Устройство магнитного крепления

Устройство магнитного крепления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

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.

1. Устройство магнитного крепления, включающее первый функциональный модуль (1) с первым фрагментом (2), выполненным из магнитного материала и закрепленным на первом функциональном модуле (1), второй функциональный модуль (10) и фиксирующий модуль (17), выполненный в виде по меньшей мере одного магнита, соединенного со вторым функциональным модулем (10) и расположенного с возможностью магнитного взаимодействия с первым фрагментом (2), отличающееся тем, 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).

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первое гнездо (5), второе гнездо (6), третье гнездо (14) и четвертое гнездо (15) выполнены сквозными.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первое гнездо (5), второе гнездо (6), третье гнездо (14) и четвертое гнездо (15) выполнены не сквозными.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый набор гнезд (4) включает более двух гнезд, второй набор гнезд (13) включает более двух гнезд, при этом расстояние С 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).

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, 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.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, 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.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что магниты (30) 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.