МАНИПУЛЯТОР ШАРОВОЙ

Полезная модель относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использована в системах отображения информации на экране растрового монитора для перемещения курсора, управления ориентацией изображений подвижных объектов на экране растрового монитора.
Известен шаровой манипулятор заявка на изобретение №2010148879, содержащий размещенные в корпусе и кинематически связанные между собой ведущий шар и два взаимно-перпендикулярных ведомых валика, на осях которых закреплены кодовые колеса и связанные с ними координатные преобразователи. В нижней части шара находится нажимная планка, соединенная с подпружиненной тягой фиксатора, обеспечивающая плотное прижатие шара к внутренней поверхности отверстия с эластичным уплотняющим элементом.
Недостаток известного шарового манипулятора-аналога заключается в сложности конструкции, которая имеет кинематически связанные шар, нажимную планку и подпружиненный фиксатор.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению (прототипом) является шаровой манипулятор, содержащий размещенные в корпусе и кинематически связанные между собой ведущий шар и два взаимно-перпендикулярных ведомых валика, на осях которых закреплены кодовые колеса с связанные с ними координатные преобразователи. В нижней части, под шаром, находится упругий прижимной элемент, обеспечивающий плотное прижатие с внутренней поверхностью отверстия корпуса. (TRACK BALL DEVICE, патент US №2006/0092136 А1,
МКИ G09G 5/08, авторы Kenji Nishimura, Tamotsu Yamamoto.
Недостаток известного шарового манипулятора-аналога заключается в том, что конструкция усложнена за счет применения упругого прижимного элемента и требует высококачественного изготовления сопрягаемых поверхностей шара и корпуса для обеспечения необходимой герметичности.
Предлагаемый шаровой манипулятор позволяет упростить конструкцию, обеспечить брызго-пылезащищенность и защиту ведущего шара от механических воздействий (ударов).
Целью данного изобретения является упрощение конструкции, обеспечением брызго-пылезащищенности и предохранение от механических воздействий на ведущий шар.
Для этого в заявленном шаровом манипуляторе на наружной стороне корпуса, имеется, вокруг (по периферии) конического отверстия под установку ведущего шара цилиндрический буртик, на который установлена защитная крышка и которая гибкой связью может быть присоединена к наружной поверхности манипулятора или к корпусу прибора.
Внутри защитной крышки закреплен демпфирующий элемент, выполненный из упругого материала, например в виде кольца из резины.
Для фиксации крышки на корпусе на боковой поверхности буртика имеется фиксирующий элемент, например, в виде канавки на буртике, в которой установлен упругий элемент (резиновое кольцо или разрезное пружинное кольцо) см. фиг 1, или на боковых диаметральных сторонах буртика имеются штырь, а на крышке имеется Г-образный паз см фиг.2, или на буртике и на крышке выполнены резьба с крупным шагом.
Задача упрощения конструкции решена за счет исключения кинематически связанных прижимных элементов и путем снижения требований к сопрягаемым поверхностям шара и корпуса.
Перечень чертежей
На фиг.1 изображен шаровой манипулятор с защитной крышкой фиксируемой упругим элементом.
На фиг.2 изображен шаровой манипулятор с защитной крышкой фиксируемой штырями.
Шаровой манипулятор содержит корпус 1, имеющий с наружной стороны буртик вокруг конического отверстия под размещение с зазором ведущего шара 2, опирающегося (кинематически связанного) на два ведомых взаимно перпендикулярных валика 3, 4 и боковой валик 5, выполненный в виде ролика. На осях ведомых валиков установлены кодовые колеса 6 зубчатая часть поверхности которых находится внутри пазов координатных преобразователей 7, которые имеют соосно установленные светодиод и фотодиод. На боковой поверхности буртика имеется фиксирующий элемент 8 выполненный в виде упругого элемента, например, резинового кольца или разрезного пружинного кольца установленного в канавку на боковой поверхности буртика. Защитная крышка 9 с гибкой связью 10 устанавливается и фиксируется на буртике, предохраняя ведущий шар от внешних механических воздействий, проникновения воды, пыли и других загрязнений вовнутрь манипулятора. Внутри крышки закреплен демпфирующий элемент 11 выполненный, например, в виде резинового кольца, который без зазора сопрягается с ведущим шаром и ограничивает его колебания при воздействии вибрационных нагрузок.
Шаровой манипулятор работает следующим образом:
При установленной крышке на буртике манипулятора (см. фиг.1) фиксация крышки обеспечивается силами трения между внутренней поверхностью крышки и фиксирующим элементом, например, резиновым кольцом, которое при этом обеспечивает защиту от проникновения воды, пыли и других загрязнений на ведущий шар и во внутреннюю полость манипулятора. В случаи воздействия на манипулятор эксплуатационных ударных и вибрационных нагрузок ведущий шар, который установлен в корпусе с зазором, имеет возможность перемещаться и усиливать механическое воздействие на ведомые валики и их подшипники. Для устранения этих воздействий внутри крышки закреплен демпфирующий элемент, который при закрытой крышки, не имеет зазора с поверхностью шара и выполнен из упругого материала, например, в виде резинового кольца. Энергия перемещения шара затрачивается на деформацию упругого демпфирующего элемента.
Для работы с манипулятором крышка легко снимается и открывается доступ к ведущему шару.
Предложенный шаровой манипулятор промышленно реализуем, позволяет обеспечить брызго-пылезащищенность и предохранить ведущий шар от внешних механических воздействий (ударов), тем самым расширить область применения.