УСТРОЙСТВО МАГНИТНОГО КРЕПЛЕНИЯ
MAGNETIC MOUNTING DEVICE

Устройство магнитного крепления относится к точной механике и может быть использовано для закрепления двух и более модулей друг относительно друга.
Известно устройство магнитного крепления, включающее первый функциональный модуль с первым фрагментом, выполненным из магнитного материала и закрепленным на первом функциональном модуле, второй функциональный модуль и фиксирующий модуль, выполненный в виде, по меньшей мере, одного магнита, соединенного со вторым функциональным модулем и расположенного с возможностью магнитного взаимодействия с первым фрагментом [Патент RU 2151103]. Это устройство выбрано в качестве прототипа предложенного решения.
Недостаток этого устройства заключается в том, что в нем невозможно оперативно и надежно соединять функциональные модули. Это снижает функциональные возможности устройства.
Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве магнитного крепления, включающем первый функциональный модуль с первым фрагментом, выполненным из магнитного материала и закрепленным на первом функциональном модуле, второй функциональный модуль и фиксирующий модуль, выполненный в виде, по меньшей мере, одного магнита, соединенного со вторым функциональным модулем и расположенного с возможностью магнитного взаимодействия с первым фрагментом, первый функциональный модуль снабжен первой матрицей с первым набором гнезд, включающим, по меньшей мере, первое гнездо и второе гнездо, закрепленной на первом фрагменте, второй функциональный модуль снабжен вторым фрагментом, выполненным из магнитного материала и закрепленным на втором функциональном модуле, второй функциональный модуль снабжен также второй матрицей со вторым набором гнезд, включающим, по меньшей мере, третье гнездо и четвертое гнездо, закрепленной на втором фрагменте, фиксирующий модуль выполнен в виде, по меньшей мере, первого магнита и второго магнита, расположенных соответственно в третьем гнезде и четвертом гнезде второй матрицы с возможностью магнитного взаимодействия с первым фрагментом, расположенных также с возможностью установки соответственно в первое гнездо и второе гнездо первой матрицы, причем, по меньшей мере, первый магнит и второй магнит являются съемными элементами, при этом расстояние B между первым гнездом и вторым гнездом, равно расстоянию Г между третьим гнездом и четвертым гнездом.
На фиг. 1 изображена схема устройства магнитного крепления в общем виде.
На фиг. 2 изображено сечение А-А с двумя магнитами и двумя гнездами по фиг. 1.
На фиг. 3 изображено сечение Б-Б с двумя магнитами и двумя гнездами по фиг. 1.
На фиг. 4 изображен вариант сечения А-А с двумя магнитами и четырьмя гнездами по фиг. 1.
На фиг. 5 изображен вариант сечения Б-Б с двумя магнитами и четырьмя гнездами по фиг. 1.
На фиг. 6 изображен вариант сечения А-А с двумя магнитами и четырьмя гнездами по фиг. 1.
На фиг. 7 изображен вариант сечения Б-Б с двумя магнитами и четырьмя гнездами по фиг. 1.
На фиг. 8 изображен вариант осесимметричных магнитов и гнезд.
На фиг. 9 изображен вариант не осесимметричных магнитов и гнезд.
Устройство магнитного крепления включает первый функциональный модуль 1 (фиг. 1) с первым фрагментом 2, выполненным из магнитного материала и закрепленным на первом функциональном модуле 1. Первый функциональный модуль 1 снабжен первой матрицей 3 с первым набором гнезд 4 (см. также фиг. 2), включающим, по меньшей мере, первое гнездо 5 и второе гнездо 6, закрепленной на первом фрагменте 2. Оно включает также второй функциональный модуль 10 со вторым фрагментом 11, выполненным из магнитного материала и закрепленным на втором функциональном модуле 10. Первый функциональный модуль 1 и второй функциональный модуль 10 могут представлять собой детали сложных сборок (например: четырехногий робот, роботизированный сортировщик, трехколесная роботизированная платформа и другое). Первый фрагмент 2 и второй фрагмент 11 могут быть изготовлены из магнитной стали (например: ЕХ5К5, AISI 430 и другие). Второй функциональный модуль 10 снабжен второй матрицей 12 со вторым набором гнезд 13 (см. также фиг. 3), включающим, по меньшей мере, третье гнездо 14 и четвертое гнездо 15, закрепленной на втором фрагменте 11. Первая матрица 3 и вторая матрица 12 могут быть изготовлены из пластика и иметь толщину в диапазоне от 2 до 50 мм. Устройство магнитного крепления включает также фиксирующий модуль 17, выполненный в виде, по меньшей мере, первого магнита 20 и второго магнита 21, расположенных соответственно в третьем гнезде 14 и четвертом гнезде 15 второй матрицы 12 с возможностью магнитного взаимодействия с первым фрагментом 2 и вторым фрагментом 11, расположенных также с возможностью установки соответственно в первое гнездо 5 и второе гнездо 6 первой матрицы 3. По меньшей мере, первый магнит 20 и второй магнит 21 могут быть изготовлены из магнитного сплава, например, неодим-железо-бор, марганец-висмут, железо-кобальт и др. и иметь диаметр в диапазоне от 2 до 50 мм, а высоту в диапазоне от 4 до 50 мм. По меньшей мере, первое гнездо 5 и второе гнездо 6, а также третье гнездо 14 и четвертое гнездо 15 могут иметь диаметры, равные от 2 до 50 мм и равны диаметру магнита. По меньшей мере, первый магнит 20 и второй магнит 21 являются съемными элементами, при этом расстояние B между первым гнездом 5 и вторым гнездом 6 равно расстоянию Г между третьим гнездом 14 и четвертым гнездом 15.
