(57) 1. Тормозное устройство (1), содержащее
тело (2), смонтированное для вращения вокруг первой оси (101);
средство (12, 13, 14, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44) для вращения тела (2) вокруг первой оси (101);
отличающееся тем, что
тормозное устройство (1) содержит вторую ось (102), третью ось (103) и четвертую ось (104), причем тормозное устройство (1) выполнено с возможностью обеспечения дополнительного вращения тела (2) вокруг второй оси (102) и третьей оси (103), при этом первая ось (101) ориентирована относительно второй оси (102) под углом (a), который больше 0°, причем вторая ось (102) ориентирована относительно четвертой оси (104) под углом (b), который больше 0° и меньше 90°,
при этом третья ось (103) представляет собой ось прецессии, вокруг которой возникает прецессия тела (2) в результате вращения тела (2) вокруг первой оси (101) и приложения крутящего момента к телу (2) вокруг второй оси (102), при этом второй оси (102) разрешается вращаться вокруг четвертой оси (104) независимо от вращения тела (2) вокруг второй оси (102) и телу (2) разрешается вращаться вокруг второй оси (102) независимо от вращения второй оси (102) вокруг четвертой оси (104);
причем тормозное устройство (1) дополнительно содержит средство (16, 37) для соединения вращения, которое должно тормозиться, вокруг четвертой оси (104) с телом (2) таким образом, чтобы передавать вращение и крутящий момент в тело (2) вокруг второй оси (102),
за счет чего вращение тела (2) вокруг первой оси (101) и крутящий момент, прикладываемый к телу (2) вокруг второй оси (102), совместно заставляют тело (2) дополнительно вращаться вокруг третьей оси (103), при этом тело (2) вращается вокруг первой оси (101), второй оси (102) и третьей оси (103) одновременно, причем вращение тела (2) вокруг первой оси (101) и вращение тела (2) вокруг третьей оси (103) совместно заставляют тормозной крутящий момент возникать вокруг второй оси (102);
чтобы за счет этого получать тормозной крутящий момент против вращения, которое должно тормозиться, вокруг четвертой оси (104).
2. Тормозное устройство (1) по п.1, дополнительно содержащее внутреннюю опору (4), среднюю опору (6) и раму (10).
3. Тормозное устройство (1) по п.2, дополнительно содержащее внешнюю опору (8), при этом тело (2) монтируется для вращения вокруг первой оси (101) во внутренней опоре (4), внутренняя опора (4) монтируется для вращения вокруг второй оси (102) в средней опоре (6), средняя опора (6) монтируется для вращения вокруг пятой оси (105) во внешней опоре (8) и внешняя опора (8) монтируется для вращения вокруг шестой оси (106) в раме (10).
4. Тормозное устройство (1) по п.2, дополнительно содержащее средство (28, 29, 30) для предотвращения вращения средней опоры (6) вокруг второй оси (102), при этом тело (2) монтируется для вращения вокруг первой оси (101) во внутренней опоре (4), внутренняя опора (4) монтируется для вращения вокруг второй оси (102) в средней опоре (6), средняя опора (6) монтируется для сферического движения в раме (10), и вращение средней опоры (6) вокруг второй оси (102) предотвращается.
5. Тормозное устройство (1) по п.4, дополнительно содержащее средство на основе гидравлических подшипников, которое поддерживает среднюю опору (6) для сферического движения в раме (10).
6. Тормозное устройство (1) по любому из пп.2-5, дополнительно содержащее крайнюю внутреннюю опору (31), при этом тело (2) монтируется для вращения вокруг первой оси (101) в крайней внутренней опоре (31), крайняя внутренняя опора (31) монтируется для вращения вокруг седьмой оси (107) во внутренней опоре (4), и вращение крайней внутренней опоры (31) вокруг седьмой оси (107) вызывает изменение угла (a).
7. Тормозное устройство (1) по любому из пп.1-6, дополнительно содержащее средство на основе гидравлических подшипников таким образом, чтобы поддерживать одно или более из следующего: тело (2), крайняя внутренняя опора (31), внутренняя опора (4), средняя опора (6) и внешняя опора (8).
8. Тормозное устройство (1) по любому из пп.1-7, дополнительно содержащее средство для управления углом (a).
9. Тормозное устройство (1) по п.8, в котором средство для управления углом (a) содержит средство (33) для вращения крайней внутренней опоры (31) вокруг седьмой оси (107).
10. Тормозное устройство (1) по любому из пп.1-9, дополнительно содержащее средство для управления углом (b).
