Skip to content

Роторный механизм: Рото механизм для межкомнатной двери

Содержание

Рото механизм для межкомнатной двери

РОТО МЕХАНИЗМ ДЛЯ МЕЖКОМНАТНОЙ ДВЕРИ 

Нагрузка 80 кг

Рото механизм для двери — тоже входит в группу раздвижных систем. Рото механизм сложно отнести к раздвижной или складной системе, но от этого они не менее популярны и также экономят пространство Вашего помещения. Механизм имеет совершенно не обычную систему открывания-закрывания. В комплект механизма входят довольно много деталей и узловых элементов. Наш механизм очень примечателен тем, что мы подготавливаем размеры четко под Ваш проем и цвет двери (это доп опция). Каждый узел механизма укомплектован подшипником, что делает его надежным и долговечным. Установка механизма возможна только на одностворчатые двери или двухстворчатые двери.

 

К механизму прилагается инструкция по установке.

Для обрамления проёма Вам потребуется 9 наличников и 3 добора (телескопических).

Размеры для подготовки проема

 

Розничная цена механизма 13000 р

  • Нагрузка: 80 кг
  • Материал колес: пластик POM (англ.) — Полиформальдегид
  • Материал каретки: цинково-алюминиевый сплав
  • Подшипник в колесе: шариковый
  • Подшипник в механизме: 4 упорных подшипника 8104
  • Внутренние детали механизма: сталь 
  • Под дверь толщиной: минимум 30 мм
  • Максимально возможный размер двери: 900*2400 мм
  • Минимальная ширина двери: 400 мм
  • Особенности: беспороговый — без нижней напольной направляющей
  • Толщина стены: минимум 80 мм
  • Циклов: 250 000

 

СХЕМА ОТКРЫВАНИЯ МЕХАНИЗМА (ВИД СВЕРХУ): 

 

Дверь рото (в отличии от обычной распашной) можем открываться как в одну, так и в другую сторону

 

РОТО МЕХАНИЗМ СОСТОИТ ИЗ:

Ось вертикальная и противоположная стойка (в коробе из фанеры)

  • Материал оси: сталь 
  • Назначение: для крепления верхнего и нижнего рычагов
  • Соединение оси с рычагом: по 2 упорных подшипника  со встроенными в них радиальными подшипниками
  • Особенность: в подготовленном фанерном коробе
  • Установка: в проем в стене (в итоге скрыта)

Верхняя направляющая

 

  • В комплекте: 1 шт 
  • Материал: алюминий
  • Назначение: для скольжения роликов
  • Установка: к верхней части проема

Ролики с монтажной пластиной

 

  • В комплекте: 1 шт
  • Материал: цинково-алюминиевый сплав
  • Подшипник: в каждом колесе 625 ZZ
  • Назначение: 
    передвижение двери
  • Установка: в верхнюю рельсу
  • Особенность: регулировка по высоте

Стопора

 

 

  • В комплекте: 1 шт
  • Материал: пластик
  • Цвет: белый
  • Назначение: ограничение хода действия двери
  • Установка: с одного края верхней направляющей
  • Особенность: регулировка по степени жесткости

Верхний и нижний рычаг

 

  • В комплекте: нижний и верхний
  • Материал:
     сталь
  • Цвет: черный
  • Назначение: соединяет дверь и ось
  • Установка: к нижнему и верхнему торцу полотна
  • Подшипник: 4 упорных подшипника 8104 (2 на нижней тяге и два на верхней тяге)
  • Особенность: эти детали являются видимыми (базовый цвет черный) могут быть изготовлены в любом цвете
Щеточный уплотнитель   (КОМПЛЕКТУЕТСЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНО под цвет двери)
  • В комплекте: 1 шт
  • Материал: нейлон
  • Назначение: закрывает щель, шумоизоляция
  • Установка: самоклейка (в базовом варианте)
  • Особенность: может быть подготовлены пазы в обрамлении (под заказ)

 

