Устройство поворота оси на заданный угол

Изобретение относится к механическим передачам и может быть использовано для поворота вращающейся оси на заданный угол. Устройство поворота вращающейся оси на заданный угол содержит закрепленные на несущей конструкции электромагнит (2) с подпружиненным подвижным штоком (3), кронштейн (4) с качающимся коромыслом (5), один конец которого шарнирно соединен со штоком электромагнита, и блок (6) вращения, состоящий из корпуса (7), установленной в нем с возможностью вращения оси (8), плоской спиральной пружины (10), надетой на ось, внутренний и наружный концы которой закреплены соответственно на оси и корпусе. На одном из концов оси установлен храповик (11), имеющий зубья на торцовых поверхностях, причем зубья одной торцовой поверхности смещены на полшага относительно зубьев противоположной торцовой поверхности и имеют возможность зацепления с имеющимся на конце коромысла открытым продольным пазом. Изобретение обеспечивает периодический с заданным постоянным угловым шагом поворот оси. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к механическим передачам и может быть использовано для поворота вращающейся оси на заданный угол.

Известно поворотное механическое устройство, предназначенное для точного поворота на заданный произвольный угол (патент RU №2188350, F16H 1/00, 25/06).

Поворотное механическое устройство содержит платформу, жесткое зубчатое колесо, гибкое зубчатое колесо, упорный шарикоподшипник, шаговый двигатель, втулку, телескопическое устройство и два нажимных ролика генератора волн. Платформа установлена на жестком зубчатом колесе и опирается на упорный шарикоподшипник. Гибкое зубчатое колесо крепится на основании. На фланце внутри гибкого колеса установлен шаговый двигатель, на валу которого жестко посажена втулка, связанная телескопическим устройством с нажимными роликами генератора волн, которые, в свою очередь, поджимаются пружинами в радиальном направлении.

Недостатками данной передачи являются:

- достаточно большое число передаточных звеньев, что выражается в медленном повороте платформы, которое не всегда приемлемо при практическом использовании;

- угол поворота платформы зависит от длительности работы шагового двигателя.

Задача заключается в том, что необходимо обеспечить периодический с заданным постоянным угловым шагом поворот оси.

Поставленная задача решается устройством поворота оси на заданный угол, содержащим закрепленные на несущей конструкции электромагнит с подпружиненным подвижным штоком, кронштейн с качающимся коромыслом, один конец которого шарнирно соединен со штоком электромагнита, а второй выполнен с продольным открытым пазом, и блок вращения, состоящий из корпуса, установленной в нем с возможностью вращения оси, плоской спиральной пружины, надетой на ось, внутренний и наружный концы которой закреплены соответственно на оси и корпусе. На одном конце оси имеется стопор, а на другом установлен храповик, имеющий зубья на торцовых поверхностях, причем зубья одной торцовой поверхности смещены на полшага относительно зубьев противоположной торцовой поверхности и имеют возможность зацепления с открытым продольным пазом коромысла. На оси установлены с возможностью сброса изделия. Конец оси выполнен с профилем, имеющим возможность совмещения с имеющимся профилем в отверстии изделия. Корпус блока вращения выполнен в виде цилиндрического стакана с крышкой, при этом в днище стакана и крышке имеются соосные отверстия. Вращающаяся ось установлена на шарикоподшипниках, размещенных в соосных отверстиях корпуса. Кронштейн с коромыслом установлены на электромагните.

Выполнение устройства в виде закрепленных на несущей конструкции электромагнита, блока вращения и кронштейна с качающимся коромыслом, один конец которого шарнирно соединен с подпружиненным штоком электромагнита, а другой находится в зацеплении с зубом храповика, позволяет при включении электромагнита переместить шток и повернуть коромысло относительно точки шарнирного соединения коромысла с кронштейном, при этом другой конец коромысла выходит из зацепления с зубом, расположенным на одной из торцовых поверхностей храповика. Храповик с осью под действием взведенной плоской спиральной пружины поворачивается на угол, при котором конец коромысла входит в зацепление с зубом, расположенным на противоположной торцовой поверхности храповика. При отключении электромагнита подпружиненный шток и коромысло возвращаются в исходное положение, а храповик поворачивается на угол, при котором конец коромысла вступает в зацепление с зубом, расположенным на другой торцовой поверхности храповика.

Наличие стопора предотвращает сход с оси подвижно установленных на ней изделий в исходном состоянии. При повороте оси на заданный угол, когда профиль оси со стопором совмещается с профилем отверстия в изделии, изделие может сходить с оси, при этом на оси остается последующее изделие, у которого при данном угловом положении оси отверстие не совпадает с профилем оси со стопором.

