или 270^o.

Приведенное на фиг. 2 устройство обеспечивает перемещение каждого из подвижных элементов 1 по всей плоскости устройства. Число поворотных элементов 3 может быть сколь угодно большим для образования больших площадей, а каждый поворотный элемент может быть приспособлен для перемещения неограниченного числа подвижных элементов, при этом перемещение каждого из подвижных элементов 1 обеспечивается по всей плоскости в любом направлении и по любой произвольной или заданной траектории.

В зависимости от своего выполнения предложенное устройство для перемещения элементов по нелинейной траектории в плоскости может иметь различные назначения.

Так, предложенное устройство может быть использовано в качестве "интеллектуальной игрушки", предназначенной для развития у пользователя образного мышления, мелкой моторики и логических возможностей понимания основания классификации. В таком варианте выполнения в устройстве, представленном на фиг. 2, торцевые поверхности поворотных элементов 3 и подвижных элементов 1 в совокупности образуют верхнюю и нижнюю плоскость. При этом на торцевые поверхности корпуса 2 подвижных элементов 1 и поворотных элементов 3 нанесены либо покрытие, имеющее различные цвета для ряда элементов устройства, либо цифры и/или буквы, образующие заданный цветной рисунок или текст и/или формулу, причем торцы одного и того же элемента окрашены в разные цвета. Последовательное перемещение подвижных элементов 1 с помощью вращения поворотных элементов 3 позволяет пользователю построить заданный разноцветный рисунок в виде цветной мозаики или подобрать нужную комбинацию букв, слов или цифр. Поскольку торцы подвижных элементов окрашены в разные цвета, то после того как рисунок собран на одной из верхней или нижней плоскости устройства, рисунок на противоположной плоскости оказывается расстроенным, и пользователь может продолжить собирать рисунок на противоположной плоскости устройства. Все элементы такого устройства-"игрушки" могут быть выполнены из любого материала, но предпочтительным материалом является пластмасса.

Достаточно большое число поворотных элементов 3 и подвижных элементов 1 устройства образует верхнюю плоскость, которая может быть использована как декоративное панно. При этом каждый поворотный элемент нижним торцом установлен на валу, при вращении которого осуществляют вращение поворотного элемента, а следовательно, и перемещение подвижных элементов. Приведение поворотных элементов в таком случае может осуществляться от электродвигателей, команда на включение которых поступает с единого управляющего блока. Путем перемещения по заданному алгоритму ряда подвижных элементов с нанесенными на них и на поворотные элементы покрытия различных цветов можно изменять рисунок на таком панно по команде с блока управления. Такие декоративные панно могут быть использованы для оформления помещений, наружной рекламы и рекламных панно.

Одним из вариантов выполнения устройства может быть конвейерное устройство для транспортирования предметов. В таком варианте устройства конвейерная поверхность образована совокупностью торцевых поверхностей поворотных элементов 3 и подвижных элементов 1, а предназначаемые для транспортирования предметы устанавливаются на торцевых поверхностях подвижных элементов 1. Выполнение конвейерного устройства с большим числом поворотных элементов 3 и подвижных элементов 1, размещаемых на больших площадях, позволяет перемещать предметы по всей поверхности конвейера и по любым нелинейным траекториям. Так, при выполнении поверхности театральной сцены в виде поверхности конвейера можно осуществлять перемещение реквизита и декораций, устанавливаемых на подвижных элементах, по всей сцене.

Как вариант предложенное устройство может быть использовано в качестве замкового устройства с существенно увеличенной площадью ригеля - запирающего элемента. Схематично такое простейшее замковое устройство, установленное в положение закрытия, представлено на фиг. 4. Обычно запирающее устройство состоит из корпуса, в котором размещается ригель или запирающий элемент, выполняемый с возможностью его перемещения из положения, в котором он запирает замок, в положение, в котором он отпирает замок. В представленном на фиг. 4 варианте выполнения замкового устройства корпус устройства состоит из двух частей 2a и 2б, одна из которых расположена в двери 4, а другая - соответственно в элементе 5 конструкции, относительно которой осуществляется запирание двери. Части корпуса образуют два цилиндрических отделения, которые при соединении двух частей 2a и 2б корпуса располагаются таким образом, что их торцевые поверхности частично перекрываются, и область перекрытия находится на границе между дверью и элементом, относительно которого дверь запирается. Ригель замкового устройства на фиг. 4 выполнен в виде двух поворотных элементов 3, помещаемых в каждом из двух отделений с возможностью вращения вокруг его центральной оси. При этом торцевая поверхность левого на фиг. 4 поворотного элемента 3 представляет собой круг, из которого исключены поверхность, получаемая при перекрытии торцевых поверхностей двух отделений корпуса. Один подвижный элемент 1, торцевая поверхность которого соответствует исключаемой поверхности, получаемой при перекрытии торцевых поверхностей отделений корпуса, дополняет торцевую поверхность поворотного элемента 3 до круга. Торцевая же поверхность правого поворотного элемента 3 представляет собой круг, из которого исключены две поверхности, получаемые при перекрытии торцевых поверхностей двух отделений корпуса и располагающиеся на любом угловом расстоянии, в частности разнесены на 180^o. Полученное правое пространство правого поворотного элемента остается незаполненным. На фиг. 4 представлено замковое устройство в положении закрытия, когда подвижный элемент находится в крайнем левом положении, а правый поворотный элемент 3 оказывается расположенным и в двери 4 и в элементе 5 конструкции, относительно которой фиксируется дверь. Для приведения замкового устройства в положение открытия левый поворотный элемент 3 следует повернуть вокруг его центральной оси до положения, когда подвижный элемент 1 будет общим для обоих поворотных элементов 3, т.е. будет дополнять до круга и правый и левый поворотные элементы, правый поворотный элемент следует повернуть вокруг его центральной оси до момента, когда пустое пространство займет место подвижного элемента 1, а подвижный элемент окажется в крайнем правом положении, после чего дверь может быть открыта.

