1. Actuador regulable en fuerza sin restricción de movimiento,

compuesto de dos motores acoplados mediante un mecanismo diferencial, para su uso experimental en modelo físico a escala y en prototipo.

Un actuador que, en los ensayos de laboratorio sobre modelos físicos, permite aplicar una fuerza controlada, sin imponer restricciones de movimiento y que se compone de un conjunto de dos elementos motores, dos rodillos de presión, cuatro rodillos de guiado del vástago de aplicación de fuerza; de un mecanismo diferencial formado por dos poleas locas de ejes paralelos unidas por una banda sin fin de transmisión, que recibe la fuerza de los dos elementos motores tangencialmente a la banda sin fin, y un vástago de aplicación de fuerza de desplazamiento rectilíneo, sobre el que se fijan los ejes de las dos poleas locas constitutivas del mecanismo diferencial y a través de los cuales recibe la fuerza resultante del mecanismo diferencial, siendo dicho vástago el que aplica al modelo a ensayar la fuerza, al mismo tiempo que permite el movimiento libre del modelo.

Todos estos elementos se integran en un único objeto a través de una estructura soporte con los alojamientos necesarios y suficiente rigidez para soportar los elementos motores, mantener en su posición relativa los rodillos motores, rodillos compresores y las poleas locas del mecanismo diferencial mientras los rodillos guía permiten el desplazamiento del vástago actuador en la dirección marcada por el movimiento de la banda sin fin de transmisión, que es tangencial a los rodillos motores

Actuador regulable en fuerza sin restricción de movimiento, compuesto de dos motores acoplados mediante un mecanismo diferencial, para su uso experimental en modelo físico a escala y en prototipo.

Objeto de la invención

La presente invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva se refiere a un mecanismo actuador regulable en fuerza, el cual ha sido concebido y realizado en orden a obtener notables ventajas respecto a otros medios empleados en laboratorios de experimentación con análogas finalidades, al no imponer al mismo tiempo restricción de movimiento.

El mecanismo esta previsto para que sea capaz de accionar vástagos, o líneas de tiro, con una fuerza dada que se transmite por el elemento hasta su punto de aplicación, al cual se puede fijar una plancha metálica -para la generación de oleaje-, o cualquier otro elemento físico que deba excitarse con una fuerza dada controlable.

El mecanismo está previsto para que pueda sufrir un control en fuerzas, sin imponer restricción de movimiento, aunque también es posible hacerlo en velocidades o desplazamiento del vástago o línea de tiro. Todo ello se realiza sin ruidos primarios de regulación y manteniendo una característica de respuesta lineal, que no precisa de calibración.

Las escalas de los elementos empleados, su potencia y consumo, así como la naturaleza de la implementación del citado mecanismo diferencial (engranajes, cadenas, correas -dentadas o no-, bolas, o cualquiera de sus equivalentes) son dependientes de las magnitudes de la fuerza a reproducir, velocidades y desplazamientos.

Antecedentes de la invención

La invención se basa en la ciencia y técnica de ensayo de modelos físicos a través de acciones puntuales de leyes conocidas. Esta ciencia está ampliamente diseminada y es conocida por los profesionales que se dedican a estas tareas. No obstante, y derivando de estos principios, se plantea una nueva forma de actuadores para ensayos, regulables en fuerza y sin restricción de movimiento, que elimina gran parte de los inconvenientes que plantean los que se encuentran actualmente disponibles. Con el fin de comprobar tanto la existencia consolidada de la ciencia como de la técnica aplicada y la ausencia de soluciones en la línea de la invención propuesta se ha realizado una búsqueda lo más exhaustiva posible en las bases de datos de la Oficina Española de Patentes y Marcas, tanto para patentes nacionales como internacionales. De los resultados de las búsquedas, cuyos resultados se presentan en resumen, se puede deducir que hay aplicaciones de los elementos constitutivos de la invención presentada como elementos aislados, pero no las hay como un conjunto asociado para ninguna aplicación ni tampoco en la línea específica que se define como actuador de fuerzas para experimentación en modelo.

Para la realización de búsquedas en las bases de datos se ha elegido un conjunto de palabras significativo. La industria de la automoción introduce muchas de esas claves, aunque queda claro que no tienen relación con lo que la invención que se propone.

Elegidas palabras clave en el modelo de utilidad propuesto, principalmente por su destino: test*, experimentation*, laborator*, scale*, las búsquedas no devuelven ninguna referencia. Los resultados de las claves model* y test* producen referencias que no tienen nada que ver al ser totalmente diferentes en disposición y aplicación de los elementos, con la invención propuesta.

Las otras claves reflejantes del modelo elegidas han sido:

Differerential*, gear*, motor*, actuator*, assembly*, que combinadas de forma booleana con las primeras claves citadas, no devuelven ninguna referencia.

Se han buscado las siguientes combinaciones boolenas, en ESPACENET, European Patent Office, con los resultados que a continuación se exponen en resumen:

La búsqueda correspondiente a patentes y modelos de utilidad en el ámbito español se ha realizado de acuerdo con la sintaxis de búsqueda INTERPAT, con las combinaciones de las palabras clave consideradas definitorias del funcionamiento, características y destino de uso de la invención propuesta, sin encontrar resultados devueltos que fuesen comparables en uso, funcionamiento y aplicación al dispositivo propuesto.

Descripción de la invención

La invención consta de un medio de aplicación de fuerza a modelos físicos y prototipos compuesto por tres partes: a) un vástago que recibe la fuerza a aplicar de un dispositivo diferencial b) un mecanismo diferencial, compuesto por una banda de transmisión sin fin sobre dos poleas locas montadas sobre el vástago y que recibe la fuerza de dos motores, c) dos motores aplicados tangencialmente a la banda sin fin del mecanismo diferencial fijado al vástago.

En la práctica de ensayo de modelos físicos, cuando un actuador se intenta regular en fuerza con independencia de su velocidad y/o desplazamientos, las características físicas de los motores empleados presentan tales variaciones con respecto al punto de trabajo instantáneo que originan variaciones no predecibles de la función de fuerzas ejercida por el actuador.

La idea fundamental de la invención consiste que, a través de la aplicación de un mecanismo diferencial, con dos ejes de entrada y un dispositivo de salida, a dos motores giratorios, se introduce un grado de libertad cinemática que permite independizar los movimientos del dispositivo de salida de las fuerzas que ejerce, al tiempo que la marcha de los motores se puede ajustar con independencia en punto más conveniente de su curva característica, ajustando su respuesta en un tramo lineal y eliminando así el ruido primario de la regulación.

Específicamente, en motores/generadores asíncronos de corriente alterna, es posible fijar su frecuencia de rotación en un intervalo pequeño de la frecuencia de red o del sistema (deslizamiento), mientras que el actuador refleja la velocidad y desplazamiento correspondiente a las diferencias presentes entre los dos motores/generadores.