Патент на изобретение №2390060

(54) НАПРАВЛЯЮЩЕ-УДЕРЖИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

(57) Реферат:

Изобретение относится к области направляюще-удерживающих устройств, использующихся для перемещения и фиксации закрепленного предмета по трем координатам. Техническим результатом является упрощение конструкции. Направляюще-удерживающее устройство предназначено для нацеливания закрепленного предмета в одну из точек небесной сферы с возможностью вращения упомянутого предмета вокруг горизонтальной и вертикальной оси. Причем поворотные механизмы (части А и Б), обеспечивающие вышеуказанные перемещения закрепленного предмета, выполнены либо в двуплечевом, либо в одноплечевом варианте, причем каждое плечо состоит из двух пар идентичных симметрично расположенных (в зеркальном отражении) групп функциональных элементов, причем плечо механизма поворота закрепленного предмета вокруг горизонтальной оси (часть А) содержит полый балансировочный диск со скользящим грузом внутри (либо жидкость, либо сегмент из твердого материала), под действием собственной тяжести постоянно (даже во время поворота) занимающий нижнюю часть данного диска (положение устойчивого равновесия), причем последний соосно скреплен с горизонтальной осью, на периферийном конце скрепленной с цилиндрической шестерней, причем последняя образует функциональную пару с другой аналогичной шестерней, в свою очередь соосно скрепленной с другой горизонтальной осью, причем последняя соосно скреплена со вторым противоинерционным диском, аналогичным первому и также содержащему аналогичный скользящий груз, а кроме того, упомянутые горизонтальные оси удерживаются в сквозных отверстиях трех опорных стоек, обеспечивающих вращение данных осей, причем данные стойки являются продолжением общей станины, которая в нижней своей части имеет вертикальную стойку, оканчивающуюся конической шестерней, а внутри упомянутой стойки выполнена цилиндрическая выточка, причем данной выточкой весь поворотный механизм А посажен на ось-штифт центральной вертикальной стойки поворотного механизма Б, обеспечивающего вращение части А устройства вместе с закрепленным предметом вокруг вертикальной оси, причем упомянутая вертикальная стойка с осью-штифтом механизма Б является продолжением станины данного механизма, которая скреплена с поверхностью опорной площадки. 2 ил.

Изобретение относится к области направляюще-удерживающих устройств, использующихся для фиксированного нацеливания прибора (устройства) в заданную точку небесной полусферы.

Известны устройства для выполнения данных функций, например меридиональный круг, зенитная установка телескопа, удерживающе-направляющие устройства теодолитов, приемных и передающих антенн. Общим недостатком данных устройств является фактор инерционности при изменении положения направляемого прибора (устройства), а также необходимость фиксации данного устройства по завершении процесса ориентации.

Предлагаемое устройство, как и устройства-прототипы, содержит механизмы поворота удерживаемого устройства вокруг горизонтальной и вертикальной осей.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в предложении конструкции устройства, лишенного данных недостатков, то есть заключается в устранении инерционного фактора, в устранении необходимости проведения специальной операции по фиксации перемещаемого устройства по достижении его необходимой ориентации.

Технический результат достигается использованием полых балансировочных дисков со скользящим наполнителем внутри. Данный наполнитель представляет собой либо жидкость, либо сегмент, выполненный из твердого материала. Каждый из дисков выполняет функцию фиксации выбранного положения для удерживаемого устройства (в дальнейшем называемого направляемым предметом), а взаимодействуя между собой, диски выполняют противоинерционную функцию. Устройство состоит из двух функциональных частей: части А, осуществляющей контроль углового перемещения направляемого прибора (в дальнейшем именуемого закрепленным предметом) вокруг горизонтальной оси, и части Б, контролирующей вращение данного предмета (равно как и все части А) вокруг вертикальной оси. Предлагаемое устройство может быть представлено в двух вариантах исполнения: двухплечевом и одноплечевом. По первому варианту обе упомянутые части А и Б состоят из двух одинаковых симметрично расположенных (в зеркальном отражении) групп функциональных элементов (два плеча). По второму части А и Б содержат лишь по одному плечу (левое или правое).

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство в двухплечевом варианте. Функциональная часть А, контролирующая вращение направляемого предмета вокруг горизонтальной оси, содержит:

(1) Направляемый предмет.

(2) Ось, на которой жестко прикреплен предмет (1).

(3) Балансировочный диск со скользящим наполнителем (балансировочным грузом) внутри, соосно скрепленный с осью (2). Упомянутый наполнитель может представлять собой как жидкость, так и сегмент, выполненный из жесткого материала.

(4) Опорная стойка с отверстием, которая удерживает ось (2) с возможностью вращения последней.

(5) Второй балансировочный диск части А, идентичный диску (3).

(6) Вторая опорная стойка оси (2)

(7) Шестерня, которой оканчивается ось (2);

(8) Ось второго балансировочного диска (5);

(9) Шестерня, которой оканчивается ось (8), причем шестерня (9) образует взаимодействующую пару с шестерней (7);

(10) Стойка с отверстием, поддерживающая вращающуюся ось (8).

(11) Станина, с которой соединены стойки (4), (6) и (10).

(12) Вертикальная стойка, поддерживающая станину (11), причем ее ось совпадает с вертикальной осью направляемого устройства (1).

(13) Коническая шестерня, которой оканчивается стойка (12).

Функциональная часть Б предлагаемого приспособления, контролирующая вращение направляемого предмета (1) и всей части А вокруг вертикальной плоскости, содержит:

(14) Третья вращающаяся ось.

(15) Коническая шестерня, скрепленная с осью (14).

