Способ уменьшения ударов в шагающем механизме

Как появилась тема для исследования?
Руководитель – специалист по шагающим машинам
Что-то пошло не так!

Классический шагающий механизм П.Л.Чебышева и картонная модель
Ссылка: Рисунок взят из статьи А.А.Скворцовой, за которую она получила премию им. Н.И.Лобачевского в Казани.
Формула П.Л.Чебышева для определения числа степеней свободы:
(Число степеней свободы) = 3*(рычагов) – 2*(шарниров) = 3*3-2*4=9-8 = 1
Объект изучения
Механизм
Хойкена

Классификация ударов и цель работы
Сильные Микроудары
Поломка Дискомфорт
Сила удара –
не главное
Ускорение рабочей точки шатуна (опоры)
Синий – касательное,
красный – поперечное,
зелёный – полное.
Цель работы – уменьшить концевые удары в шагающей машине
Ссылка: Рисунок взят из статьи А.А.Скворцовой, за которую она получила премию им. Н.И.Лобачевского в Казани.

Удары видны на графике скорости
Синий – горизонтальная скорость,
красный – вертикальная скорость,
зелёный – общая скорость.
Ссылка: Рисунок взят из статьи А.А.Скворцовой, за которую она получила премию им. Н.И.Лобачевского в Казани.

Две технические задачи:
1) определить приближение опоры к концевой точке;
2) уменьшить силу ударов опоры на концевых точках.
Предложенное техническое решение работает и для центральной ударной точки, но это другая работа
Ссылка на рисунок: http://paleontologylib.ru/books/item/f00/s00/z0000009/st004.shtml
Передний
удар опоры
Задний
отрыв опоры
Задача 1.
Как «научить» машину чувствовать конечные ударные точки?

Решение первой задачи –
научила шагоход «думать» об ударах
Спасибо шефам-строителям!
Концевой включатель-выключатель от лифтового оборудования.
Нормально замкнутые и нормально разомкнутые контакты (НЗК НРК).
Датчик-колесо наталкивается на штангу рядом с концевой точкой.
Информация об ударной точке появилась!

Решение второй задачи –
научила шагоход «не стучать пяткой»

Практическая реализация и проверка
Сборка лабораторного макета
Авторская заявка на патент на изобретение

К новому механизму прикреплён электродвигатель (12В, 3А)
Прикреплён концевой выключатель,
выполнена регулировка штанг и кулачка

Инструменты – отвёртка, гаечный ключ, дрель, паяльник, тестер, осциллограф

Главное преимущество пассивного синхрошатуна – любая опора

Как оценить удары опор в механизме?
Удобен запоминающий осциллограф

Эталон – осциллограмма обычного режима
Отключена автоматическая система уменьшения концевых ударов,
нормально замкнутые контакты шунтированы проводом

Режим уменьшения концевых ударов
R = 4,9 Ом
Ц.д. = 5 В/дел.
R = 5,5Ом
Ц.д. = 5 В/дел.
R = 6,3 Ом
Ц.д. = 10 В/дел.
Чем ближе к центру, тем меньше удары
Закон шага (природы): t1/t2=1/2

Перспектива работы - электроника
Испытала кнопку от электродрели, надо собрать схему

1. Предложен способ уменьшения концевых ударов в шагающем механизме П.Л.Чебышева замедлением вращения вала электродвигателя.
2. Изготовлена лабораторная установка, на которой проведены исследования различных уровней снижения концевых ударов.
3. Изготовлен и испытан действующий шагающий механизм, который подтвердил правильность выбранного технического решения.
4. Определены перспективы работы: уменьшение центрального удара, определение рациональных областей срабатывания концевого выключателя, плавное изменение сопротивления, переход к электронной схеме.
Выводы

На этот механизм 6 октября я подала заявку на патент на изобретение «Шагающий механизм»
На мой «Шагающий механизм» можно поставить опору любой формы
Шатун-опора
Заявка на патент на изобретение
RU 2021129147

Сейчас заявка на формальной экспертизе в РОСПАТЕНТе