ПОДГОТОВКА ПРОЕМА: 

 

 

ВЫСОТА ДВЕРИ 2000-2400 мм
Высота  рото системы высота двери + 75 мм
Высота монтажного проема высота двери + 90 мм
ШИРИНА ДВЕРИ (мм) 600мм 700мм 800мм 900мм 600+600 700+700 800+800 900+900
Ширина рото системы 725 мм 825 мм 925 мм 1025 мм
1335 мм
1535 мм 1735 мм 1935 мм
Ширина монтажного проема 750 мм 850 мм 950 мм 1050 мм 1360 мм 1560 мм 1760 мм 1960 мм
Толщина рото механизма 80 мм (стенка должна быть не тоньше)
Толщина пенала с гипсокартоном 125 мм

Если вы не обнаружили в таблице нужной величины напишите нам на емаил  

 

ЦЕНА НА РОТО МЕХАНИЗМ ДВЕРИ:

Наименование ширина двери высота двери
Розничная цена      
Рото механизм 600-900 2000 мм 15 600 13 000 р      
Рото механизм 600-900 2001-2300 мм 16 200 р      
Рото механизм 600 — 900 мм 2301-2400 мм 17 700 р      
Рото механизм для двойной двери 600 — 900 мм 2000 мм 31 200 26 000 р      
Рото механизм для двойной двери 600 — 900 мм 2001-2300 мм
32 500 р
     

ВОЗМОЖНА ПОКРАСКА ВИДИМЫХ ЧАСТЕЙ МЕХАНИЗМ (рельса и рычаги) в ЛЮБОЙ ЦВЕТ по РАЛ +10% 

 

ВИДЕО О РАБОТЕ РОТО СИСТЕМЫ (на видео показана сборка системы «под обрамление поз заказ», отличается от обычной сделаными пазами под щеточный уплотнитель в вертикальных доборах): 

 часть 1   часть 2  часть 3
   

 

тут изложено коротко

 

 

СКАЧАТЬ ИНСТРУКЦИЮ (УНИВЕРСАЛЬНОЕ ОБРАМЛЕНИЕ)

 

ИТОГО ПОЛУЧАЕТСЯ ПОСЛЕ УСТАНОВКИ РОТО МЕХАНИЗМА: 

   

 

 

ДОПОЛНИТЕЛЬНО ДЛЯ РАЗДВИЖНЫХ МЕХАНИЗМОВ:


 

Щеточный уплотнитель

 

 

Купите роторные механизмы и раздвижные системы для межкомнатных дверей в Москве и с доставкой по РФ

Склад:-ЗаказСклад

Брэнд:-AbusAdden BauAGBAjaxAldeghi LuigiAmigApecs PremiumArchieArmadilloBonaitiBrialmaCarlo PolettiCeamCisaClassColomboComaglioCompactTwinConvexCorni Assa AbloyCoronaCrit-mDecobrassDemir DokumDndDOMDormaEclisseEnrico CassinaErgon LivingExtrezaExtreza Hi-TechFantomFerexportFimetFormaeFormeFratelli CattiniFuaroGalbuseraGenesisGroëli-DesignIron LionJustorK. SistemKaadasKale KilitKoblenzLafloridaMandelliManitalMarvonMelodiaMestreMorelliMorelli LuxuryMotturaMul-T-LockNanzOlivariORO&OROOtlavPalladiumPamarPasiniProfflexPuertoPuntoRav-BariachRenzRucettiS.A.BSalice PaoloSalice Paolo EntoSalice Paolo TimelessSamsungSillurSimonswerkSiscoSistemTermaTerno ScorrevoliTIXXTrelleborgTupaiVal De FioriVenezia CollezioneVenezia UniqueVerumWinkhausРоссия

