Женева драйв - Geneva drive

Анимация, показывающая работу шестипозиционного внешнего привода Geneva.

В Женева драйв или же Мальтийский крест это механизм механизм, который переводит непрерывный вращение движение в прерывистое вращательное движение.

В вращающийся привод колесо обычно оснащен штырь который входит в прорезь, расположенную на другом колесе (ведомое колесо) это продвигает его по одному шагу за раз. Ведущее колесо также имеет приподнятый круглый блокирующий диск, который «блокирует» вращающееся ведомое колесо в положении между ступенями.

История

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

Название, Geneva drive, происходит от самого раннего применения устройства в механические часы, которые были популяризированы в Женева, являясь классическим истоком часовой индустрии.[нужна цитата ]

В Женева драйв также называется "Мальтийский крест механизм »за счет визуального сходства, когда вращающееся колесо имеет четыре спицы, поскольку они могут быть небольшими и способны выдерживать значительные механические нагрузки. Эти механизмы часто используются в механических часы.

В наиболее распространенной конфигурации привода в Женеве клиентское колесо имеет четыре паза и, таким образом, продвигает привод на один шаг за раз (каждый шаг составляет 90 градусы ) за каждый полный оборот ведущего колеса. Если управляемое колесо п слоты, он выдвигается на 360 ° /п за полный оборот гребного колеса.

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

Использование и приложения

Кинопроектор с ручкой и женевским приводом
Остановка в Женеве с пятью спицами

Одно из применений Женевского драйва снято в кино 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 зацепляет отверстия звездочки в пленке. Привод Geneva также обеспечивает точно воспроизводимое положение остановки, что очень важно для минимизации джиттера в последовательных изображениях. (Современные кинопроекторы могут также использовать механизм индексации с электронным управлением или шаговый двигатель, что позволяет перемотать фильм вперед). Первое использование привода в Женеве в кинопроекторах относится к 1896 году. Оскар Месстер и Макс Гливе и Театрограф из Роберт Уильям Пол. Предыдущие проекторы, включая Томас Армат проектор, продаваемый Эдисон как Витаскоп, использовал «колотушку», изобретенную Жорж Деменÿ в 1893 году, чтобы добиться прерывистой транспортировки пленки.

Женевские колеса, имеющие форму ведомого колеса, также использовались в механических часы, но не в погоне, а чтобы ограничить напряжение весна, так что он будет работать только в том диапазоне, в котором сила упругости почти линейный. 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 раскручивание) пружины. Это так называемое Остановка в Женеве или «Женева остановка работы» была изобретением часовщиков 17 или 18 века.

Другие применения привода Geneva включают механизм смены пера в заговорщики, автоматические пробоотборники, денежная купюра счетные машины, и многие формы индексируемый оборудование, используемое в производстве (например, устройства смены инструмента в ЧПУ машины; башни револьверные станки, винтовые машины, и револьверные сверла; некоторые виды индексирующие головки и поворотные столы; и так далее). В Часы с железным кольцом использует женевский механизм для прерывистого движения одного из колец.

Привод из Женевы использовался для замены фильтров в Рассветная миссия кадрирующая камера, используемая для съемки астероида 4 Веста в 2011 году. Он был выбран, чтобы гарантировать, что в случае отказа механизма можно будет использовать хотя бы один фильтр.[1][2]

Внутренняя версия

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. подчеркивает.[нужна цитата ]

Сферическая версия

Другой вариант - сферический привод Женевы.[3]

  • Сферический привод Женевы

Кинематика

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

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

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Камера", Мультимедиа (Мов) (движущиеся картинки), нас: Лаборатория реактивных двигателей, НАСА.
  2. ^ Кристофер Рассел; Кэрол Рэймонд (2012). Миссия Рассвет на малых планетах 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

  • 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.

внешняя ссылка