Существует вариант, в котором первое гнездо 5, второе гнездо 6, третье гнездо 14 и четвертое гнездо 15 выполнены сквозными (см. фиг. 1, поз. 12).
Существует вариант, в котором первое гнездо 5, второе гнездо 6, третье гнездо 14 и четвертое гнездо 15 выполнены не сквозными (см. фиг. 1, поз. 3) за счет перемычек 22. Возможен также смешанный вариант, изображенный на фиг. 1.
Существует вариант, в котором первый набор гнезд 4 (фиг. 4) включает более двух гнезд, второй набор гнезд 13 (фиг. 5) включает более двух гнезд, при этом расстояние C по первой координате X между гнездами первого набора гнезд 4 и гнездами второго набора гнезд 13 равно расстоянию Д по второй координате Y между гнездами первого набора гнезд 4 и между гнездами второго набора гнезд 13. Расстояние C может быть в диапазоне от 5 до 100 мм. Расстояние Д может быть в диапазоне от 5 до 100 мм.
Существует вариант, в котором первый набор гнезд 4 (фиг. 6) включает более двух гнезд, второй набор гнезд 13 (фиг. 7) включает более двух гнезд, при этом расстояние К по первой координате X и расстояние Л по второй координате Y между гнездами первого набора гнезд 4 не равны между собой, а расстояние М по первой координате X и расстояние Н по второй координате Y между гнездами второго набора гнезд 13 не равны между собой, причем расстояние К равно расстоянию М, а расстояние Л равно расстоянию Н. Расстояние К может быть в диапазоне от 5 до 100 мм. Расстояние Л может быть в диапазоне от 5 до 100 мм. Расстояние М может быть в диапазоне от 5 до 100 мм. Расстояние Н может быть в диапазоне от 5 до 100 мм.
Существует вариант, в котором магниты 25 (фиг. 8) фиксирующего модуля 17 имеют осесимметричную форму, гнезда 26 первого набора гнезд 4 и гнезда 27 второго набора гнезд 13 имеют соответствующую осесимметричную форму. B качестве этой осесимметричной формы целесообразно использовать окружность.
Существует вариант, в котором магниты 30 (фиг. 9) фиксирующего модуля 17 имеют не осесимметричную форму, гнезда 31 первого набора гнезд 4 и гнезда 32 второго набора гнезд 13 имеют соответствующую не осесимметричную форму. В качестве этой не осесимметричной формы можно использовать треугольник, имеющий симметрию вдоль координаты X. Могут быть и другие варианты.
Устройство магнитного крепления работает следующим образом. В первую матрицу 3 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) вставляют первый магнит 20 и второй магнит 21. На первый магнит 20 и второй магнит 21 надевают вторую матрицу 12 со вторым фрагментом 11 и вторым функциональным модулем 10. Перед установкой необходимо проверить матрицу 3 и матрицу 12 на наличие загрязнения внутри, при необходимости осуществить очистку. В случае стыковки с загрязненной поверхностью функциональные модули могут стыковаться не вплотную и с меньшими свойствами сцепления. Магниты 20 и 21 рекомендуется устанавливать (и извлекать) пинцетом с резиновым наконечником, чтобы предотвратить появление на них сколов.
В случае, в котором первое гнездо 5, второе гнездо 6, третье гнездо 14 и четвертое гнездо 15 выполнены сквозными (см. фиг. 1, поз. 12), сцепление деталей будет наиболее сильное, однако на магнитах возможно появление сколов и магниты надо устанавливать осторожнее.
В случае же, в котором первое гнездо 5, второе гнездо 6, третье гнездо 14 и четвертое гнездо 15 выполнены не сквозными (см. фиг. 1, поз. 3) за счет перемычек 22. Либо смешанный вариант, изображенный на фиг. 1. Сцепление деталей будет слабее, чем в предыдущем случае, однако появление сколов на магнитах менее вероятно.