Вид:-Доводчик плавного открыванияЗамокЗащелкаКомплект дверь-книжка, 180Комплект дверь-книжка, 90Комплект для двуств. деревянной двериКомплект для двуств. стеклян. двериКомплект для деревянной двериКомплект для стеклянной двериКомплект роликовКомплект роликов с доводчикамиКомплект синхронного открыванияКомплект телескопического открыванияНаправляющаяНаправляющий профильНевидимкаРаздвижная система невидимкаРоторСинхронный приводСоединительУголокУголок крепежныйШаблон для выравния осиЩетка

Близкий цвет:-алюминийантикантичная бронзаантичное сереброантрацитбелыйбронзавинтажграфитжелезожелтыйзеленыйзолотоимпериалкерамикакожакоричневыйкофекрайолакрасныйлатуньматовая бронзаматовая латуньматовое золотоматовый хроммедьмокконатуральное серебронержникельоловопесочныйплатинапокраска по RALполированная латуньполированный хромпрозрачныйржавчинарозовыйс чернениемсеребристыйсеребросерыйсинийспециальныйстальтемная бронзатитанторторафранцузское золотохромцинкчерныйчугуншоколадэтрусско

Страна:-АвстралияГерманияГрецияИзраильИспанияИталияКитайКореяПольшаПортугалияРоссияСШАТурцияШвеция

Материал:-EPDMАлюминийЗамакЛатуньМДФПластмассаСтальХромальЧугун

Гарантия:-12 месяцев15 лет2 года2 недели24 месяца5 лет6 месяцев8 летПолотенцесушитель — 8 лет, ТЭН — 2 года

межкомнатные модели с роторным механизмом, чем отличаются от обычных двери роторного типа, плюсы и минусы

У моды есть особые тенденции.

Она постоянно преподносит новые веяния и возвращает хорошо забытое старое. На сегодняшний день специалисты отмечают рост популярности роторных дверей. Изначально полотна данного типа использовались исключительно для общественных мест с высокой проходимостью, таких как рестораны, поликлиники, гостиницы, торговые центры и многие другие. Сейчас их устанавливают в жилых помещения, домах и квартирах.

Современных покупателей привлекает практичность, надежность и универсальность данных дверных полотен.

Особенности

Когда покупателя слышат слово «ротор», данный термин у них ассоциируется с каким-либо динамичным элементом. Однако, это никак не связано с одноименной дверной системой. Впрочем, одна особенность на двоих у них все-таки имеется: поворотно-сдвижной механизм, за счет которого двигается дверное полотно.

По внешним признакам модель двери с роторным механизмом выглядят практически так же, как изделия распашного типа. Еще одна уникальность рото-дверей, кроме движущего элемента, это функция сдвига, во время которой двери поворачивается вокруг своей оси. За счет особого строения такие модели идеально подходят для установки в компактных помещениях.

Роторная дверь совмещает в себе одновременно несколько принципов действия: маятниковый, раздвижной и распашной. Механизм рото-дверей удачно объединил все лучшие стороны вышеуказанных систем. Стоит отметить, что механизм дверных полотен состоит из двух частей, которые работают сообща. В результате чего одновременно выполняется раздвижная и поворотная функция.

Совет от специалистов: если вы планируете установить у себя дома роторные межкомнатные двери, покупайте их до начала ремонта.

Это позволит оформить проем необходимых размеров, в который идеально впишется новая конструкция.

Виды

Все рото-двери, имеющиеся в продаже, можно поделить на 2 типа: автоматические и механические.

Этот параметр существенно влияет на окончательную стоимость изделия. Несложно догадаться, что автоматические двери стоят дороже, но в то же время, пользоваться ими удобнее, по сравнению с механическими моделями.

За счет особенной конструкции дверь может открываться в любую из сторон, вправо или лево. При помощи маятникового механизма пользователь имеет возможность перемещать створку по желанию. Во время поворота дверное полотно останавливается перпендикулярно коробке и не заходит целиком за его пределы. Таким образом, половина двери остается в одной комнате, а вторая – в другой.

Если изделие качественное, открытие будет плавным и легким, без усилий. Плотная стыковка обеспечивается за счет магнитного замка.