11. Тормозное устройство (1) по п.10, в котором средство для управления углом (b) содержит средство (22) для ограничения движения второй оси (102) таким образом, что угол (b) является постоянным с выбранным значением, и второй оси (102) разрешается вращаться вокруг четвертой оси (104).
12. Тормозное устройство (1) по п.11, в котором средство (22) для ограничения движения второй оси (102) содержит средство актуатора таким образом, чтобы регулировать угол (b).
13. Тормозное устройство (1) по любому из пп.1-12, в котором средство для соединения вращения, которое должно тормозиться, вокруг четвертой оси (104) с телом (2) таким образом, чтобы передавать вращение и крутящий момент в тело (2) вокруг второй оси (102), содержит средство (16) вращательного соединения, средство (16) вращательного соединения монтируется для вращения вокруг четвертой оси (104), средство (16) вращательного соединения зацепляется с вращением, которое должно тормозиться, вокруг четвертой оси (104), и средство (16) вращательного соединения имеет такую конструкцию, что оно прикладывает крутящий момент к телу (2) вокруг второй оси (102), когда средство (16) вращательного соединения вращается вокруг четвертой оси (104).
14. Тормозное устройство (1) по п.13, в котором средство (16) вращательного соединения содержит средство для уменьшения влияния сил трения, которые возникают на контактных поверхностях средства (16) вращательного соединения и в конструкции, через которую средство (16) вращательного соединения прикладывает крутящий момент к телу (2).
15. Тормозное устройство (1) по п.14, в котором средство для уменьшения влияния сил трения содержит один или более актуаторов (34), которые монтируются на средстве (16) вращательного соединения и размещаются с возможностью прикладывать силу к конструкции, через которую средство (16) вращательного соединения прикладывает крутящий момент к телу (2) таким образом, чтобы уменьшать влияние сил трения.
16. Тормозное устройство (1) по любому из пп.13-15, в котором средство (16) вращательного соединения содержит средство для распределения силы между двумя точками приложения силы средства (16) вращательного соединения таким образом, чтобы уменьшать абсолютную величину результирующей силы на центре массы тела (2).
17. Тормозное устройство (1) по п.16, в котором средство для распределения силы между двумя точками приложения силы средства (16) вращательного соединения содержит два цилиндра (36), цилиндры (36) монтируются на средстве (16) вращательного соединения таким образом, чтобы прикладывать силу к конструкции, через которую средство (16) вращательного соединения прикладывает крутящий момент к телу (2), нижние камеры цилиндров (36) соединяются в замкнутом контуре, и силы, прикладываемые посредством двух цилиндров (36), равны.
18. Тормозное устройство (1) по любому из пп.13-17, в котором конструкция, через которую средство (16) вращательного соединения прикладывает крутящий момент к телу (2), представляет собой внутреннюю опору (4) или крайнюю внутреннюю опору (31).
19. Тормозное устройство (1) по любому из пп.2-18, в котором средство для соединения вращения, которое должно тормозиться, вокруг четвертой оси (104) с телом (2) таким образом, чтобы передавать вращение и крутящий момент в тело (2) вокруг второй оси (102), содержит источник (37) мощности, расходуемой на движение, при этом часть статора источника (37) мощности, расходуемой на движение, жестко соединяется со средней опорой (6) и часть ротора источника (37) мощности, расходуемой на движение, жестко соединяется с внутренней опорой (4), мощность, требуемая для источника (37) мощности, расходуемой на движение, предоставляется посредством вращения, которое должно тормозиться, за счет чего вращение части статора источника (37) мощности, расходуемой на движение, вокруг второй оси (102) предотвращается, и источник (37) мощности, расходуемой на движение, прикладывает крутящий момент к телу (2) вокруг второй оси (102).
20. Тормозное устройство (1) по любому из пп.1-19, дополнительно содержащее средство для управления отношением частоты вращения, которое должно тормозиться, к частоте вращения тела (2) вокруг второй оси (102).
21. Тормозное устройство (1) по п.20, в котором средство для управления отношением частоты вращения, которое должно тормозиться, к частоте вращения тела (2) вокруг второй оси (102) содержит средство трансмиссии таким образом, что вращение, которое должно тормозиться, зацепляется с входным валом средства трансмиссии, и средство для соединения вращения, которое должно тормозиться, вокруг четвертой оси (104) с телом (2) таким образом, чтобы передавать вращение и крутящий момент в тело (2) вокруг второй оси (102), зацепляется с выходным валом средства трансмиссии.
22. Тормозное устройство (1) по любому из пп.1-21, в котором средство для вращения тела (2) вокруг первой оси (101) содержит одно или более из следующего: электромотор; гидравлический мотор; пневматический мотор.
