ES2939458T3 - Mecanismo articulado y sistema de apuntamiento articulado que comprende ese mecanismo - Google Patents

Mecanismo articulado y sistema de apuntamiento articulado que comprende ese mecanismo Download PDF

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Abstract

El mecanismo articulado (1) comprende una primera rótula esférica (3), una segunda rótula esférica (4), una tercera rótula esférica (5), una primera palanca (6), una segunda palanca (7) y una tercera palanca (8), en el que la primera rótula esférica (3) y la segunda rótula esférica (4) están unidas por la primera palanca (6), comprendiendo la primera palanca (6) una primera parte saliente (9); la primera rótula esférica (3) y la tercera rótula esférica (5) están unidas por la segunda palanca (7), comprendiendo la segunda palanca (7) una segunda parte saliente (10) que sobresale en dirección opuesta a la dirección en la que sobresale la primera parte saliente (9); y la segunda rótula esférica (4) y la tercera rótula esférica (5) están unidas por la tercera palanca (8), de forma que el eje longitudinal Y de la primera palanca (6) y el eje longitudinal X de la segunda palanca (7) son perpendiculares. El sistema de apuntamiento articulado (2) comprende una plataforma de base (11) y una plataforma móvil (12) que se puede mover con respecto a la plataforma de base (11); dos medios de bisagra articulada (13) que unen la plataforma base (11) y la plataforma móvil (12), realizándose el movimiento de los medios de bisagra (13) mediante actuadores (14, 14'); y un mecanismo articulado (1) en el que la primera palanca (6) se une a la plataforma móvil (12) y la segunda palanca (7) se une a la plataforma de base (11).

Description

DESCRIPCIÓN
Mecanismo articulado y sistema de apuntamiento articulado que comprende ese mecanismo
Campo de la invención
La presente invención está relacionada con el campo de mecanismos articulados y sistemas de apuntamiento y está más relacionada en particular con sistemas para apuntar antenas.
Antecedentes de la invención
En la industria aeroespacial es habitual incorporar antenas reflectoras en los satélites de telecomunicaciones. También es común el uso de mecanismos para el apuntamiento de dichas antenas reflectoras.
El documento JP H04266203 A se refiere a un "Montaje para sistema de antena". La base de apoyo para soportar un dispositivo de antena para la recepción de emisiones por satélite comprende una primera base y una segunda base. Se proporcionan unos medios de detección de posición de dirección horizontal a la primera base, y la primera base está soportada por un eje prolongado de un rodamiento de bolas provisto en la segunda base. Se utilizan un primer y un segundo medios de leva y un medio de control para conducir el primer y/o segundo motores como respuesta a un resultado de detección de los medios de detección de posición para mantener la primera base horizontal. En este sistema, el punto de giro central es una articulación esférica y los actuadores se encuentran en el camino de carga principal.
El documento WO 2011/104038 A1 se refiere a un "Mecanismo de engranajes". En una primera realización, el mecanismo de engranajes toma la forma de una junta múltiple, en la que los elementos de conexión son ajustables entre sí de una manera de translación y con respecto a su ángulo. En una segunda realización, se proporciona un mecanismo de engranajes de forma simplificada, de tal forma que los elementos de conexión son meramente ajustables con respecto a su posición angular, es decir un mecanismo de engranajes para transmitir un movimiento entre dos elementos de conexión relativamente excéntricos montados con un elemento de soporte, el cual se dispone entre los elementos de conexión, y con un elemento de espaciamiento de dimensiones fijas, el cual puede ser posicionado entre los elementos de conexión a una distancia del elemento de soporte de una manera controlada de modo que los elementos de conexión adoptan una posición angular deseada uno con respecto al otro mientras que son soportados sobre el elemento de espaciamiento y el elemento de soporte. Un número de mecanismos de engranajes según esta invención se pueden poner juntos para formar una junta flexible o un brazo de manipulación. Este sistema no tiene articulación central esférica o cardan, y los actuadores se encuentran en el camino de carga principal.