К тому же, это повышает безопасность открытия, уровень шумоизоляции и сохраняет тепло.

Материалы

Компании-производители, занимающиеся изготовлением роторных дверей, используют разнообразные материалы, как искусственные, так и натуральные. Особо распространены: ПВХ, МДФ, натуральный массив, закаленное стекло. Также можно встретить модели из пластика.

Полотно

Специалисты отмечают, что практически любое полотно можно оснастить механизмом роликового подвеса. Главное при выборе, подобрать базу без выразительного и объемного декора, который может усложнить процесс установки и размещение уплотнителей. В специализированных магазинах можно найти комплекты для стеклянных межкомнатных дверей.

Важно учесть, что механизм работы рото-двери можно присоединить только к деревянным деталям. Таким образом, полотна из стекла и прочих материалов дополняются элементами из дерева.

Фурнитура

На полотна вышеуказанного типа устанавливается такая фурнитура:

  • лента для уплотнения стыковки;
  • магнитный замок;
  • поворотно-сдвижной механизм.

Как правило, все необходимые дополнительные элементы устанавливаются на дверное полотно еще на заводе, во время изготовления товара. Ведь для работы необходимо специальные оборудование, инструменты и конечно, умелые руки мастера.

Дизайнеры отмечают, что рото-фурнитура имеет привлекательный внешний вид, который, кроме основной функции, дополнит интерьер, сделав его выразительнее.

Размеры

Двери могут иметь различные габариты. Учитывая различные планировки, особенно в современных квартирах многоэтажных домов, широкая размерная сетка необходима. Некоторые фирмы предоставляют услугу – продукцию на заказ. Также в продаже имеются как одностворчатые, так и двухстворчатые роторные двери.

Преимущества и недостатки

Преимущества роторных дверей делает их привлекательными для потребителей.

  • Универсальный внешний вид. Полотна вышеуказанного типа будут замечательно смотреться в помещениях с различными габаритами, будь то просторные апартаменты или маленькая квартира. К тому же, кроме размещения в спальне, зале или гостиной, они подойдут для установки на кухню или в ванную комнату.
  • Монтаж. Процесс установки рото-дверей несложный. Работу можно выполнить своими силами при наличии инструментов и определенного опыта. Как правило, дверная система доставляется покупателю в готовом виде. После распаковки элементы двери нужно только закрепить на новом месте.
  • Шумо- и теплоизоляция. Двери прекрасно уберегут от лишних звуков, создав в помещении комфортную и умиротворяющую атмосферу. Это функции достигается за счет щеточных уплотнителей. К тому же, полотна прекрасно сберегут тепло, что особенно важно в холодное время года.
  • Поддержка чистоты. Благодаря плотной стыковке рото-двери будут препятствовать проникновению частиц пыли и прочих загрязнений в комнату. Установите их в комнату, которая выходит в прохожую, чтобы грязь с улиц не проникала дальше в дом.
  • Экономия пространства. За счет специального механизма, совмещающего различные системы открывания, роторные двери сохранят ценное пространство в помещении. Для компактных квартир это не только красивое, но и практичное решение.

Из минусов можно отметить следующие позиции:

  • Цена. Стоимость роторных дверей высока по сравнению со стандартными моделями. Стоит отметить, что кроме полотна, покупатель платит за многочисленную фурнитуру и, конечно же, специальный механизм, который и отличает рото-двери от прочей продукции на современном рынке. Как было отмечено выше, сборка конструкции проводится непосредственно на заводе-изготовителе, что повышает стоимость изделия.

На окончательную стоимость модели влияет множество факторов: материалы для изготовления (самым дорогим является массив), наценка магазина, популярность бренда, качестве фурнитуры.

  • Небольшой вес изделия. Производители в процессе изготовления придерживаются строгих ограничений по весу полотна. Можно смело заявить, что почти все изделия с роторными механизмами используют материалы небольшого удельного веса. Чаще всего используют МДФ­. Это вынужденная мера, которой следует придерживаться из-за особенности конструкции работающего механизма.

