Механизм бинарного параллелограмма

1 сентября 1795 г. во Франции была открыта Политехническая школа, которая вот уже более 200 лет готовит для страны инженерные кадры. История этой школы связана с именем Гаспара Монжа, который особенно много сделал для развития науки о машинах. "Любая машина, — говорил он, — состоит из отдельных механизмов, назначение которых в преобразовании движений."

Для учебной программы он составил план-схему из четырех пунктов. В первом пункте была указана важнейшая тема: изображение приспособлений, при помощи которых можно преобразовать поступательное движение в движение же по кругу и, наоборот, — движение по кругу в движение возвратно-поступательное (А.Н. Боголюбов "Теория механизмов и машин в историческом развитии ее идей, "Наука", 1976, с. 104).

Прошло два столетия, однако эта тема Г. Монжа не утратила актуальности. Недавно в Санкт-Петербурге руководитель лаборатории технического творчества СГПТУ-33 Александр Михайлович Иванов получил патент РФ за № 2112901 на оригинальный механизм бинарного параллелограмма.

Этот механизм позволяет преобразовывать возвратно-линейное движение во вращательное и, наоборот, с возможностью использования энергии давления жидкости или газа, а также электромагнитных сил.

Принципиальная схема механизма показана на рис. 1. При линейном перемещении звена 7 по стрелке в сторону оси вращения звена 2 происходит деформация двух шарнирно связанных между собой параллелограммов, один из которых находится на передней стороне звена 2, а второй — на обратной его стороне. При этом звенья 8 и 9 каждого параллелограмма будут двигаться линейно по стрелке, пока не сложатся в одну общую вертикальную линию. Звено 7 в это время займет соосное положение со звеном 2. После чего звено 7 пересекает ось вращения звена 2 и деформация звеньев двух параллелограммов будет происходить зеркально в обратном порядке, пока звенья 8 и 9 не сложатся в одну общую горизонтальную линию.


Весь цикл движения звеньев двух параллелограммов снова повторяется, пока звено 2 не сделает полный оборот.

Нетрудно понять, что механизм бинарного параллелограмма не имеет мертвого положения звеньев. Когда звенья 8 и 9 будут находиться в противоположно крайних положениях, звено 7 окажется в среднем положении — соосно со звеном 2.

Если убрать из схемы звено 9, работоспособность механизма не изменится. Например, механизм может использоваться в качестве трансформатора крутящего момента (коробки скоростей) в педальном приводе велосипеда или в мотор-колесах транспортных машин с возможностью реверса в любой момент времени. Для этого достаточно звенья 7, 8, 9 шарнирно связать с поршневыми токами или с линейными электроприводами. Потенциальные возможности у механизма очень большие.

Старт изобретательской мысли имеет начало с изобретения № 372052, экспертизу которого провел академик Иван Иванович Артоболевский по просьбе председателя Комитета СССР по изобретениям.