Женевский драйв

Женевский привод или женевский механизм представляет собой зубчатый механизм, который преобразует непрерывное вращательное движение в прерывистое вращательное движение.

Вращающееся ведущее колесо обычно оснащено штифтом , который входит в прорезь, расположенную на другом колесе ( ведомом колесе ) , и продвигает его на один шаг за раз. Ведущее колесо также имеет приподнятый круглый блокирующий диск, который «фиксирует» вращающееся ведомое колесо в положении между ступенями.

История

Название «Женевский привод» происходит от самого раннего применения этого устройства в механических часах , которые были популяризированы в Женеве . ^[1] Этот механизм часто используется в механических часах , поскольку его можно изготовить в небольшом масштабе и он способен выдерживать значительные механические нагрузки.

Женевский привод еще называют « механизмом мальтийского креста » из-за визуального сходства, когда вращающееся колесо имеет четыре спицы .

В наиболее распространенной конструкции женевского привода клиентское колесо имеет четыре паза и, таким образом, перемещает привод на один шаг за раз (каждый шаг составляет 90 градусов ) при каждом полном обороте главного колеса. Если управляемое колесо имеет n пазов, оно перемещается на 360°/ n за полный оборот гребного колеса. Минимальное количество слотов в практичном женевском приводе — 3; редко можно встретить механизм с более чем 18 прорезями. ^[2]

Поскольку механизм нуждается в хорошей смазке, его часто заключают в масляную капсулу. ^{[ нужна ссылка ]}

Использование и применение

Одним из применений женевского привода являются кинопроекторы и кинокамеры, где пленка протягивается через экспонирующее устройство с периодическими запусками и остановками. Фильм продвигается кадр за кадром, каждый кадр неподвижно стоит перед объективом в течение части кадрового цикла (обычно со скоростью 24 цикла в секунду) и быстро ускоряется, продвигается и замедляется в течение оставшейся части цикла. Это прерывистое движение осуществляется женевским приводом, который, в свою очередь, приводит в действие захват, который зацепляет отверстия звездочки в пленке. Женевский привод также обеспечивает точно повторяемую позицию остановки, что имеет решающее значение для минимизации дрожания последовательных изображений. (Современные кинопроекторы также могут использовать индексный механизм с электронным управлением или шаговый двигатель , который позволяет перематывать фильм вперед.) Первое использование женевского привода в кинопроекторах датируется 1896 годом, когда проекторы Оскара Местера и Макса Гливе и Театрограф Уильяма Роберта Пола . Предыдущие проекторы, в том числе В проекторе Томаса Армата , продаваемом Эдисоном как Vitascope , использовался «колоточный механизм», изобретенный Жоржем Демени в 1893 году, для обеспечения прерывистой транспортировки пленки. ^[3]^: 138

Женевские колеса, имеющие форму ведомого колеса, также использовались в механических часах , но не в приводе, а для ограничения натяжения пружины , чтобы она работала только в диапазоне, где ее сила упругости почти линейна. Если одна из прорезей ведомого колеса закупорена, количество оборотов, которое может совершить ведущее колесо, ограничено. В часах «приводным» колесом является то, которое заводит пружину, а женевское колесо с четырьмя или пятью спицами и одной закрытой прорезью предотвращает перезакручивание (а также полное разматывание) пружины. Эта так называемая Женевская остановка или «Женевская остановка» была изобретением часовщиков 17 или 18 веков.

Другие применения женевского привода включают механизм смены пера в плоттерах , автоматические устройства отбора проб, машины для счета банкнот и многие виды индексируемого оборудования, используемого в производстве (например, устройства смены инструмента в станках с ЧПУ ; револьверные головки токарных станков , винтовые станки , и револьверные сверла; некоторые виды индексирующих головок и поворотных столов и т. д.); используется В часах с железным кольцом женевский механизм, обеспечивающий прерывистое движение одного из колец.

Женевский привод использовался для замены фильтров в камере кадрирования миссии Dawn , которая использовалась для изображения астероида 4 Веста в 2011 году. Он был выбран для того, чтобы гарантировать, что в случае выхода из строя механизма хотя бы один фильтр можно будет использовать. ^[4]^[5]

Внутренняя версия

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

Внутренний Женевский проезд
Анимация, показывающая работу внутреннего Женевского привода.

Внешняя форма является более распространенной, поскольку она может быть меньше по размеру и выдерживать более высокие механические нагрузки . ^{[ нужна ссылка ]}

Сферическая версия

Другой вариант — сферический женевский привод. ^[3]^: 128

Сферический Женевский привод

Кинематика

На рисунке показаны кривые движения внешнего четырехслотового женевского накопителя в произвольных единицах измерения. Прерывистость ускорения возникает при входе и выходе ведущего пальца из паза, что происходит в тот момент, когда жесткие поверхности подшипника соприкасаются или разделяются. Это порождает «бесконечный» пик рывка ( пик Дирака ), а следовательно, и вибрации. ^[3]^: 127

См. также

Задержать камеру

Ссылки

^ Уиллис, Уильям А. (апрель 1945 г.). «Анализ Женевских механизмов» . Журнал Общества киноинженеров . 44 (4): 275–284. дои : 10.5594/J09782 . ISSN 0097-5834 . Архивировано из оригинала 25 марта 2018 года.
^ «Женевский механизм | Кулачковый, индексирующий, храповой механизм | Британника» . www.britanica.com . 20 июля 1998 года . Проверено 28 декабря 2023 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Бикфорд, Джон Х. (1972). «Женевские механизмы». Механизмы прерывистого движения (PDF) . Industrial Press Inc. Нью-Йорк: ISBN 0-8311-1091-0 .
^ «Камера», Мультимедиа (Mov) (движущиеся изображения), США : Лаборатория реактивного движения, НАСА .
^ Кристофер Рассел; Кэрол Рэймонд (2012). Миссия «Рассвет» к малым планетам 4 Весты и 1 Цереры . Спрингер. ISBN 9781461449034 .

Дальнейшее чтение

Склейтер, Нил (2011), «Кулачки, Женева 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

Женевский механизм: его история, функции и слабые стороны , Университет Небраски .
Внешний Женевский привод (анимация), Брок англ .
Патент США 6 183 087 – Quickermittent . Модифицированное звездообразное колесо для быстрого опускания.
«Женевский механизм LEGO», Инженер по кирпичику (анимация и инструкция по сборке), 7 октября 2007 г.

[1] Уиллис, Уильям А. (апрель 1945 г.). «Анализ Женевских механизмов» . Журнал Общества киноинженеров . 44 (4): 275–284. дои : 10.5594/J09782 . ISSN 0097-5834 . Архивировано из оригинала 25 марта 2018 года.

[2] «Женевский механизм | Кулачковый, индексирующий, храповой механизм | Британника» . www.britanica.com . 20 июля 1998 года . Проверено 28 декабря 2023 г.

[:0-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с Бикфорд, Джон Х. (1972). «Женевские механизмы». Механизмы прерывистого движения (PDF) . Industrial Press Inc. Нью-Йорк: ISBN 0-8311-1091-0 .

[4] «Камера», Мультимедиа (Mov) (движущиеся изображения), США : Лаборатория реактивного движения, НАСА .

[5] Кристофер Рассел; Кэрол Рэймонд (2012). Миссия «Рассвет» к малым планетам 4 Весты и 1 Цереры . Спрингер. ISBN 9781461449034 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]