Моделирующее устройство для синтеза рычажных механизмов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик н1)932529 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 280380 (21) 2903932/28-l 2 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 300582, Бюллетень Йо 20

Дата опубликования описания 300582 (511М. Кл.

G 09 В 25/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

$53) УДК 621. 224 (088.8) (72) Автор изобретен ия

Э.М. Кудинцев (73) заявитель (54) МОДЕЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНТЕЗА

РЫЧАЖНЫХ МЕХАНИЗМОВ

-Изобретение относится к учебно -лабораторному оборудованию, в частности к моделирующим устройствам, которые используются для синтеза плоских и пространственных рычажных механизмов по заданной функции или пространственной шатунной кривой по полному числу параметров.

Известно моделирующее устройство для синтеза рычажных механизмов, содержащее шарнирный четырехэвенник с регулируемыми по длине звеньями, на одном из которых закреплен потенциометрический датчик, и средства для изменения длины звеньев fl) 15

Основными недостатками известного устройства являются невозможность моделирования направляющего рычажного механизма, а также применение предварительного синтеза,осуществляемого ручным подсчетом, для определения всех параметров рычажных механизмов.

Цель изобретения — автоматизация синтеза рычажных механизмов и расши 25 ренне функциональных возможностей путем синтеза как плоских, так и пространственных рычажных механизмов.

Указанная цель обеспечивается тем, что моделирующее устройство ЗО э для синтеза рычажных механизмов, содержащее установленные в корпусе шарнирный четырехзвенник с регулируемыми по длине звеньями, на одном из которых закреплен потенциометрический датчик, и средства для изменения длины звеньев, имеет кулису с полэуном, связанным с выходным звеном шарнирного четырехзвенника, шарнирно установленные в корпусе два взаимно перпендикулярных дугообразных рычага с продольными прорезями и с горизонтально расположенными пересекающимися осями вращения, третий дугообразный рычаг с продольной прорезью и с,вертикально расположенной осью вращения, пересекающейся с осями вращения взаимно перпендикулярных рычагов, связанную с одним из концов кулисы шаровую пару третьего класса с центром, лежащим в точке пересечения осей вращения дугообразных рычагов, три косинусных потенциометра, движок одного из которых кинематически связан со свободным концом кулисы, а движки двух других соответственно соединены с осями вращения взаимно перпендикулярных рычагов, переключатель режимов, двухлучевой осцил932529

60 лограф с отклоняющимися пластинами, которые электрически связаны через переключатель режимов с движками косинусных потенциометров и потенциометрического датчика, закрепленного на четырехзвеннике, и уста- 5 новленный на кулисе линейной потенциометрический датчик, движок которого электрически связан с питающими концами косинусных потенциометров и закреплен на ее ползуне, при этом 1р кулиса расположена в прорези третье- го дугообразного рычага и в пересечении прорезей взаимно перпендикулярных рычагов.

На чертеже изображено схематичес- 15 ки моделирующее устройство для синтеза рычажных механизмов.

Мрделирующее устройство содержит модуль пространственного направляющего механизма в виде установленного 20 в корпусе 1 шарнирного четырехэвенника, состоящего из регулируемых по длине звеньев 2-5 посредством гидрозадатчиков 6-9 соединенных с ними гибкими шлангами 10-13. Устройство содержит кулисную пару пятого класса с полэуном 14 и с кулисой 15, соединенной с корпусом 1 шаровой парой 16 третьего класса, закрепленный на кулисе 15 линейный потенциометр 17, движок 18 которого механически связан с полузном 15, косинусные потенциометры 19 и 20, движки

21 и 22 которых механически связаны с горизонтально расположенными осями вращения двух взаимно перпендикуляр-. ных дугообразных рычагов 23 и 24 с продольными прорезями. Питающие концы потенциометров 19 и 20 соединены со средней точкой (с движком

18) потенциометра 17. В пересечении 40 прорезей дугообразных рычагов 23 и

24 размещена кулиса 15, свободный конец которой расположен в продольной прорези дугообразного рычага

25, на котором установлен третий 45 косинусный потенциометр 26 с движком 27, механически связанным со свободным концом кулисы 15. На оси

28 вращения рычага 25 установлен коллектор 29, через кольца которого 50 выведены три провода от потенциометра 26. Один из питающих проводов этого потенциометра также соединен со средней точкой потенциометра 17.

Движки потенциометров 19, 20 и 26 электрически соединены с отклоняющими пластинами двухлучевого осциллографа 30 через переключатель 31 режимов.

Кривошип 32 и коромысло 2 на своих осях вращения имеют линейные потенциометрические датчики 33 и

34, движки 35 и 36 которых через переключатель 31 режимов соединены с отклоняющими пластинами двухлучевого осциллографа 30. Моделирующее устройство приводится в движение электроприводом 37, установленным с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости на 90 по направляющим 38.

Действие устройства происходит в четырех режимах: направляющий механизм, передаточный механизм для пространственной модели и направляющий механизм, передаточный механизм — для плоской модели.

Работа устройства в режиме на- правляющий механизм для пространственной модели.

Заданы координаты на кальке. Тре. буется синтезировать пространственный направляющий механизм с помощью предлагаемого устройства.