Чтобы он работал долго и слаженно, нужно отказаться от тяжелого полотна. В противном случае, система быстро придет в негодность.

Большинство покупателей делают выбор в пользу более весомых конструкций, которые ассоциируются с надежностью и защитой.

Самостоятельно изготовление

Многие интересуются – можно ли самостоятельно изготовить рото-двери, изменив и разместив на стандартную модель специальный механизм. Однако, специалисты отмечают, что изготовить изделие данного типа своими руками очень сложно. В процессе работы может возникнуть множество проблем, связанных с работой системы. Несмотря на то, что любой желающий имеет возможность купить ротационный механизм, установит его на полотно и добиться слаженной работы непросто.

Чтобы дверь работала без проблем, процесс открывания был плавным и мягким, а изделие радовало стильным внешним видом – покупайте готовую конструкцию, созданную на фабрике опытными мастерами.

О том, как установить роторную межкомнатную дверь, вы можете узнать, посмотрев видео.

Межкомнатные двери Рото Профиль Дорс в Москве

Межкомнатные двери Рото от производителя ProfilDoors ― конструкция, в основе которой лежит механизм, прижимающий центральную часть полотна к откосу слева или справа и позволяющий открывать дверь в обе стороны. Система применяется ко всем моделям, устанавливается с одной или двумя створками.

Новый принцип организации пространства

Поворотный механизм дверей Рото обеспечивает двойное направление открывания, увеличивая функциональность небольшого пространства. Решение позволяет расположить больше предметов мебели и извлечь из обстановки максимум пользы. Рядом с проемом обустраивают стеллажи или устанавливают полки, что невозможно сделать при использовании распашных дверей.

Рото двери ПрофильДорс устанавливают в общественных зданиях, поскольку они облегчают доступ людям с ограниченными физическими возможностями.

Современный дизайн и плавное движение полотна в обе стороны — дополнительное преимущество конструкции.

Высокотехнологичная система открывания обладает и другими ценными достоинствами:

  • понятная и удобная система использования;
  • замок, обеспечивающий надежное запирание;
  • универсальность — дверь не привязана к левой или правой стороне открывания;
  • надежность — механизм не выходит из строя при правильном обращении.

Откидное устройство, которым оснащаются двери системы Рото, позволяет вернуть полотно в исходное положение без усилий.

В комплектацию входят базовые элементы конструкции: короб, полотно, замок, поворотный роторный механизм. К дополнительным элементам конструкции относятся наличники, ручки и комплект для второй системы при выборе двустворчатых дверей.

Оформление заказа

Наш интернет-магазин предоставляет возможность купить дверь Рото ProfilDoors по цене производителя с гарантиями и сертификатами компании. В каталоге представлены модели, с которыми совместима поворотная система, указаны актуальные цвета и варианты оформления.

Доставка по Москве и области осуществляется на нашем автотранспорте. Если возникли вопросы по выбору, напишите нам в WhatsApp или закажите обратный звонок.

Вращательное движение – обзор

11.3.7 Гидравлические двигатели

Гидравлические двигатели преобразуют давление жидкости во вращательное движение. Жидкость под давлением из гидравлического насоса вращает выходной вал двигателя, нажимая на шестерни, поршни или лопасти гидравлического двигателя. Гидравлические двигатели можно использовать для прямого привода, где имеется достаточный крутящий момент, или с редуктором. Большинство гидравлических двигателей должны работать в условиях реверсивного вращения и торможения.Гидравлические двигатели часто должны работать при относительно низкой скорости и высоком давлении и могут испытывать большие колебания температуры и скорости при нормальной работе. Гидравлические двигатели могут создавать чрезвычайно высокие крутящие моменты. В приводах ворот гидравлические двигатели часто сочетаются с механическими приводами (рис. 3.151b и 11.23), в частности с шестернями. Схематическое изображение на рис. 11.23 показывает гидравлический двигатель, приводящий в движение ведущую шестерню секторных ворот LPV 149 в Новом Орлеане. Это относится ко многим секторным воротам в Соединенных Штатах и ​​множеству роллетных ворот в Европе. В рулонных воротах гидравлические двигатели часто являются движущей силой механической лебедки (рис. 11.8). Гидромоторы также могут быть входом для редуктора, как показано на фото на рис. 11.24. Это система, используемая в шлюзовой камере рыболовного порта Бремерхафена для привода роллетных ворот.