El documento EP 2608313 A1 se refiere a un "Sistema de apuntamiento de antenas" para mover selectivamente una carga útil en relación con una superficie de montaje e incluye al menos un actuador rotativo con una parte móvil que puede moverse con respecto a una parte fija montada en la superficie. Una biela de conexión se conecta de forma móvil a la parte móvil y a la carga útil. Una estructura de montaje flexible une la carga útil de forma móvil a la superficie de montaje. Este sistema tiene una junta cardan convencional pero no una articulación cardan central, y los actuadores se encuentran en el camino de carga principal.
Otro sistema de apuntamiento articulado se conoce a partir de US 2014/174214 A1.
Aunque se han desarrollado muchos sistemas de apuntamiento articulados, es necesario mejorar la precisión en la obtención de la posición y en la definición de los ejes de rotación.
Sumario de la invención
Por tanto, el objeto de la presente invención consiste en proporcionar un mecanismo articulado y un sistema de apuntamiento articulado que evite los inconvenientes mencionados.
La invención proporciona un mecanismo articulado, que comprende una primera rótula esférica, una segunda rótula esférica, una tercera rótula esférica, una primera palanca, una segunda palanca y una tercera palanca, en la que la primera rótula esférica y la segunda rótula esférica están unidas por la primera palanca, comprendiendo la primera palanca una primera parte saliente; la primera rótula esférica y la tercera rótula esférica están unidas por la segunda palanca, comprendiendo la segunda palanca una segunda parte saliente que sobresale en dirección opuesta a la dirección en la que sobresale la primera parte saliente; y la segunda rótula esférica y la tercera rótula esférica están unidas por la tercera palanca, de modo que el eje longitudinal Y de la primera palanca y el eje longitudinal X de la segunda palanca son perpendiculares.
La invención también proporciona un sistema de apuntamiento articulado, que comprende una plataforma de base y una plataforma móvil qué es móvil con respecto a la plataforma de base; dos medios de bisagra articulada que unen la plataforma de base y la plataforma móvil, siendo el movimiento de los medios de bisagra articulada realizado por actuadores; y un mecanismo articulado de la invención en el que la primera palanca está unida a la plataforma móvil mediante la primera parte saliente y la segunda palanca está unida a la plataforma de base mediante la segunda parte saliente.
Mediante la configuración del mecanismo articulado, los ejes de rotación están definidos por dos puntos (los centros de las rótulas esféricas) y no hay incertidumbre en su definición, consiguiéndose una mayor precisión en el conocimiento de la posición de los ejes de rotación, tanto teórica como operativa.
Otras características y ventajas de la presente invención serán claras a partir de la siguiente descripción detallada de varias realizaciones ilustrativas de su objeto en relación con las figuras adjuntas.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 muestra una vista en perspectiva del mecanismo articulado de la invención.
La figura 2 muestra una vista en planta del mecanismo articulado de la invención.
La figura 3 muestra una vista en perspectiva inferior del mecanismo articulado de la invención.
La figura 4 es un diagrama esquemático del sistema de apuntamiento articulado de la invención.
La figura 5 muestra una vista frontal esquemática del sistema de apuntamiento articulado de la invención con los principales caminos de carga.
Las figuras 6 y 7 son vistas que muestran los actuadores y los medios de bisagra del sistema de apuntamiento articulado de la invención.
Descripción detallada de la invención
El mecanismo articulado 1 de la invención se ilustra en las figuras 1 a 3. En estas figuras se puede observar que el mecanismo articulado 1 comprende una primera rótula esférica 3, una segunda rótula esférica 4, una tercera rótula esférica 5, una primera palanca 6 , una segunda palanca 7 y una tercera palanca 8. La primera rótula esférica 3 y la segunda rótula esférica 4 están unidas por la primera palanca 6, que comprende una primera parte saliente 9 adecuada para unirse a una primera superficie. En las figuras 1 y 2 la parte saliente 9 de la primera palanca 6 se dispone al final de la primera palanca 6 correspondiente a la primera rótula esférica 3.
