Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Анимация, показывающая работу шестипозиционного внешнего привода Geneva.

Диск Женевы или Мальтийский крест является зубчатым колесом механизма , который преобразует непрерывное вращение движения в прерывистое вращательное движение.

Вращающегося привода колеса , как правило , снабжен штифтом , который достигает в паз , расположенный в другом колесе ( ведомого колеса ) , что прогресс это за один шаг за один раз. Ведущее колесо также имеет приподнятый круглый блокирующий диск, который «блокирует» вращающееся ведомое колесо в положении между ступенями.

История [ править ]

Иллюстрация, которая показывает четыре стадии (остановка движения под углом 90 градусов) одного полного цикла мальтийского креста.

Название «Женевский привод» происходит от самого раннего применения этого устройства в механических часах , которые были популяризированы в Женеве , являясь классическим источником часовой индустрии. [ необходима цитата ]

Диск Женевы также называется « Мальтийским крестом механизмом» из - за визуальное сходство , когда вращающееся колесо имеет четыре спицы , так как они могут быть сделаны небольшими, и способны выдерживать значительное механическое напряжение. Эти механизмы часто используются в механических часах .

В наиболее распространенной конфигурации привода в Женеве клиентское колесо имеет четыре паза и, таким образом, увеличивает привод на один шаг за раз (каждый шаг составляет 90 градусов ) за каждый полный оборот ведущего колеса. Если управляемое колесо имеет n пазов, оно перемещается на 360 ° / n за полный оборот гребного колеса.

Поскольку механизм должен быть хорошо смазан, его часто заключают в масляную капсулу. [ необходима цитата ]

Использование и приложения [ править ]

Кинопроектор с ручкой и женевским приводом
Женевская остановка с пятью спицами

Одно из применений привода Geneva - кинопроекторы и кинокамеры, где пленка протягивается через окно экспонирования с периодическими запусками и остановками. Пленка продвигается кадр за кадром, каждый кадр остается неподвижным перед объективом в течение части цикла кадра (обычно со скоростью 24 цикла в секунду) и быстро ускоряется, продвигается и замедляется в течение остальной части цикла. Это прерывистое движение реализуется приводом в Женеве, который, в свою очередь, приводит в действие коготь, который входит в отверстия звездочек в пленке. Привод Geneva также обеспечивает точно воспроизводимое положение остановки, что очень важно для минимизации джиттера в последовательных изображениях. (Современные кинопроекторы могут также использовать индексирующий механизм с электронным управлением или шаговый двигатель., Что позволяет быстро пересылке фильма.) Первые применения привода Женевского в кинопроекторах вернуться к 1896 году проекторам Oskar Messter и Максы Gliewe и Teatrograph от Роберта Уильяма Пола . Предыдущие проекторы, в том числе проектор Томаса Армата , продаваемый Эдисоном как Vitascope , использовали «механизм колотушки», изобретенный Жоржем Демену в 1893 году, для прерывистой транспортировки пленки.

Женевские колеса, имеющие форму ведомого колеса, также использовались в механических часах , но не в приводе, а скорее для ограничения натяжения пружины , чтобы она работала только в диапазоне, в котором ее сила упругости почти линейна. Если одна из прорезей ведомого колеса закрыта, количество оборотов, которое может сделать ведущее колесо, ограничено. В часах «ведущее» колесо - это то колесо, которое заводит пружину, а женевское колесо с четырьмя или пятью спицами и одним закрытым пазом предотвращает перекручивание (а также полное разматывание) пружины. Эта так называемая Женевская остановка или «Женевская остановка работы» была изобретением часовых мастеров 17 или 18 века.

Другие применения привода Geneva включают механизм смены пера в плоттерах , автоматических пробоотборных устройствах, машинах для счета банкнот и многих видах индексируемого оборудования, используемого в производстве (например, устройства смены инструмента в станках с ЧПУ ; револьверные головки токарных станков с револьверной головкой , винтовые станки , и револьверные сверла, некоторые виды делительных головок и поворотных столов и т. д.). Кольцо часы Iron использует механизм Geneva , чтобы обеспечить прерывистое движение к одной из его колец.

Привод в Женеве использовался для замены фильтров в кадрирующей камере миссии Dawn, которая использовалась для съемки астероида 4 Веста в 2011 году. Он был выбран для обеспечения того, чтобы в случае отказа механизма можно было использовать хотя бы один фильтр. [1] [2]

Внутренняя версия [ править ]

Внутренний привод в Женеве - это вариант конструкции. Ось ведущего колеса внутреннего привода может иметь подшипник только с одной стороны. Угол, на который ведущее колесо должно повернуться, чтобы осуществить поворот на один шаг ведомого колеса, всегда меньше 180 ° во внешнем приводе в Женеве и всегда больше 180 ° во внутреннем приводе, поэтому время переключения больше, чем время, когда ведомое колесо стоит на месте.

  • Внутренний привод Женевы

  • Анимация, показывающая работу внутреннего привода в Женеве

Внешняя форма является более распространенной, так как она может быть меньше по размеру и выдерживать более высокие механические нагрузки . [ необходима цитата ]

Сферическая версия [ править ]

Другой вариант - сферический привод Женевы. [3]

  • Сферический привод Женевы

Кинематика [ править ]

Кривые движения за один оборот ведущего колеса сверху вниз: угловое положение θ, угловая скорость ω, угловое ускорение α и угловой рывок j a .

На рисунке показаны кривые движения для внешнего накопителя Geneva с четырьмя гнездами в условных единицах. Прерывистость возникает в ускорении, когда ведущий штифт входит и выходит из паза, возникающий в момент соприкосновения или разъединения жестких опорных поверхностей. Это создает «бесконечный» пик рывка ( пик Дирака ) и, следовательно, вибрации.

См. Также [ править ]

  • Dwell cam

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Камера", Мультимедиа (Mov) (движущиеся изображения), США : Лаборатория реактивных двигателей, НАСА.
  2. ^ Кристофер Рассел; Кэрол Рэймонд (2012). Миссия Рассвет на Малые планеты 4 Веста и 1 Церера . Springer.
  3. ^ Бикфорд, Джон Х. (1972). «Женевские механизмы». Механизмы прерывистого движения (PDF) . Нью-Йорк: Industrial Press inc. 128. ISBN  0-8311-1091-0.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Склейтер, Нил (2011), «Кулачковые, Женевские и храповые приводы и механизмы», Справочник по механизмам и механическим устройствам (5-е изд.), Нью-Йорк: McGraw Hill, стр. 180–210, ISBN 978-0-07170442-7. Чертежи и конструкции различных приводов.

Внешние ссылки [ править ]

  • Женевское колесо (учебник), Корнелл.
  • Женевский механизм: его история, функции и слабые стороны , Университет Небраски.
  • Внешний привод Женева (анимация), Brock eng.
  • Патент США 6,183,087 - Quickermittent . Модифицированное звездное колесо для быстрого спуска.
  • «LEGO Geneva Mechanism», Brick инженер (анимация и инструкции по сборке), 7 октября 2007 г.