Рис. 11.24. Гидравлический двигатель, приводящий в движение редуктор для рулонных ворот Бремерхафен, Германия.

Гидравлические двигатели бывают трех типов: шестеренчатые, поршневые и лопастные. Редукторные двигатели компактны и обеспечивают непрерывную работу при номинальном уровне мощности с умеренным КПД.Они обладают высокой устойчивостью к загрязнению гидравлического масла, что важно для применения в загрязненной среде. Мотор-редукторы с внешним редуктором состоят из пары согласованных шестерен, заключенных в один корпус. Обе шестерни имеют одинаковую форму зубьев и приводятся в движение жидкостью под давлением. Одна шестерня соединена с выходным валом, а другая с промежуточным валом. Жидкость под давлением поступает в корпус в месте зацепления шестерен. Он заставляет шестерни вращаться и следует по пути наименьшего сопротивления по периферии корпуса.Жидкость выходит под низким давлением на противоположной стороне двигателя. Жесткие допуски между шестернями и корпусом помогают контролировать утечку жидкости и повышают объемную эффективность. Существует несколько вариантов редукторного двигателя, в том числе геротор, дифференциальный мотор-редуктор и роликовый геротор. Все эти варианты обеспечивают более высокий крутящий момент с меньшими потерями на трение.

Все гидравлические поршневые двигатели доступны в версиях с фиксированным и переменным объемом. Наиболее распространенным типом гидравлического двигателя является аксиально-поршневой тип.Аксиально-поршневые гидромоторы имеют высокий объемный КПД. Это обеспечивает постоянную скорость при переменном крутящем моменте или условиях вязкости жидкости. Аксиально-поршневые гидравлические двигатели также являются одними из наиболее приспособленных к переменным условиям нагрузки. Они доступны в двух основных типах конструкции, включая наклонную шайбу и изогнутую ось. Конструкция с наклонной шайбой является наиболее доступной, но конструкция с изогнутой осью является наиболее надежной и, как правило, более дорогой.

Радиально-поршневые гидромоторы имеют корпус цилиндра, прикрепленный к ведомому валу, и обычно могут создавать больший крутящий момент, чем аксиально-поршневые гидромоторы.Однако они имеют ограниченный диапазон скоростей и более чувствительны к загрязнению гидравлической жидкости. Ствол содержит несколько поршней, которые совершают возвратно-поступательное движение в радиальном отверстии. Внешние концы поршня упираются в упорное кольцо, и жидкость под давлением течет через штифт в центре цилиндра, выталкивая поршни наружу. Поршни упираются в упорное кольцо, и силы реакции вращают ствол. Рабочий объем двигателя изменяется путем смещения ползуна вбок для изменения хода поршня.Когда осевые линии корпуса цилиндра и корпуса совпадают, поток жидкости отсутствует, и поэтому корпус цилиндра останавливается. Перемещение ползуна за центр изменяет направление вращения двигателя. Радиально-поршневые двигатели чрезвычайно эффективны и рассчитаны на относительно высокий крутящий момент. Во многих приводах ворот сектора USACE используются радиально-поршневые гидромоторы. Гидравлический двигатель, показанный на рис. 11.23, представляет собой радиально-поршневой двигатель и обеспечивает крутящий момент 260 Нм/бар. Номинальная скорость 50 об/мин. Гидравлический двигатель приводит в движение ведущую шестерню, которая, в свою очередь, приводит в движение зубчатую рейку на секторных воротах.