23. Тормозное устройство (1) по любому из пп.1-22, в котором тело (2) содержит одну или более лопастей (38).
24. Тормозное устройство (1) по п.23, в котором средство для вращения тела (2) вокруг первой оси (101) содержит средство (14) для накачки текучей среды и средство (39) для испускания текучей среды на лопасти (38) тела (2) таким образом, чтобы вращать тело (2) вокруг первой оси (101).
25. Тормозное устройство (1) по любому из пп.1-24, в котором тело (2) содержит одну или более трубок (12, 13) для текучей среды или каналов.
26. Тормозное устройство (1) по п.25, в котором средство для вращения тела (2) вокруг первой оси (101) содержит средство (14) для накачки текучей среды в одну или более трубок (12, 13) для текучей среды или каналов тела (2) таким образом, что по мере того, как текучая среда выходит из форсунок трубок (12, 13) или каналов, тело (2) вращается вокруг первой оси (101) в результате реакции текучей среды.
27. Тормозное устройство (1) по любому из пп.1-26, в котором мощность, требуемая для средства (12, 13, 14, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44) для вращения тела (2) вокруг первой оси (101), предоставляется посредством вращения, которое должно тормозиться.
28. Тормозное устройство (1) по любому из пп.1-27, дополнительно содержащее средство (27) для управления средством для вращения тела (2) вокруг первой оси (101) таким образом, чтобы управлять частотой вращения тела (2) вокруг первой оси (101).
29. Тормозное устройство (1) по любому из пп.1-21, в котором средство для вращения тела (2) вокруг первой оси (101) содержит средство (40, 41, 42, 43, 44) механического зацепления для зацепления вращения тела (2) вокруг второй оси (102) с вращением тела (2) вокруг первой оси (101), за счет чего, когда тело (2) вращается вокруг второй оси (102), тело (2) также вращается вокруг первой оси (101).
30. Тормозное устройство (1) по п.29, в котором средство механического зацепления содержит средство (42) трансмиссии таким образом, чтобы изменять частоту вращения тела (2) вокруг первой оси (101).
31. Тормозное устройство (1) по любому из пп.1-30, дополнительно содержащее один или более датчиков для измерения значений одного или более следующих параметров: частота вращения тела (2) вокруг первой оси (101); частота вращения средства для соединения вращения, которое должно тормозиться, вокруг четвертой оси (104) с телом (2) таким образом, чтобы передавать вращение и крутящий момент в тело (2) вокруг второй оси (102); угол (a); угол (b); абсолютная величина тормозного крутящего момента; частота вращения, которое должно тормозиться.
32. Тормозное устройство (1) по любому из пп.1-31, дополнительно содержащее контроллер с модулем (27) автоматического управления, который управляет одним или более из следующего: частота вращения тела (2) вокруг первой оси (101); угол (a); угол (b); отношение частоты вращения, которое должно тормозиться, к частоте вращения тела (2) вокруг второй оси (102).
33. Тормозное устройство (1) по любому из пп.1-32, дополнительно содержащее средство для управления абсолютной величиной тормозного крутящего момента.
34. Тормозное устройство (1) по п.33, в котором абсолютная величина тормозного крутящего момента управляется посредством управления одним или более из следующего: частота вращения тела (2) вокруг первой оси (101); угол (a); и отношение частоты вращения, которое должно тормозиться, к частоте вращения тела (2) вокруг второй оси (102).
35. Тормозное устройство (1) по любому из пп.1-34, дополнительно содержащее средство для перемещения тела (2) в позицию, в которой первая ось (101) и четвертая ось (104) являются параллельными или совпадающими, когда тормозной крутящий момент не требуется, за счет чего уменьшаются абсолютные величины внутренних сил, которые возникают в тормозном устройстве (1).
36. Тормозное устройство (1) по любому из пп.1-35, в котором угол (a) задается равным 90°.
37. Тормозное устройство (1) по любому из пп.1-36, в котором центр массы тела (2) находится на четвертой оси (104).
38. Тормозное устройство (1) по любому из пп.1-37, в котором первая ось (101), вторая ось (102), третья ось (103) и четвертая ось (104) пересекаются в центре массы тела (2).
39. Тормозное устройство (1) по любому из пп.1-38, в котором каждая из первой оси (101), второй оси (102) и третьей оси (103) является перпендикулярной другим двум осям.
40. Тормозное устройство (1) по любому из пп.1-39, в котором тормозное устройство (1) предоставляет непрерывный, предпочтительно постоянный тормозной крутящий момент против вращения, которое должно тормозиться, вокруг четвертой оси (104).
