Чертежный станок

СОЮЗ СОВЕТСНИХщилюмикРЕСПУБЛИН ае и 43 А 1,и,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Дв ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(57) Изобретение относится к орг - технике и позволяет повысить удобство в пользовании, увеличить жесткость, долговечность и универсальность применения чертежного станка, Строго вертикальное перемещение чертекной доски 13 обеспечивается синхронизацией вращения ведущего звена 7 шарнирного рычага вокруг оси шарнира 6 и ведомого звена 9 вокруг1553043 51015 шарнира 8. При этом расстояние между осями шарниров 6 и 8 и осями шарниров 8 и 10 должно быть равным.Синхронизация вращения звеньев 7 и9 обеспечивается механической гибкойсвязью между шкивами 18 и 19, имеющими соотношение диаметров два кодному. Шкив 18 жестко связан с поворотным основанием 5, а шкив 19 жестко связан с ведущим звеном 9.Поворот чертежной доски 13 и двуплечего шарнирного рычага в горизонтальной плоскости фиксируется ручкой.В шарнирах 6 и 8 расположены фиксаИзобретение относится к оргтехнике, в частности к чертежным станкам и другим средствам механизации труда конструкторов и чертежников.Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик зв счет повышения жесткости и долговечности, повышение удобства в пользовании и расширение эксплуатационных возможностей.На фиг.1 представлен чертежный станок, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.3 - схема двуплечего шарнирного рычага, механизм фиксации поворотного основания и схема педального привода фиксатора вертикального перемещения; на фиг.4 - схема размещения фиксаторов положения и компенсаторов веса в звеньях рычага, схема управления фиксацией положения доски, схема размыкания механической связи между валами;на фиг.5- коренной шарнир с размещенными в нем фиксатором и компенсатором веса; на фиг.б - рычаг с шарнирами, механизм фиксации и компенсации веса доски, продольный разрез; на 4 яг.7-10 - схемы вариантов соединения звеньев рычага; на фиг.11-19 - варианты использования чертежного станка.Чертежный станок содержит основание 1 со стойкой 2,которая крепится к основанию 1 при помощи фланца 3.К верхнему фланцу 4 стойки 2 крепится поворотное основание 5, на котором при помощи шарнира 6 крепится один из концов ведущего плеча двупле 1 чего шарнирного рычага 7. К другому концу ведущего нижнего плеча при помощи шарнира 8 крепится один торы положения и компенсаторы весачертежной доски. Для повышения удобства пользования возможно размещениев шарнире 10 шкива, диаметр которого равен двум диаметрам шкива шарнира 8. Эти шкивы связаны механической гибкой связью. Шкив шарнира 10связан с кронштейном 11 креплениячертежной доской 13. Возможно размещение дополнительного компенсатора веса в шарнире 8, использованиедополнительных шкивов, связанных сосновными шкивами дополнительной гибкой связью. 4 з.п. Ф-лы, 19 ил. иэ концов ведомого верхнего плеча9, к свободному концу которого припомощи свободного шарнира 10 и закрепленного на нем кронштейна 11 через фланец 12 крепится чертежная доска 13. Поворотное основание 5 установлено на фланце 14 (фиг.3) с возможностью поворота в горизонтальнойплоскости относительно этого фланцаи стойки 2. Фланец 14 поворотногооснования 5 крепится на верхнемфланце 4 стойки 2. На фланце 14 поворотного основания крепится накидной фланец 15, в выступ которого упирается гайка 16, установленная нарезьбе на поворотном основании 5. Нагайке 16 жестко укреплена ручка 17фиксации поворота чертежной доски 13в горизонтальной плоскости. В шарнирах 6 и 8 установлены шкивы 18 и19, наружный диаметр шкива 19 шарнира 8 в два раза меньше наружногодиаметра шкива 18 шарнира б,причем шкив 19жестко связан с поворотным основанием 5,Шкивы 18 и 19 связаны между собой гибкой механической связью 20,обеспечивающей синхронное вращениешкивов 18 и 19. Возможен вариантразмещения механической гибкой связивнутри пустотелого ведущего плеча 7.Одним иэ вариантов гибкой механической связи является зубчатый ремень.