Лопастные двигатели компактны, просты по конструкции, надежны и имеют хороший общий КПД при номинальных условиях. Однако они имеют ограниченные низкоскоростные возможности. Лопастные двигатели используют пружины или давление жидкости для выдвижения лопастей. Лопастные двигатели имеют ротор с прорезями, установленный на приводном валу, который приводится в движение ротором. Лопасти, плотно вставленные в пазы ротора, перемещаются в радиальном направлении, уплотняя кулачковое кольцо. Кольцо имеет два больших и два малых радиальных участка, соединенных переходными участками или пандусами.В лопастных двигателях обычно используется двух- или четырехпортовая конфигурация. Четырехпортовые двигатели генерируют вдвое больший крутящий момент примерно на половине скорости двухпортовых двигателей. Высокая эффективность пускового момента двигателей лопастного типа позволяет адаптировать их к приводам подъемных лебедок, позволяя запускать двигатель при высокой нагрузке. Лопастные двигатели обеспечивают хороший КПД, но не такой высокий, как у поршневых двигателей. Срок службы лопастного двигателя обычно меньше, чем у поршневого двигателя.

Вращательное движение в линейное | Блог МИСУМИ

Кривошипно-ползунковый механизм представляет собой типичную конструкцию, преобразующую вращательное движение в поступательное.Это достигается соединением ползуна и кривошипа со штоком. Этот механизм также используется как система, которая преобразует возвратно-поступательное движение автомобильного двигателя во вращательное движение. (Рис. а)

На втором рисунке (рис. b) показан пример механизма, выполняющего те же функции, что и кривошип на первом рисунке (рис. a), в дополнение к функции регулировки скользящего хода ползунка. Чтобы добавить эту функцию, винт регулировки скользящего хода расположен в верхней части центра вала вращения вращающегося диска.Ход скольжения можно отрегулировать с помощью регулировочной гайки, расположенной на одном конце регулировочного винта хода скольжения.

Кроме того, если требуется высокоскоростное вращение или работа в течение длительного времени, необходимо учитывать элементы конструкции, связанные с вопросами надежности, описанными здесь.

1.  Вращательный баланс вращающегося тела (все конструкции на диске)
2. Прочность вращающегося вала
3.  Предотвращение ослабления регулировочной гайки (например, система двойной гайки)
4.  Подбор износостойких деталей для зоны, подверженной износу


На рисунке ниже показан механизм со сменными частями штока/ползуна. U-образный крюк установлен таким образом, чтобы кончик стержня можно было легко соединить с шарнирным штифтом на шарнирном конце кривошипа.

Примеры применения

Для простых устройств автоматизации или приспособлений, совместимых с несколькими моделями путем подключения блока обработки к блоку ползунка, замена блока ползунка после подготовки блока обработки в автономном режиме может минимизировать время, необходимое для переключения режима.

1.  Приводной механизм узла ракеля для простой машины для трафаретной печати:
При замене материалов из-за срока годности или при замене материалов для печати можно быстро переключаться между моделями, если снять части ползунка со встроенным ракелем и замените его деталями ползунка с отрегулированным в автономном режиме положением швабры.
2.  Простой нажимной механизм с совместимостью с несколькими моделями
Проблемы с приложениями

Из-за этого простого метода соединения, при котором только U-образный крюк помещается на вращающийся кривошип, этот механизм не совместим со следующими типами движения:

1.  Скоростной вращающийся кривошип.
Собственный вес штока может быть недостаточным для отслеживания движения.
2.  Большой радиус вращения.
Движение от коленчатого вала к U-образному крюку в некоторых местах не передается эффективно.
3.  Движение с нестабильной скоростью или колебаниями.
U-образный крюк может выпасть.
Как пользоваться кривошипно-ползунковым механизмом

Ниже приведен умный механизм автоматизации, который преобразует вращение кривошипа в линейное движение и делает ход линейного движения в два раза больше исходного.