41. Тормозной узел (45) из двух или более тормозных устройств, каждое из которых содержит тормозное устройство (1) по любому из пп.1-40, в комбинации со средством (46) для распределения вращения, которое должно тормозиться, в каждое тормозное устройство (1) таким образом, чтобы вращать каждое средство (16) для соединения вращения, которое должно тормозиться, вокруг четвертой оси (104) с телом (2) таким образом, чтобы передавать вращение и крутящий момент в тело (2) вокруг второй оси (102) на идентичной частоте вращения, но под различными соответствующими фазовыми углами, при этом абсолютные величины несбалансированных сил в тормозном узле (45) уменьшаются, за счет чего вибрации, возникающие в тормозном узле (45), уменьшаются, и абсолютная величина тормозного крутящего момента, предоставленного посредством тормозного узла (45), представляет собой сумму тормозных крутящих моментов, предоставленных посредством каждого из тормозных устройств в тормозном узле (45).
42. Способ формирования тормозного крутящего момента в тормозном устройстве (1), содержащем первую ось (101), вторую ось (102) и третью ось (103), при этом способ содержит этапы, на которых:
монтируют тело (2) для вращения вокруг первой оси (101), второй оси (102) и третьей оси (103);
вращают тело (2) вокруг первой оси (101);
отличающийся тем, что
тормозное устройство дополнительно содержит четвертую ось (104), причем первая ось (101) ориентирована относительно второй оси (102) под углом (a), который больше 0°, при этом вторая ось (102) ориентирована относительно четвертой оси (104) под углом (b), который больше 0° и меньше 90°, причем третья ось (103) представляет собой ось прецессии, вокруг которой прецессия тела (2) возникает в результате вращения тела (2) вокруг первой оси (101) и приложения крутящего момента к телу (2) вокруг второй оси (102), при этом второй оси (102) разрешается вращаться вокруг четвертой оси (104) независимо от вращения тела (2) вокруг второй оси (102) и телу (2) разрешается вращаться вокруг второй оси (102) независимо от вращения второй оси (102) вокруг четвертой оси (104);
способ дополнительно содержит этап, на котором соединяют вращение, которое должно тормозиться, с четвертой осью (104) таким образом, чтобы передавать вращение и крутящий момент в тело (2) вокруг второй оси (102);
за счет чего вращение тела (2) вокруг первой оси (101) и крутящий момент, прикладываемый к телу (2) вокруг второй оси (102), совместно заставляют тело (2) дополнительно вращаться вокруг третьей оси (103), тело (2) вращается вокруг первой оси (101), второй оси (102) и третьей оси (103) одновременно, тем не менее, вращение тела (2) вокруг второй оси (102) и вращение тела (2) вокруг третьей оси (103) наблюдаются, как если тело (2) вращается вокруг четвертой оси (104), вращение тела (2) вокруг первой оси (101) и вращение тела (2) вокруг третьей оси (103) совместно заставляют тормозной крутящий момент возникать вокруг второй оси (102);
чтобы за счет этого получать тормозной крутящий момент против вращения, которое должно тормозиться, вокруг четвертой оси (104).
43. Способ по п.42, при котором дополнительно регулируют абсолютную величину тормозного крутящего момента.
44. Способ по п.43, при котором этап регулирования абсолютной величины тормозного крутящего момента содержит этап, на котором регулируют одно или более из следующего: частота вращения тела (2) вокруг первой оси (101); угол (a); отношение частоты вращения, которое должно тормозиться, к частоте вращения тела (2) вокруг второй оси (102).
45. Способ по любому из пп.42-44, при котором дополнительно снимают тормозной крутящий момент, когда тормозной крутящий момент не требуется.
46. Способ по п.45, при котором этап снятия тормозного крутящего момента содержит этап, на котором перемещают тело (2) в позицию, в которой первая ось (101) и четвертая ось (104) являются параллельными или совпадающими.
47. Способ по любому из пп.45 или 46, при котором этап снятия тормозного крутящего момента включает этап, на котором отсоединяют вращение, которое должно тормозиться, от тела (2).
48. Способ по любому из пп.45-47, при котором этап снятия тормозного крутящего момента включает этап, на котором регулируют угол (a) и/или угол (b) до 0°.
49. Способ по любому из пп.45-48, при котором этап снятия тормозного крутящего момента включает этап, на котором прекращают вращение тела (2) вокруг первой оси (101).
50. Способ по любому из пп. 42-49, при котором непрерывный, предпочтительно постоянный тормозной крутящий момент предоставляется против вращения, которое должно тормозиться, вокруг четвертой оси (104).

---