Для этого координаты пространственной кривой, заданной графиками

f<(х1,Z = f1(у), накладывают на экран двухлучевого осциллографа 30, включают электропитание и электропривод 37, переключатель 31 режимов ставят в положение направляющий механизм, при этом на. экране двухлучевого осциллографа 30 наблюдают две действительные кривые — К*„,К*,1, проектируемые электронными лучами осциллографа 30, и кривые, заданные. упомянутыми графиками. Манипулируя рукоятками гидрозадатчиков 6-9, изменяют длину звеньев четырехзвенника и тем самым изменяют форму пространственной кривой, описываемой центром 14 и 15, при этом расстояние между кинематическими парами кулисы 15 разлагается на проекции косинусными потенциометрами 19, 20 и 26, со средних точек которых снимаются напряжения, пропорциональные величинам этих проекций на отличающие пластины осциллографа 30. Манипуляции рукоятки гидрозадатчиков

6-9 прекращают после наиболее полного совпадения образа попарно сопряженных кривых на экране, т.е. действительных и заданных, при этом стрелки рукояток гидрозадатчиков

6-9 укажут нам на шкалах соответствующие параметры в виде длин звеньев, а углы давления между звеньями определяются при установке привода

37 во всех точках на самой модели при соответствующих длинах звеньев.

Таким образом, нахождение всех параметров произведено автоматизированно. Работа рычагов 23 и 24 заключается в повороте их кулисой

15 вокруг своих осей пропорционально углу поворота кулисы 15 вокруг каждой соответствующей оси.

Работа рычага 25 заключается в повороте его на комплексный угол относительно вертикальной оси, кроме того, он позволяет выявить угол отклонения кулисы 15 от вертикали и косинусным потенциометром 26, 932529 установленным на нем, позволяет выявить косинус этого угла и выдать его значение на отклоняющие пластины осциллографа 30.

Работа устройства в режиме передаточный механизм для пространственной модели.

Задана функция на графике, требуется автоматизированно определить по ней параметры передаточного механизма. Для этого переключатель 31 режимов ставят в положение передаточный механизм и накладывают график функции на экран осциллографа

30.

Манипулируют рукоятками гидрозадатчиков 6-8 до полного совпадения образов графиков действительной и заданной функции на экране осциллог рафа 30, после чего стрелки гидрозадатчиков 6-8 укажут параметры моделируемого механизма.

Работа устройства в режиме, направляющий механизм плоской модели.

Ось вращения электропривода 37 устанавливается параллельно оси вращения коромысла 2 по направляющим 38 так, чтобы кривошип 32 и коромысло

2 вращались в одной плоскости, при этом шаровая пара кривошипа 32 выполняет роль вращательной пары пятого класса. Переключатель 31 режимов ставят в положение направляющий механизм . На экран осциллографа 30 устанавливают график шатунной кривой, выполненной на кальке, и повторяют все действия, укаэанные для режима пространственного механизма.

Отличие в работе заключается только в том, что движение одного рычага 24 приостанавливается, а рычаг 25 теряет свое движение вокруг вертикальной оси.

Работа устройства в режиме передаточный механизм пространственной модели с той лишь разницей,что оси кривошипа 32 и коромысла 2 должны быть приведены в параллельное положение, а кривошип 32 и коромысло 2 должны вращаться в одной плоскости

Предлагаемое моделирующее устрОйство позволяет синтезировать как плоский, так и пространсТвенный на-. правляющий или передаточный механизм. на одном и том же устройстве автоматизированно, т.е. без составления алгоритма синтеза и его решения ручным способом или на ЭВМ, а значит без дополнительный затрат времени.

ЗО

Формула изобретения

Моделирующее устройство для синтеза рычажных механизмов, содержащее установленные в корпусе шарнирный четырехзвенник с регулируемыми по длине звеньями, на одном из которых закреплен потенциометрический датчик, и средства для изменения длины звеньев, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью автоматизации синтеза рычажных механизмов и расширения функциональных воэможностей путем синтеза как плоских, так и пространственных рычажных механизмов, оно имеет кулису с ползуном, связанныч с выходным звеном шарнирного четырехзвенника, шарнирно установленные в корпусе два взаимно перпендикулярных дугообразных рычага с продольными прорезями и с горизон-. тально расположенными пересекающимися осями вращения, третий дугообразный рычаг с продольной прорезью и с вертикально расположенной осью вращения, пересекающейся с осями вращения взаимно перпендикулярных рычагов, связанную с одним из концов кулисы шаговую пару третьего класса с центром, лежащим в точке пересечения осей вращения дугообразных рычагов, три косинусных потенцйометра, движок одного из которых кинематически связан со-свободным концом кулисы, а движки двух других соответственно соединены с осями вращения взаимно перпендикулярных рычагов, переключатель режимов, двухлучевой осциллограф с отклоняющими пластинами,которые электрически связаны через переключатель режимов с движками косинусных потенциометров, и потенциометрического датчика, закрепленного на четырехзвеннике, и установленный на кулисе линейный потенциометрический датчик, движок которого электрически связан с питающими концами косинусных потенциометров и закреплен на ее полэуне, при этом кулиса расположена в прорези третьего дугообразного рычага и в пересечении прорезей взаимно перпендикулярных рычагов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 138411, кл. G 06 В 7/68, 1961 (прототип).

932529

Т раж 474 ираж Подписное

ССР

ВНИИПИ Государственного комитета ССС по о делам изобретений и открытий

4 5

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. /

Заказ 3789/71

П оектная, 4

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Прое

Составитель И. Крылова ай Корректор О. Билак

Редактор М. Ткач Техред И. Г ду