На чертеже показана конструкция устройства поворота оси на заданный угол.

Устройство состоит из следующих составных частей, закрепленных на несущей конструкции 1:

а) электромагнита 2 с подпружиненным штоком 3,

б) кронштейна 4 с качающимся коромыслом 5,

в) блока вращения 6, состоящего из корпуса 7, оси 8, шарикоподшипников 9, плоской спиральной пружины 10, храповика 11 и стопора 12.

На оси 8 установлены подвижно изделия 13.

Работает устройство следующим образом:

- заводят пружину 10 вращением храповика 11, при этом зубья на торцовых поверхностях храповика 11 контактируют с коромыслом 5 наклонной поверхностью и приподнимают его конец, другой конец коромысла 5, отклоняясь, утапливает шток 3 в корпус электромагнита 2. При прохождении зуба храповика 11 коромысло 5 возвращается в исходное положение за счет усилия подпружиненного штока 3. От поворота в обратную сторону храповик 11 фиксируется путем контакта конца коромысла 5 с поверхностью зуба, перпендикулярной торцовой поверхности храповика 11;

- на ось 8 устанавливают изделия 13, которые к ней не крепятся, при этом стопор 12 не позволяет изделиям 13 сходить с оси 8;

- для приведения в действие устройства задействуют электрическим импульсом электромагнит 2, при этом шток 3 втягивается в корпус электромагнита 2, поворачивая коромысло 5. Конец коромысла 5 со стороны храповика 11 отклоняется и выходит из зацепления с зубом храповика 11. Храповик 11 с осью 8 под действием взведенной пружины 10 поворачивается на угол до упора конца коромысла 5 в зуб храповика 11, расположенный на противоположной торцовой поверхности. При снятии электрического импульса с электромагнита 2 подпружиненный шток 3 и коромысло 5 возвращаются в исходное положение за счет усилия пружины электромагнита 2, при этом храповик 11 с осью 8 поворачивается до упора конца коромысла 5 в зуб храповика 11, расположенный на другой торцовой поверхности. При завершении цикла поворота оси 8 профиль оси со стопором совмещается с профилем отверстия в изделии 13, что позволяет изделию 13 или группе изделий 13 сходить с оси 8.

При последующих включениях и выключениях электромагнита 2 происходит аналогичный поворот оси 8 и сход с нее изделий 13 вплоть до окончания срабатывания пружины 10.

Угол поворота оси 8 зависит от количества выступов на торцовых поверхностях храповика 11. Например, при четырех выступах на каждой торцовой поверхности при включении электромагнита 2 ось 8 поворачивается на угол 45°, при отключении - еще на 45°; при трех выступах - ось 8 поворачивается соответственно на угол 60° и 120°.

Был изготовлен опытный образец устройства поворота оси на заданный угол со следующими основными техническими характеристиками:

- фиксируемый угол поворота оси за один цикл «включения-выключения» электромагнита - 90°;

- количество циклов - 16 (зависит от параметров плоской спиральной пружины);

- интервал времени между циклами - не менее 0,5 сек (зависит от технических характеристик электромагнита);

- диаметр оси - 5,9 мм;

- длина оси, выступающая из корпуса, на которой установлен стопор, выполненный в виде штифта, ≈ 320 мм.

Испытания опытного образца устройства поворота оси на заданный угол с 11 подвижно установленными на ней изделиями подтвердили его работоспособность и высокую надежность, при этом при каждом полном цикле срабатывания устройства происходил поворот оси на 90° и с оси сходило одно изделие.

1. Устройство поворота оси на заданный угол, содержащее закрепленные на несущей конструкции электромагнит с подпружиненным подвижным штоком, кронштейн с качающимся коромыслом, один конец которого шарнирно соединен со штоком электромагнита, а второй выполнен с продольным открытым пазом, и блок вращения, состоящий из корпуса, установленной в нем с возможностью вращения оси, плоской спиральной пружины, надетой на ось, внутренний и наружный концы которой закреплены соответственно на оси и корпусе, на одном конце оси имеется стопор, а на другом установлен храповик, имеющий зубья на торцовых поверхностях, причем зубья одной торцовой поверхности смещены на полшага относительно зубьев противоположной торцовой поверхности и имеют возможность зацепления с открытым продольным пазом коромысла.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на оси установлены с возможностью сброса изделия.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что конец оси выполнен с профилем, имеющим возможность совмещения с имеющимся профилем в отверстии изделия.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус блока вращения выполнен в виде цилиндрического стакана с крышкой, при этом в днище стакана и крышке имеются соосные отверстия.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вращающаяся ось установлена на шарикоподшипниках, размещенных в соосных отверстиях корпуса.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кронштейн с коромыслом установлены на электромагните.