В случае, в котором первый набор гнезд 4 (фиг. 6) включает более двух гнезд, второй набор гнезд 13 (фиг. 7) включает более двух гнезд, при этом расстояние К по первой координате X и расстояние Л по второй координате Y между гнездами первого набора гнезд 4 не равны между собой, а расстояние М по первой координате X и расстояние Н по второй координате Y между гнездами второго набора гнезд 13 не равны между собой, причем расстояние К равно расстоянию М, а расстояние Л равно расстоянию Н, соединение гнезд 4 и 13 может осуществляться между собой только в случае поворота друг относительно друга на 0° либо 180°, что может быть применимо в специальных конструкциях, например стыковка шлангов либо проводов.
В случае, в котором магниты 25 (фиг. 8) фиксирующего модуля 17 имеют осесимметричную форму, гнезда 26 первого набора гнезд 4 и гнезда 27 второго набора гнезд 13 имеют соответствующую осесимметричную форму, соединение гнезд может осуществляться только с определенным смещением либо под определенным углом, что может быть использовано при настройке и калибровке деталей робототехнических конструкций.
То, что первый функциональный модуль 1 снабжен первой матрицей 3 с первым набором гнезд 4, включающим, по меньшей мере, первое гнездо 5 и второе гнездо 6, закрепленной на первом фрагменте 2, второй функциональный модуль 10 снабжен вторым фрагментом 11, выполненным из магнитного материала и закрепленным на втором функциональном модуле 10, второй функциональный модуль 10 снабжен также второй матрицей 12 со вторым набором гнезд 13, включающим, по меньшей мере, третье гнездо 14 и четвертое гнездо 15, закрепленной на втором фрагменте 11, фиксирующий модуль 17 выполнен в виде, по меньшей мере, первого магнита 20 и второго магнита 21, расположенных соответственно в третьем гнезде 14 и четвертом гнезде 15 второй матрицы 12 с возможностью магнитного взаимодействия с первым фрагментом 2, расположенных также с возможностью установки соответственно в первое гнездо 5 и второе гнездо 6 первой матрицы 3, причем, по меньшей мере, первый магнит 20 и второй магнит 21 являются съемными элементами, при этом расстояние В между первым гнездом 5 и вторым гнездом 6, равно расстоянию Г между третьим гнездом 14 и четвертым гнездом 15 - расширяет функциональные возможности устройства.
То, что первое гнездо 5, второе гнездом 6, третье гнездо 14 и четвертое гнездо 15 выполнены сквозными упрощает изготовление первой матрицы 3 и второй матрицы 12.
То, что первое гнездо 5, второе гнездом 6, третье гнездо 14 и четвертое гнездо 15 выполнены не сквозными увеличивает долговечность эксплуатации магнитов за счет демпфирования перемычками 22 ударов при соединении первого функционального модуля 1 и второго функционального модуля 10.
То, что первый набор гнезд 4 включает более двух гнезд, второй набор гнезд 13 включает более двух гнезд, при этом расстояние C по первой координате X между гнездами первого набора гнезд 4 и гнездами второго набора гнезд 13 равно расстоянию Д по второй координате Y между гнездами первого набора гнезд 4 и между гнездами второго набора гнезд 13 расширяет функциональные возможности устройства за счет скрепления первого функционального модуля 1 и второго функционального модуля 10, имеющих различные размеры.
То, что первый набор гнезд 4 включает более двух гнезд, второй набор гнезд 13 включает более двух гнезд, при этом расстояние К по первой координате X и расстояние Л по второй координате Y между гнездами первого набора гнезд 4 не равны между собой, а расстояние М по первой координате X и расстояние Н по второй координате Y между гнездами второго набора гнезд 13 не равны между собой, причем расстояние К равно расстоянию М, а расстояние Л равно расстоянию Н расширяет функциональные возможности устройства за счет скрепления первого функционального модуля 1 и второго функционального модуля 10 за счет более однозначного углового их расположения.
То, что магниты 25 фиксирующего модуля 17 имеют осесимметричную форму, гнезда 26 первого набора гнезд 4 и гнезда 27 второго набора гнезд 13 имеют соответствующую осесимметричную форму упрощает изготовление устройства.
То, что магниты 30 фиксирующего модуля 1 имеют не осесимметричную форму, гнезда 31 первого набора гнезд 4 и гнезда 32 второго набора гнезд 13 имеют соответствующую не осесимметричную форму расширяет функциональные возможности устройства за счет скрепления первого функционального модуля 1 и второго функционального модуля 10 с более однозначным угловым их расположением.