[ETCartman]

Здравствуйте
Задача состоит в том, чтобы подавать горизонтальную платформу CD выдвигая ее вперед (можно вперед и вверх или вперед и немного вниз - не важно), но при этом данная рабочая поверхность всегда должна быть строго горизонтальна.
Вопрос состоит в том, чтобы найти такую систему, которая обходилась бы одним управляющим устройством -
то есть имела бы одну степень свободы.

На рисунке, на схеме а) показан параллелограмм. Если добавить вместо диагонали линейный актуатор (например винтовой с шаговым двигателем), то мы получим систему с одной степенью свободы которая всегда будет подавать груз вперед при этом рабочая поверхность СD всегда остается параллельной базе.
Все бы прекрасно, но в задаче, которой я интересуюсь, база AB может иметь произвольный угол (в диапазоне от 0 до 35 градусов к вертикали в данном случае). Иными словами в данном случае нужно добавить некоторый второй управляемый мотор, который будет поворачивать базу AB, делая ее горизонтальной

На схеме б) показана схема с двумя степенями свободы. Подкос делает платформу горизонтальной а некий скользящий механизм выдвигает ее вперед. Ну это как бы похоже на некоторое очень стандартное решение.
Но оно имеет 2 степени свободы. К тому же в данной задаче такое решение имеет определенные сложности (дистанция горизонтального выдвижения больше длины CD и конструктивно мало места для устройства такого актуатора (который к тому же должен скользить и нести нагрузку)

Наконец на схеме с) представлена некоторая попытка хакнуть эту схему, имея единственный мотор (угловой актуатор, поворачивающий шарнирную стойку AB). При этом платформа всегда остается горизонтальной под собственным весом и весом полезной нагрузки. К сожалению - не катит, потому что это механизм у которого все части должны быть стабильно управляемы. А груз может быть смещен от оси. В данном случае вторая степень свободы как бы передается силе тяжести на управление, но это не очень надежно

Вопрос к участникам форума. Как можно решить такую схему. траектория перемещения не важна - только горизонтальность платформы.
В крайнем случае и две степени свободы было бы ничего, да только бы если реализовать было просто (сохраняя стабильность и способность нести нагрузку, и геометрическую неизменяемость). Приз даже обещаю (по усмотрению), если решение подскажете (100д)
правда хоть миллион обещай - думаю одностепенного решения нет чисто математически. В крайнем бы случае придумать что то с двумя простыми линейными актуаторами с коротким ходом.

[Fogel]

Чем не нравится классическое решение с промежуточной рамой и криволинейными пазами в ней? Или опускающийся привод диска? Разберите привод сидюка, все управляется одим движком в нонешних.

[йцуке]

Что-то не пойму суть , вроде никакой сложности-ставим ножничный механизм и он обеспечивает горизонтальное движение .

[Fogel]

Ну да, суть проблемы остается покуда в тумане. Есть некая базовая поверхность на которой и базируется... ну, "задающее устройство". Поверхность может иметь произвольное положение в пространстве. Есть привод диска, он горизонтален. Нужен механизм снимающий/ставящий диски на привод, независимый от угла базовой поверхности. Желательно управление одним двигателем. Я правильно понял задачу?
Сделать фрикционный зажим диска за ребро - нечто по типу клещей - пара подушечек заживающих диск по диаметру с дух краев. При посадке диска на шпиндель по стандартной траектории, он сам упрется в посадочную шайбу и провернется до нужного положения.
В классичекских же приводах хоть кверху ногами диски ставь - специальные упоры были

[Ljo]

Гидравликой какие только не управляются движения. Одним гидроцилиндром, например, запорное и подъёмное устройство в одном лице с движением по одной прямой, потом по другой прямой с вращением и без. Не вижу вообще никаких проблем. Дайте чёткое задание что и куда должно перемещать. Я уж столько траекторий в механизмах сделал с силовыми показателями, что трудно представить чего нельзя придумать.
П.С. зайдите хоть на http://www.tcheb.ru/ и посмотрите механизмы Чебышева для вдохновения, у французов вообще громадная база есть решений по кинематике, только я так с налёту не вспомню где посмотреть.

[ETCartman]

Сообщение от Fogel Ну да, суть проблемы остается покуда в тумане. Есть некая базовая поверхность на которой и базируется... ну, "задающее устройство". Поверхность может иметь произвольное положение в пространстве. Есть привод диска, он горизонтален. Нужен механизм снимающий/ставящий диски на привод, независимый от угла базовой поверхности. Желательно управление одним двигателем. Я правильно понял задачу?