В таком варианте шкивы 18 и 19 такжеимеют зубья, Возможно применение вкачестве гибкой механической связи20 гибкой перфорированной ленты, вэтом случае шкивы 18 и 19 должныиметь выступы, сечение которых совпадает по форме с перфорацией наленте. Возможно применение в каче" 20 25 30 35 40 45 50 555 1 стве гибкой механической связи 20 гладкой ленты или ремня, связывающих гладкие шкивы 18, 19. В этом случае гладкий ремень или лента должны жестко фиксироваться на шкивах 18, 19 от проскальзывания, например, при помощи сварки (для металлических лент), винтами или другим подобным образом. Возможна синхронизация вращения шкивов 18, 19 шарнирно закрепленной на шкивах 18, 19 жесткой тягой или двумя тягами. Возможны другие типы механической связи 20. Для обеспечен гя натяжения механической связи 20, выполненной н виде ремня или ленты, на степке ведущего плеча 7 установлен механизм натяжения, включающий ролик 2 1 и при жимное устройство 22 винт-гайка. Вариант конструктивного выполнения шарнира 6 включает в себя основание 5 с закрепленнымна нем неподвижным шкивом 23, н котором при помощи нту - лок 24, 25, проходящих сквозь проушины 26, 27, шарнирно закреплен ведущий рычаг 7, жестко связанный с проушинами 26, 27 и втулками 24, 25. Иежду шкивом 23 и проушинами 26, 27 на втулках 24, 25 установлены шайбы 28, 29. Внутри вала 23 установлен шкив 18 шарнирна 8, выполняющий функцию синхронизации перемещения плеч 7, 9 двуплечего шарнирного рычага. Шкив 18 охватывает механическая связь 20, в данном варианте представленная в виде зубчатого ремня, проходящего сквозь прорезь н шкиве 23. Внутри втулки 24 и шкнива 23 размещен дисковый фрикционный фиксатор положения (возможны другие типы фиксаторов, например эксцентриковые). фиксатор включает н себя фрикционные диски 29, установленные хностовиками в пазы втулки 24. Фрикционные диски 29 чередуются с фрикционными дисками 30, установленными в пазах валика 31 распорной втулки 32. Диски 29 и 30 имеют возможность осевого перемещения по внутренним стенкам шкива 23 без проворота вокруг оси, например, на шлицах. В распорную втулку 32 на резьбе установлена гайка 33, вращение которой обеспечивается рычагом 34, проходящим сквозь прорезь в шкиве 23, Диски 29, 30 от выпадания удерживаются гайкой 35, установленной на резьбе во втулке 24Внутри втулки 25 раэ -553043мещен пружинный компенсатор веса,включающий в себя пружину 36, закрепленную одним концом на шкиве 523, а другим концом в гайке 37, установленной на резьбе но втулке 25.Шарниры 6, 8, 10 имеют унифицированную конструкцию. Отличия обусловле -ны лишь размещением компенсатороввеса, фиксаторов положения, приводауправления фиксатором и механизмадля размыкания механической связипри переводе двуплечего рычага в нерабочее состояние, Привод управления 5 фиксатором вертикального перемещения, который размещен н шарнире 6,включает в себя (фиг.3-5) рычаг 34,ось качания которого совпадает сосью шарнира 6. К рычагу 34 однимконцом шарнирно крепится тяга 38,Другой конец тяги 38 шарнирно крепится к короткому плечу 39 рычагапедали 40. Основание 4 1 крепится к,нижней части стойки 2, Педаль 40 под пружинена пружиной 42, Привод управления фиксатора угла наклона доскирасположен с тыльной стороны чертежной доски 13 на свободном шарнире1 О и включает н себя ручку 43 управления фиксацией угла наклона доски,удлинительный вал 44, соединяющийручку 43 и гайку 45. Гайка 45 установлена на резьбе но втулке 46, проходящей через проушину 47 ведомогоплеча 9. Во втулке 46 расположенфиксатор, подобный фиксатору шарнира6, но, и отличие от него, распорнаявтулка 48 зафиксирована от осевыхперемещений внутри нала 49, связан ного с кронштейном 11 и чертежнойдоской 13. Иеханиэм раэмыкания механической связи 20 между шкивами 18 и19, расположенными в шарнирах 6 и8, установлен в шарнире 8 и включает 45 н себя управляющую гайку 50, установленную на резьбе во втулке 51. Втулка 51 проходит сквозь проушину 52ведущего плеча 7 и шарнирно установлена н валу 53, который связан сведомым плечом 9. Е гайке 50 однимиэ концов крепится тяга 54, другойконец тяги закреплен на шкиве 19,установленном внутри вала 53 с возможностью осевого перемещения в несдви нутом положении, зафиксированном отпронорота. Чертежный станок работает следующим образом.