Манипулятор шаровой

Полезная модель относится к автоматике и вычислительной технике может быть использована в системах отображения информации на экране растрового монитора для перемещения курсора, управления ориентацией изображений подвижных объектов на экране растрового монитора. Его использование позволяет получить технический результат, позволяющий позволяет упростить конструкцию, обеспечить брызго-пылезащищенность и защиту ведущего шара от механических воздействий (ударов). Для этого шаровой манипулятор содержит в корпусе кинематически связанные между собой ведущий шар и два взаимно перпендикулярных ведомых валика, на осях которых закреплены кодовые колеса и связанные с ними координатные преобразователи. На наружной стороне корпуса имеется цилиндрический буртик с фиксирующим элементом например, в виде резинового кольца, (или на буртике и на крышке выполнены резьба с крупным шагом), например, в виде канавки на буртике, в которой установлен упругий элемент (резиновое кольцо или разрезное пружинное кольцо), на который установлена защитная крышка, соединяемая гибкой связью с наружной поверхностью манипулятора или с корпусом прибора.

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.

1. 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 и связанные с ними координатные преобразователи, отличающийся тем, что на наружной стороне корпуса имеется цилиндрический буртик с фиксирующим элементом, например, в виде резинового кольца, (или на буртике и на крышке выполнены резьба с крупным шагом), например, в виде канавки на буртике, в которой установлен упругий элемент (резиновое кольцо или разрезное пружинное кольцо), на который установлена защитная крышка, соединяемая гибкой связью с наружной поверхностью манипулятора или с корпусом прибора.

2. Шаровой манипулятор по п.1, отличающийся тем, что внутри крышки закреплен демпфирующий элемент, выполненный из упругого материала, например, в виде резинового кольца.