База AB - рама реечно-шестеренчатого подъемника, движется по фиксированной дуговой траектории, функционально самостоятельная часть, по которой вопросов нет (то есть они есть, но стандартные). Платформа CD - горизонтальная платформа с грузом, общим весом тонн 5. Ее нужно выдвигать к площадкам, расположенным несколько в стороне от траектории. Я первую схему не удачно нарисовал, показав AB горизонтально, а так в принципе задача технически и сводится к поиску оптимального механизма с описанными свойствами.
У CD привода база жестко фиксирована к системному блоку. Если вы поставите системный блок на наклонную поверхность, он будет выдвигаться под наклоном. В данном случае отличие в том, что поверхность должна поддерживать строго горизонтальное положение в пространстве (технически не вопрос - как именно поддерживать, какими сенсорами-моторами, вопрос в кинематической схеме пригодной для тяжелых нагруженных механизмов, хотя могу уточнить что это будет не гидравлика а электропривод)
По ссылке - интересен Табурет Чебышева. Но он не прост и вообще не понятен. Много частей и шариниров к тому же. Думаю что задача в той постановке как я описал все таки не решается.
Хотя может и решается - если один привод использовать для выравнивания и перемещения.
Если исходить из постановки задачи синтеза механизма, то надо просто нарисовать отрезок CD в двух крайних положениях горизонтально. При этом механизм должен обеспечивать любое положение между крайними при любом наклоне базы. Важно что при максимальном наклоне базы положение крайнее правое а амплитуда перемещения где то соизмерима с длиной CD

PS Вот следующая схема навскидку.Размеры тут даны для примера.
AB - рама которая имеет переменный угол на разных уровнях
CD - платформа (или ее основание, к которому она неподвижно закреплена)
AD - линейна управляемая связь на шарнирах.
CB - шарнирный линк.

Ясно что данная схема изменяемая и нагрузку может нести только при горизонтальных положениях линка CB, когда платформа CD опирается на раму.
Поэтому следующий вариант - удалить CB и сделать подвижную опору в узле B
В этом случае актуатор может автоматически поддерживать горизонтальное положение и выдвигать площадку одновременно. Проблема в том что схема таки опять остается изменяемой - линк ее не фиксирует полностью.
Я так просто вслух рассуждаю, мне конечно хочется просто самому поймать мысль, или на идею чтобы кто то навел - больше ничего не надо.

PPS Теоретически можно подумать насчет схемы, которая работает в режиме переключения. В момент движения единственная степень свободы выравнивает положение площадки, а в момент подачи вперед работает как привод на выдвижение. Естественно в каждый из моментов схема должна быть геометрически неизменяемой (кроме изменения геометрии сообщаемого актуатором.) Тут обстоятельства такие, что на текущий момент некоторая рабочая конструкция уже имеется. И в данный момент видны определенные ее недостатки. Есть время рассмотреть второй вариант, чтобы сравнить недостатки vs достоинства и принять окончательное решение. Я всех технических деталей сообщать не могу, потому что договор с заказчиком предусматривает коммерческую тайну (это полностью гражданский объект, но тем не менее). Да и само описание всех деталей заняло бы страниц 20. Тут достаточно просто абстрактного (в кинематических терминах) сформулированного описания, чтобы некоторое такое решение принять.
Например если на рисунке 2 найти способ переключать механизм в точке B с rotational motion к linear motion (например с помощью клатча http://www.warnerelectric.com/clutch-products.asp)
то данная идея была бы работающей. В этом случае система управлялась бы одним актуатором.

[Fogel]

Прошу прощения, но само сочетание букв CD натолкнуло меня на стойкую ассоциацию что это привод заправки компактдисков еще думал что за штука, библиотека чтоли...

[йцуке]

Опять важны ньюансы, ведь без них проблема решается элементарно. Опять же приведу пример ножничного механизма (хотя можно тупо пустить горизонтальную трубу для поддержания горизонта). Пусть траектория тележки то опускается то поднимается, опять же просто решается- тележка крепится на шарнирах на несущем органе и с возможностью перемещения вверх вниз например подвижное сочленение втулка-стержень) во втулке ножничного механизма. Ножничный механизм (или простая труба параллельно тележке) поддерживает горизонт и тележка всегда горизонтальна, хотя на несущем органе она перемещается и выше и ниже..

[Нурлан]

CD надо делать в виде подвесной люльки. она всегда будет горизонтальной.

[ETCartman]

да. с люлькой предлагал сразу начальник. проблема что платформа в этом случае может отклоняться вместе с центром тяжести.
Теперь собственно новый вопрос - какое устройство можно придумать, чтобы оно легко переключалось в состояния: "вращение без скольжения" и "скольжение без вращения"

[Jonas]

Не плохо бы знать массу груза, иначе не сориентироваться.

[ETCartman]

Сообщение от Jonas Не плохо бы знать массу груза, иначе не сориентироваться.

выше упоминал - примерно 3-5 тонн. Придумываю сейчас механизм для переключения между "свободное вращение - нет скольжения" и "скольжение под заданным зафиксированным углом". И как эти состояния придумать переключать одной муфтой.