Ручкой 17 производится поворот гайки 16 на основании 5, при этом выступ гайки 16 отходит от выступа накидного фланца 15, давая возможность основанию 5 вращаться на фланце 14 в горизонтальной плоскости. Поворотом доски 13 и плеч 7, 9 двуплечего шарнирного рычага вместе с основанием 5 относительно фланца 14 и стойки 2 добиваются удобного положения доски 13 в горизонтальной плоскости. Фиксация в выбранном положении производится поворотом ручки 17 в обратную сторону. Для перемещения доски 13 в вертикальном на" правлении нажимают педаль 40, которая стяжкой 38 поворачивает рычаг 34. Рычаг 34 поворачивает гайку 33, которая перемещает распорную втулку 32 вдоль шкива 23, снимая прижимное усилие с дисков 30, связанных с валиком 31 распорной втулки 32, Диски 30 отжимаются от дисков 29, связанных с втулкой 24 и через проушину 26 с ведущим рычагом 7, обеспечивая расфиксацию плеч двуплечегошарнирного рычага. Пружина 36, работая на скручивание, воспринимает и компенсирует вес чертежной доски 13 и двуплечего шарнирного рычага иобеспечивает минимальные усилия наперемещение доски 13 как вверх,так и вниз, Строго вертикальное перемещение чертежной доски 13 обеспечивается синхронизацией вращенияведущего плеча 7 вокруг оси шарнира 6 и ведомого плеча 9 вокруг шарнира8, причем на один градус поворота ведущего плеча 7 относительно поворотного основания 5 ведомое плечо 9 поворачивается относительно ведущего плеча 7 на два градуса. Приусловии выполнения равенства межцентровых расстояний между осями шарниров 6, 8 и 10 обеспечивается строго вертикальное перемещение свободного шарнира 10 с закрепленной наней чертежной доской 13. Синхронизация вращения плеч 7 и 9 обеспечивается механической связью 20 междушкивами 18 и 19, имеющими заданное (2;1) соотношение диаметров и закрепленными определенным образом.Гибкая механическая связь обеспечивает фиксацию свободного ведомого (верхнего) звена механизма. Кроме того, она обеспечивает согласованный поворот ведомого звена от;5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 носительно ведущего звена на угол,в 2 раза превышающий угол перемещения этого ведущего звена, и синхронизирует перемещение самих звеньевмеханизма в строго определенной пропорции. Так как гибкая связь на шарнире 6 при повороте ведущего звенана определенный угол о( с одной стороны шкива сокращается на часть длины окружности вала, допустим, на0/ Ы (где О - диаметр шкива шарнира), с другой стороны шкива онана столько же удлиняется, то жесамое происходит на шкиве в шарнире 8 - смещение этого шкива можновыразить как Ы/с (где р - уголповорота ведомого звена относительно ведущего, Й - диаметр шкива вшарнире 6), Тогда, учитывая, чтогибкая связь не проскальзывает ирастягивается, получаем оВ/о = ФЙ/Цри учитывая, что Ид = 2, получим с=2 р т.е. смещение ведущего звенана 1 вызывает поворот ведомогозвена на 2 , что при равенстве длины звеньев обеспечивает строго вертчкальное перемещение чертежнойдоски,Фиксация чертежной доски 3 отперемещения в вертикальном направлении производится отпусканием педали 40. Пружиной 42, закрепленнойна основании 41 и связанной с педалью 40 при помощи тяги 38, и рычагом 34 производится затягиваниегайки 33 и фиксация плеч 7 и 9 рычага от проворота. Для регулировкиугла наклона чертежной доски 13 используется ручка 43, Поворотом ручки 43 при помощи вала 44 производится поворот гайки 45 в резьбе втулки46 и снимается осевое усилие с фрикционнык дисков 29, 30, связывающихведомое плечо 9 с кронштейном 11 сзакрепленной на ием чертежной доской 13. После установки требуемогоугла наклона чертежной доски 13 поворотом ручки 43 в обратную сторону производится фиксация положениячертежной доски 13. Компенсатор веса, установленный в свободном шарнире 1 О, служит для компенсации веса доски 13 от поворота вокруг осисвободного шарнира 10 при расфиксации фиксатора угла наклона доски 13.Иеханизм раэмыкания механическойсвязи 20 работает следующим образом,лри вывартываиии гайки 50 ив втулки9 1553043 1 О51 шарнира 8 тягой 54 шкив 19 выво- при изменении положения основногодится из зацепления с валом 53, чем шкива шарнира 6.