La primera rótula esférica 3 y la tercera rótula esférica 5 están unidas por la segunda palanca 7, que comprende una segunda parte saliente 10 adecuada para unirse a una segunda superficie. En las figuras 1 y 3, la parte saliente 10 de la segunda palanca 7 se dispone al final de la segunda palanca 7 correspondiente a la primera rótula esférica 3.
En las figuras 1 a 3, se puede observar que la segunda rótula esférica 4 y la tercera rótula esférica 5 se unen por la tercera palanca 8, de tal manera que el eje longitudinal Y de la primera palanca 6 y el eje longitudinal X de la segunda palanca 7 son perpendiculares.
La segunda parte saliente 10 sobresale en dirección opuesta a la dirección en que sobresale la primera parte saliente 9.
En la realización del mecanismo articulado 1 mostrado en las figuras 1 a 3, las partes salientes 9 y 10 están dispuestas en posiciones opuestas con respecto a la primera rótula esférica 3. En la figura 3, la primera parte saliente 9 se encuentra en una posición superior y la segunda parte saliente 10 en una posición inferior con respecto a la primera rótula esférica 3.
Las figuras 4 y 5 muestran un sistema de apuntamiento articulado 2 de la invención, que comprende una plataforma de base 11 y una plataforma móvil 12 que se puede mover con respecto a la plataforma de base 11. El sistema de apuntamiento articulado 2 también comprende dos medios de bisagra articulada 13 que unen la plataforma de base 11 y la plataforma móvil 12, estando el movimiento de los medios de bisagra 13 realizado mediante actuadores 14, 14'. El sistema de apuntamiento articulado 2 comprende además un mecanismo articulado 1 del tipo descrito anteriormente en el que la primera palanca 6 se une a la plataforma móvil 12 a través de la primera parte saliente 9 y la segunda palanca 7 se une a la plataforma de base 11 a través de la segunda parte saliente 10.
La figura 4 también muestra el sistema ortogonal de ejes X, Y, Z (los ejes X e Y ya han sido definidos).
Como se puede ver en la figura 4, el sistema de apuntamiento articulado 2 tiene una plataforma de base 11 y una plataforma móvil 12 que se puede mover con respecto a la plataforma de base 11, de forma que puede cambiar su orientación y apuntamiento con respecto a la plataforma de base 11. El cambio de orientación relativa (por ejemplo, ángulo a) se realiza moviendo dos medios de bisagra 13 con respecto a una articulación central constituida por el mecanismo articulado 1. El movimiento de los medios de bisagra 13 se realiza por medio de actuadores rotativos 15 o por actuadores lineales 16.
Al mover el actuador 14 la articulación de la bisagra se mueve, y las paletas de la bisagra transmiten el movimiento lineal del eje X en movimiento lineal del eje Z, moviendo la plataforma móvil 12 hacia arriba y hacia abajo, y girando la plataforma alrededor del eje Y.
Como se ha indicado, los ejes de rotación X e Y están definidos por las rótulas esféricas:
- La primera rótula esférica 3 y la segunda rótula esférica 4 están unidas por la primera palanca 6, siendo el eje Y el eje longitudinal de la primera palanca 6.
- La primera rótula esférica 3 y la tercera rótula esférica 5 están unidas por la segunda palanca 7, siendo el eje X el eje longitudinal de la segunda palanca 7.
La perpendicularidad de los ejes X e Y y un movimiento tipo cardán están garantizados por la palanca 8 que une la segunda rótula esférica 4 y la tercera rótula esférica 5.
La disposición de la articulación central recoge las ventajas de una rótula de rodamiento esférica con las ventajas de una articulación tipo cardan. Tres rótulas esféricas 3, 4, 5 definen los ejes de rotación X, Y y las conexiones entre ellos definen el movimiento acoplado. Un eje (Z) es fijo y los otros dos ejes (X e Y) se desplazan alrededor del eje fijo (Z). El plano de la interfaz se puede colocar en cualquier orientación mediante la rotación alrededor de ambos ejes (X, Y).