(16) Первая опорная стойка с отверстием для оси (14).

(17) и (18) Балансировочные диски.

(19) Четвертая вращающаяся ось.

(20) Вторая опорная стойка оси (14).

(21) Шестерня, которой оканчивается ось (14).

(22) Шестерня, которой оканчивается ось (18) и которая вместе с шестерней (20) образует взаимодействующую пару.

(23) Опорная стойка с отверстием для оси (18).

(24) Станина, с которой соединены опорные стойки (15), (19) и (22), причем данная станина жестким образом зафиксирована на опорной поверхности.

(25) Центральная стойка, скрепленная со станиной (23).

(26) Ось-штифт, являющаяся продолжением стойки (24), на которую посажена своей выточкой стойка (12) (а вместе с ней и вся функциональная часть А) с возможностью вращения вокруг вертикальной оси всей функциональной части А вместе с направляемым предметом (1).

На фиг.2 показано сечение одного из функционально однотипных балансировочных дисков (3), (5), (17) и (18) и скользящего груза (27).

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Для нацеливания закрепленного предмета (1) в выбранную точку небесной полусферы, как и в других известных упомянутых устройствах-прототипах, необходимо обеспечить вращение данного предмета вокруг горизонтальной и вертикальной оси.

Указанный полезный эффект изобретения – устранение инерции закрепленного предмета при приложении поворотного усилия и устранение необходимости фиксации данного предмета в выбранном пространственном положении – достигается следующим образом. При повороте оси (2) и соответственно диска (3) скользящий груз (28) стремится сохранить свое первоначальное пространственное положение (положение устойчивого равновесия), обеспечивая тем самым состояние устойчивого равновесия всей системы. Поскольку фактора трения при скольжении груза (28) о внутреннюю поверхность диска устранить невозможно, то после прекращения поворота оси (2) груз (28) отклонится по ходу вращения на определенный угол и, прежде чем окажется в положении устойчивого равновесия, он совершит внутри данного диска несколько колебательных движений подобно маятнику, которые будут переданы и всей системе в целом. Для устранения данного фактора предназначен другой идентичный диск (5), образующий функциональную пару вместе с диском (3). Поворот оси (8) через взаимодействующие шестерни (7) и (9) вызовет аналогичный (на такой же угол) поворот оси (8) и, соответственно, диска (5), причем в противоположном направлении. Затухающие колебания качающихся в противофазе скользящих грузов погасят колебательные движения системы. Поскольку вся система после прекращения поворота сохранила свое положение устойчивого равновесия, то тем самым устраняется необходимость фиксировать ее новое состояние.

При повороте предмета (1) вместе со всей частью А вокруг вертикальной оси данное вращение через шестерни (13) и (15) части Б передается на ось (14), а соответственно на диски (17) и (19), тем самым приводя в действие данную функциональную группу (часть Б). Поскольку части А и Б конструктивно и функционально аналогичны, то есть содержат аналогичным образом взаимодействующие два противоинерционных диска со скользящими грузами, горизонтальные оси, шестерни, опорные стойки, являющиеся продолжением данной станины, соответственно и контроль упомянутого поворота предмета вокруг вертикальной оси (1) будет осуществляться аналогичным образом.

Предлагаемую конструкцию наиболее предпочтительно применять в случае использования ручного привода. Например, небольших телескопов, измерительных оптических устройств, прожекторов, лазерных устройств, остронаправленных антенн, а также боевых зенитных установок.

Формула изобретения

Направляюще-удерживающее устройство, предназначенное для нацеливания закрепленного предмета в одну из точек небесной сферы, с возможностью вращения упомянутого предмета вокруг горизонтальной и вертикальной осей, отличающееся тем, что поворотные механизмы (части А и Б), обеспечивающие вышеуказанные перемещения закрепленного предмета, выполнены либо в двуплечевом, либо в одноплечевом варианте, причем каждое плечо состоит из двух пар идентичных симметрично расположенных (в зеркальном отражении) групп функциональных элементов, причем плечо механизма поворота закрепленного предмета вокруг горизонтальной оси (часть А) содержит полый балансировочный диск со скользящим грузом внутри (либо жидкость, либо сегмент из твердого материала), под действием собственной тяжести постоянно (даже во время поворота) занимающий нижнюю часть данного диска (положение устойчивого равновесия), причем последний соосно скреплен с горизонтальной осью, на переферийном конце скрепленной с цилиндрической шестерней, причем последняя образует функциональную пару с другой аналогичной шестерней, в свою очередь, соосно скрепленной с другой горизонтальной осью, причем последняя соосно скреплена со вторым противоинерционным диском, аналогичным первому и также содержащему аналогичный скользящий груз, а, кроме того, упомянутые горизонтальные оси удерживаются в сквозных отверстиях трех опорных стоек, обеспечивающих вращение данных осей, причем данные стойки являются продолжением общей станины, которая в нижней своей части имеет вертикальную стойку, оканчивающуюся конической шестерней, а внутри упомянутой стойки выполнена цилиндрическая выточка, причем данной выточкой весь поворотный механизм А посажен на ось-штифт центральной вертикальной стойки поворотного механизма Б, обеспечивающего вращение части А устройства вместе с закрепленным предметом вокруг вертикальной оси, причем упомянутая вертикальная стойка с осью-штифтом механизма Б является продолжением станины данного механизма, которая скреплена с поверхностью опорной площадки, причем аналогично части А станина части Б содержит аналогичным образом взаимодействующие два противоинерционных диска со скользящими грузами, горизонтальные оси, шестерни, опорные стойки, являющиеся продолжением данной станины.

РИСУНКИ