обеспечивается независимое переме- Приводятся воэможности игпольэощение плеч 7 и 9 двуплечего шарнирно- вания чертежного станка с целью бо 5го рычага. лее полного обеспечения удобстваЯа фиг.7 показаны положения основ- в эксплуатации,ных элементов чертежного станка при На фиг.13 приведен вариант станперемещении чертежной доски 13 по ка со стойкой 2 и креплением доскилинии перемещения Х-Х. Угол наклона 1 О 13 за одну из сторон обратной плосчертежной доски 13 относительно плос - кости чертежной доски 13. Такоекости основания 5 изменяется от по- крепление обеспечит повышенную жестложения к положению. Вариант станка кость двуплечего шарнирного рычагаоснащен весовым компенсатором ве- за счет выборки зазоров в шарнирахса 55. 15 под действием веса консольной частиНа фиг.8 показаны возможности чертежной доски 13, освободит проварианта чертежного станка, обеспе- странство за центром обратной плосчивающего сохранение заданного угла кости чертежной доски 13, обеспечитнаклона чертежной доски 13 при ее свободный доступ к двуплечему шарвертикальном перемещении, что явля нирному рычагу и исключит удлиниется основным преимуществом данно- тельный вал 44 ручки 43 фиксатораго варианта. Станок оснащен пружин- угла наклона доски 13, что повыситным компенсатором веса 56 и допол- удобство пользования чертежным стан -нительной гибкой механической свя- ком. Возможно крепление стойки 2 кэью 57. 25 полу фланцем 3 на шпильках или болНа фиг.9 показаны основные эле- тах, что позволит снять основание 1менты варианта чертежного станка, и создать дополнительные удобстваобеспечивающего изменение угла на- пользования станком за счет освобожклона линии перемещения Х-Х. Шкив дения поверхности пола под станкомшарнира 6 установлен на поворотном 30 от опор основания 1,основании 5 шарнирно, что позволяет На фиг.14 показан вариант чертежизменять угол наклона линии переме- ного станка с креплением к стене.щения Х-Х, переводя его в новые Станок в этом варианте используетсяположения Х - Хи Х ф - Х " . Кро- без пустотелой стойки 2. Педальныйме пРУжинного компенсатора 56 веса З 5 привод 40 заменяется на управляющуюдоски вариант станка оснащен допол- ручку 65. Для этого варианта понанительным компенсатором наклона стан - добится поворот шкивов 18 и 23 отка относительно основания в виде, носительно основания 5 на удобныйнапример, груза 58, закрепленного для пользования угол подъема доски.при помощи стойки 59 на валу шкива 40 На фиг.15 показан вариант чертежшарнира 6. ного станка с креплением на потолке.1 Крепление осуществляется фланцемНа фиг.10 приведены положения 3 при помощи болтов или шпилекРас.чертежного станка по сохранению за- тормаживание фиксаторов вертикальданного угла наклона чертежной дос ного перемещения и поворота в горики 13 не только при перемещении ее зонтальной плоскости можно осущевдоль линии перемещения Х-Х, но иствлять дистанционно с подвесногопри изменении угла наклона этой ли- пульта 66 пневмо- или электромехачф Рнии Х - Х , что является преимуще- ниэма 67, 68 управления фиксатораством, обеспечивакицим большее удоб ми. Компенсаторы веса должны бытьство пользования этим вариантом стан- настроены на работу в обратном нака. В отличие от других вариантов, в правлении.шарнирах б, 8 и 10 установлены до- На фиг. 16 приведен вариант черполнительные шкивы 60, 61 и 62 сотежного станка с креплением на стоответственно, связанные попарно до ле 69, в котором чертежная доска 13полнительными гибкими механическими выполнена иа прозрачном материалеУсвязями 63 и 64, причем дополни- а на поверхности стола 69 можеттельный шкив 60 шарнира 6 жестко свя- быть установлен диапроектор 70. Вазан с поворотным основанием 5 даже риант предназначен для копировкичертежей с микрофишей. При использовании диапроектора 70 в качестве фонаря подсветки станок может быть использован и в качестве копировальной установки,На фиг.17 представлен настольный вариант чертежного станка, который может быть использован и в качестве графопостроителя, В этом варианте возможна либо установка графопостроителя на станок, либо использование чертежного прибора, оснащенного механизмами перемещения, датчиками обратной связи и пишущими головками. Обеспечив отключение привода и унифицировав место крепления под установку либо чертежной головки, либо пишущей головки, можно создать удобное рабочее место инженера- конструктора, где однообразная работа по вычерчиванию типовых элементов и копированию готовых чертежей должна выполняться графопостроителем, управляемым