Spojky

Spojky #

_images/banner.png
_images/image_brace.png

Spojky (Brace) sú základným konštrukčným typom dielov v Stemfie-X primárne určený pre spájanie dielov, ale je možné ich využiť aj ako konštrukčný prvok na vytváranie vystužených konštrukcií ako sú ramená žeriavov, robotov a pod. Spojky môžu obsahovať montážne otvory ako aj štrbiny. Štandardná hrúbka spojky je 1/4 BU (2.5mm), pomocou knižnice je možné programovo vytvárať spojky rôznych tvarov a konfigurácií. Lineárna spojka je rozmerovo kompatibilná s kovovými spojkami stavebníc Meccano a Merkur.

Funkcie #

Základným typom je lineárna spojka Brace, oblúková spojka Brace_Arc a kruhová spojka Brace_Circle. Funkcie pre generovanie spojok majú formát

Brace(size, height, holes, center)
Brace_Arc(radius, angle, height, num_holes, center)
Brace_Circle(radius, height, num_holes, center)

Parametre       Default   Popis 
--------------------------------------------------------------
size            1         rozmery v počte otvorov 
height          1         výška
length          1         dĺžka 
radius          5         polomer
holes           True      lineárna spojka s otvormi / bez otvorov
num_holes       4         počet montážnych otvorov
angle           180       uhol v stupňoch
center          True      poloha v strede súradnicovej sústavy

Značenie dielov #

brace_t_dd_hh_pp_ss[s]    basic form
brace_t_dd_hh_pp          abbreviated forms, unlisted parameters have default values
brace_t_dd_hh
brace_t_dd

t  - brace type                         dd - brace size               hh - brace height
     B - simple brace                        01 ... 99 BU                  01 =    1 BU
     C - circle brace                                                      ...
     A - arc brace                                                         10 =   10 BU
     X - user defined non standard brace                                   12 =  1/2 BU 
                                                                           14 =  1/4 BU
    
ss - number of slots                    pp - number of holes if it does not match the size
     00 ... 99                               00 ... 99

    
brace_B_dd_hh_pp_ss
    dd - brace size
    pp - number of holes
    ss - number of slots 
    
brace_C_dd_hh_pp_ss
    dd - brace radius
    hh - brace height     
    pp - number of holes
    ss - number of slots (TODO, not implemented)

brace_A_dd_hh_pp_sss
    dd  - brace radius
    hh  - brace height, default value is 1/4 BU      
    pp  - number of holes
    sss - brace angle in [deg] 001 ... 180

Použitie #

Jednoduchá spojka #

Pre vygenerovanie jednoduchej spojky o hrúbke 1/4 BU stačí zadať jej rozmer v BU jednotkách.

b0 = Brace(5)    # brace_B_05
_images/brace_b0.png

Obr. 32 Jednoducha spojka#

Spojka so štrbinami #

Štrbiny požadovanej dĺžky vytvoríme pomocou triedy Hole_Slot, posunieme ich pomocou operátora BU_Tx do požadovanej pozície a pomocou operátpra D() odpočítame od štandardnej spojky.

b1 = Brace(17)
h1 = Hole_Slot(2, 1/2+1/4).BU_Tx(11)
h2 = Hole_Slot(2, 1/2+1/4).BU_Tx(4)
b1.D([h1, h2] )
_images/brace_b1.png

Obr. 33 Spojka so štrbinami.#

Oblúková spojka #

Pri oblúkovej spojke musí mať tetiva oblúku veľkosť v násobkoch BU. Pre výpočet parametrov oblúkovej spojky zadáme dĺžku tetivy a polomer oblúka, napríklad

  • radius = 4 BU

  • brace length = 7 BU

_images/comp_11.png

Obr. 34 Oblúková a lineárna spojka#

Z uvedených parametrov musíme pre konštrukciu spojky výpočítať uhol a offsetu voči stredu opísanej kružnice podľa obrázku

_images/tetiva.png

Obr. 35 Veličiny pre výpočet oblúkovej spojky#

Vstupnými hodnotami pre výpočet sú

  • \(R\) - circle radius, in BU units

  • \(D\) - chord length in BU units, D >= 2*R+1

Výstupnými hodnotami sú

  • \(\beta\) - calculated angle

  • \(H\) - calculated offset

\[\begin{split} \begin{align*} \beta &= 2 \alpha \\ \frac{D-1}{2} &= R \cdot \sin(\alpha) \\ \\ \beta &= 2 \alpha = 2 \cdot \arcsin \Big( \frac{D}{2R} \Big) \\ H &= R \cdot cos(\alpha) \\ \end{align*} \end{split}\]

Konštrukcia oblúkovej spojky na základe výpočtu

from numpy import arcsin, pi

R = 3   # arc radius
D = 7   # D >= 2*R+1 
N = 3   # pocet otvorov

alpha = arcsin( (D-1) / (2*R ) )
beta = 2*alpha/pi*180
H = R*cos(alpha)

b3 = Brace_Arc(R, bdeg, 1/4, N, center=True).Rz(90-bdeg/2).BU_T([0, -H, 0])
b4 = Brace(D, center=True).BU_Tz(-1/2)
_images/brace_b3.png

Obr. 36 Oblukova spojka.#

Contents