La figura 5 también muestra los tres caminos de carga 17, 17', 17" entre la plataforma móvil 12 y la plataforma de base 11 que se producen cuando se ejercen cargas (representadas por flechas) sobre la plataforma móvil 12. Los actuadores 14, 14’ están dispuestos fuera de estos caminos de carga 17, 17', 17''. Esta disposición proporciona un aumento de la resolución de salida (orientación de la plataforma), dejando las bisagras 13 (miembros estructurales) en los correspondientes caminos de carga 17, 17''. Esta característica permite optimizar el sistema de apuntamiento articulado 2 desde el punto de vista de la capacidad de carga (la capacidad de carga del sistema puede aumentarse utilizando el mismo actuador sin aumentar la masa) y también desde el punto de vista de los costes (permite la selección del actuador entre una gama más amplia de actuadores).
La figura 6 muestra el medio de bisagra 13 del sistema de apuntamiento articulado 2 de la invención con un actuador lineal 16.
La figura 7 muestra el medio de bisagra 13 del sistema de apuntamiento articulado 2 de la invención con un actuador rotativo 15.
Los actuadores rotativos 15 pueden colocarse con el eje de rotación paralelo a la plataforma de base 11 o normal a la plataforma de base 11. Los actuadores lineales 16 están colocados paralelamente a la plataforma de base 11.
Aunque la presente invención ha sido completamente descrita en relación con realizaciones preferidas, es evidente que pueden introducirse modificaciones dentro del alcance de la misma, no considerando esta limitada por estas realizaciones, sino por el contenido de las reivindicaciones siguientes.

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1.- Mecanismo articulado (1), que comprende una primera rótula esférica (3), una segunda rótula esférica (4), una tercera rótula esférica (5), una primera palanca (6), una segunda palanca (7) y una tercera palanca (8), en el que la primera rótula esférica (3) y la segunda rótula esférica (4) están unidas por la primera palanca (6), comprendiendo la primera palanca (6) una primera parte saliente (9); la primera rótula esférica (3) y la tercera rótula esférica (5) están unidas por la segunda palanca (7), comprendiendo la segunda palanca (7) una segunda parte saliente (10) que sobresale en dirección opuesta a la dirección en la que sobresale la primera parte saliente (9); y la segunda rótula esférica (4) y la tercera rótula esférica (5) están unidas por la tercera palanca (8), de forma que el eje longitudinal Y de la primera palanca (6) y el eje longitudinal X de la segunda palanca (7) son perpendiculares.
2.- Sistema de apuntamiento articulado (2), que comprende una plataforma de base (11) y una plataforma móvil (12) que se puede mover con respecto a la plataforma de base (11), y dos medios de bisagra articulada (13) que unen la plataforma base (11) y la plataforma móvil (12), realizándose el movimiento de los medios de bisagra (13) mediante actuadores (14, 14’),
caracterizado por que adicionalmente comprende
un mecanismo articulado (1) de la reivindicación 1 en el que la primera palanca (6) se une a la plataforma móvil (12) mediante la primera parte saliente (9) y la segunda palanca (7) se une a la plataforma de base (11) mediante la segunda parte saliente (10).
3.- Sistema de apuntamiento articulado (2), según la reivindicación 2, en el que los actuadores (14, 14’) están dispuestos fuera de los caminos de carga (17, 17', 17', 17") entre la plataforma móvil (12) y la plataforma de base (11) que se producen cuando se ejercen cargas sobre la plataforma móvil (12).
4.- Sistema de apuntamiento articulado (2), según cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3, en el que los actuadores son actuadores rotativos (15).
5.- Sistema de apuntamiento articulado (2), según cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3, en el que los actuadores son actuadores lineales (16).
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