Изобретение было описано на примерах вариантов выполнения, показанных на фиг. 1-4. Однако изобретение может иметь многочисленные модификации и вариации в пределах, определяемых объемом формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Устройство для перемещения подвижного элемента по нелинейной траектории, содержащее корпус, образующий по меньшей мере два полых цилиндрических отделения, расположенных так, что их круговые торцевые поверхности частично перекрываются, поворотные элементы, помещаемые в каждом отделении и выполненные с возможностью вращения вокруг своей центральной оси, причем торцевые поверхности каждого поворотного элемента являются геометрическими фигурами, образованными при исключении перекрывающихся поверхностей соседних цилиндрических отделений из круговых торцевых поверхностей цилиндрических отделений корпуса, а боковые стенки поворотных элементов приспособлены для подвижного зацепления между собой и с внутренней боковой стенкой корпуса, подвижные элементы, помещаемые между поворотными элементами, причем торцевые поверхности подвижных элементов соответствуют перекрывающимся поверхностям торцевых поверхностей цилиндрических отделений и дополняют торцевые поверхности из примыкающих поворотных элементов до круга, а боковые поверхности подвижных элементов приспособлены для подвижного зацепления с боковыми сторонами корпуса и поворотных элементов, отличающееся тем, что торцы каждого из отделений выполнены открытыми, при этом торцевые поверхности поворотных и подвижных элементов в совокупности образуют верхнюю и нижнюю плоскости.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для осуществления подвижного крепления между корпусом, поворотными элементами и подвижными элементами на внутренней стенке корпуса выполнен выступ, а на боковых поверхностях поворотных элементов в вершинах геометрических фигур их торцевых поверхностей и на боковых поверхностях подвижных элементов выполнены соответствующие выступу углубления, в то время как на боковых поверхностях поворотных элементов, обращенных к подвижным элементам, выполнены выступы, имеющие форму выступа, выполненного на боковой поверхности корпуса.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для осуществления подвижного крепления между корпусом, поворотными элементами и подвижными элементами на внутренней стенке корпуса выполнено углубление, а на боковых поверхностях поворотных элементов в вершинах геометрических фигур их торцевых поверхностей и на боковых поверхностях подвижных элементов выполнены соответствующие углублению выступы, в то время как на боковых поверхностях поворотных элементов, обращенных к подвижным элементам, выполнены углубления, имеющие форму углубления, выполненного на боковой поверхности корпуса.

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что торцевые поверхности поворотных элементов и/или подвижных элементов имеют разноцветные покрытия, образующие заданный рисунок.

5. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что на торцевых поверхностях поворотных элементов и/или подвижных элементов размещены по меньшей мере по одной букве или цифре, которые образуют заданный текст или формулу.

6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что дополнительно имеется устройство фиксации положения поворотного элемента при достижении им положения, в котором подвижный элемент является общим для смежных поворотных элементов.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что устройство фиксации состоит из выступа на боковой поверхности поворотного элемента и соответствующего выступу углубления на боковой поверхности корпуса.

8. Устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что каждый поворотный элемент дополнительно установлен на валу, вращение которого обеспечивает вращение поворотного элемента вокруг своей оси.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что валы поворотных элементов выполнены с возможностью механического приведения.

10. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что дополнительно содержит электродвигатели для приведения валов поворотных элементов.

11. Устройство по любому из пп.1-10, отличающееся тем, что торцевые поверхности поворотных и подвижных элементов образуют поверхность конвейера, а предметы, предназначенные для транспортирования, размещены на торцевых поверхностях подвижных элементов.

12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что поверхностью конвейера является поверхность сцены, а предметами, предназначенными для транспортирования, являются элементы сценического реквизита и декораций.

13. Устройство по любому из пп.8-10, отличающееся тем, что оно выполнено в виде декоративного панно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4