ЭВМ, а компоновка и разработка новых элементов - при помощи чертежного прибора. Преимущество чертежного стола заключается в использовании в качестве подъемного механизма двуплечего шарнирного рычага с механизмом синхронизации перемещения плеч, что обеспечивает повышение удобства ис- пользования за счет более плавного хода во время перемещения, что обусловлено меньшими зазорами в шарнирах и сосредоточением всех узлов механизма в одном компактном узле (двунлечем шарнирном рычаге) с достаточно свободным доступом ко всем его деталям; увеличение жесткости путем использования более жестких шарнирных связей; увеличение долговечности, обусловленной меньшим и более равномерным износом шарниров; повышение универсальности применения, обусловленной сосредоточением практически всех узлов и деталей станка в одном компактном механизме; вариант чертежного станка с дополнительным валом в свободном шарнире 10 обеспечивает плоскопараллельное перемещение чертежной доски; вариант чертежного станка с дополнительным компенсатором веса позволяет снизить нагрузку на компенсатор веса в шарнире 6 и на механическую связь между шкивами.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Кроме приведенных ваоиантов применения, кинематическая схема может быть использована в кинофототехнике для установки кинофотоаппаратуры, в быту и на производстве для регулируемых стоек столов, стульев, кресел, различных бытовых и технических приборов и устройств, например телевизоров, печатающих машинок, пультов управления и т.п., в измерительной технике в качестве координатного устройства для перемещения микрофонов, датчиков, теодолитов, телескопов и т.д. Формула изобретения 1. Чертежный станок, содержащий связанное с основанием средство перемещения чертежной доски, включающее двухзвенный механизм, ведущее и ведомое звенья которого шарнирно связаны между собой, с чертежной доской и с возможностью поворота относительно основания, и взаимодействующую со звеньями гибкую связь, охватывающую шарнир для соединения звеньев и шарнир для соединения звена с основанием, средство. фиксации чертежной доски и компенсаторы ее массы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик за счет повышения жесткости и долговечности, повышения удобства в пользовании и расширения эксплуатационных возможностей, двухзвенный механизм средства перемещения чертежной доски снабжен шкивами, установленными в узле для со" единения звеньев между собой и в узле для соединения ведущего звена с основанием и охваченными гибкой связью, при этом диаметр шкива узла для соединения ведущего звена с основанием в два раза больше диаметра шкива узла для соединения звеньев между собой, причем последний жестко связан с ведомым звеном.2. Станок по п. 1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что шкив узла для соединения ведущего звена с основанием жестко связан с последним,при этом основание выполнено поворотным.3. Станок по п.1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что основание выполнено неподвижным, а шкив узла для соединения ведущего звена с основанием шарнирно связан с последним,1553043 13при этом станок имеет дополнительные фиксатор положения чертежной доски и компенсатор наклона ее относительно основания.5 4. Станок по пп.1-3, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен шкивом, установленным в узле для соединения ведомого звена с чер тежной доской, диаметр которого равен двум диаметрам шкива узла для соединения звеньев между собой, при этом чертежная доска установлена на шкиве, а последний связан со шкивом 15 узла для соединения звеньев дополнительной гибкой связью. 145. Станок по пп.1-4, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что каждый иэ узлов соединения звеньев между собой, с чертежной доской и с оснонанием снабжен дополнительным шкивом, все шкивы выполнены с одинаковым диаметром, при этом дополнительный шкив узла соединения ведущего звена с основанием жестко связан с последним, дополнительный шкив узла для соединения звеньев между собой установлен шарнирно, а дополнительный шкив для соединения ведомого звена с чертежной доской жестко связан с последней, причем оба шкива каждого звена соединены между собой гибкой связью.