В этой конструкции ползун используется в стандартном кривошипно-шатунном механизме ползунка с зубчатой ​​передачей. Кроме того, направляющая слайдера разделена на фиксированную и подвижную стойки. Движение кривошипа на ведущем валу передается на зубчатую шестерню. Затем ход качения (L) по неподвижной рейке увеличивается на 100% (2L), когда он достигает вершины шестерни. Этот ход (2L) воздействует на подвижную рейку, установленную на верхней части редуктора.

Другие примеры применения

Конструкция имеет тенденцию быть длиннее, чем первоначально предполагалось, если используются пневматический цилиндр и линейная направляющая или если принимается конструкция, в которой шариковые винты используются для соединения двигателя.Этот умный механизм автоматизации является эффективным решением для того, чтобы сделать светильник коротким и компактным.

  1. Колебательное движение обрабатывающей машины
  2. Поступательно-поступательный механизм линейного перемещения для приспособления для производства монолитных изделий
    (печать, протирка и прессование)
  3. Контрольные приспособления

Вращательное движение можно преобразовать в поступательное с помощью винта. В этом томе представлен умный механизм автоматизации, который позволяет управлять линейным движением различными способами, используя различные типы винтовых конструкций.В качестве кулачка используются «резьбовые» и «нарезные» винты.

Если ручку, установленную на правом краю, повернуть, это вызывает прямолинейное движение ползунка, расположенного на двух винтах с резьбой, которые собраны с двумя противоположными винтами. Эта конструкция также может быть применена для двухскоростного механизма, в котором однократное вращение рукоятки преобразуется в движение с удвоенным шагом вращения.

Примеры применения
1.  Позиционирование или сканирование электрического терминала для инспекционного оборудования
2.  Механизм регулировки положения краев приспособлений, совместимых с различными продуктами
3.  Двухскоростной механизм
Кулачки

Кулачок является типичным механическим компонентом, используемым в механизме преобразования вращательного движения в линейное. В этом томе мы рассмотрим примеры применения кулачка.

Кулачки

— отличный выбор благодаря следующим характеристикам:

Кулачки
1. Характеристики движения, такие как скорость, ускорение и силы, могут свободно управляться выходным концом, на который передается движение кулачка.
2. В сочетании с рычажным механизмом включение кулачка в конструкцию позволяет спроектировать компактный, легкий, но очень жесткий механизм в простой конструкции.
3. могут сократить общее время цикла, поскольку они могут перекрываться и управлять несколькими движениями.
4. Высокая надежность.

Основываясь на этих характеристиках, кулачки применяются в различных приложениях, включая механизм запрессовки клемм высокоскоростной машины запрессовки клемм, а также высокоскоростное и сложное управление синхронизацией клапана выпуска воздуха для автомобильный двигатель. (См. [Фото 1].) На фотографии ниже смещение кулачка пластины увеличено за счет рычажного механизма. Для обеспечения скоростных откликов установлены пружины, предотвращающие прыжки.

Кулачок, представленный здесь как основа автоматизации, умные механизмы работают как опорный элемент, позволяющий быстро прикреплять/отсоединять приспособления за счет преобразования смещения линейного движения в силы, а не преобразования вращательного движения в линейное движение, что было объяснено ранее как превосходная характеристика кулачков, используемых в управлении движением.
На [Рис.1] слева показан механизм преобразования вращательного движения в поступательное с использованием типичного пластинчатого кулачка и возвратно-поступательного толкателя, а рядом с ним — зажимной механизм с одним касанием.

Преобразование вращательного движения в поступательное может быть сконфигурировано с помощью различных компонентов и достигнуто с различной степенью точности и мощности. Мы надеемся, что вас вдохновили эти простые механизмы.

Наноразмерный возвратно-поступательный поворотный механизм с координированным управлением подвижностью

Конструкция поворотного механизма

Мы разработали наш поворотный механизм в виде тетрамера, состоящего из распределительного вала ротора в окружающем статоре.Вращение распределительного вала вызовет взаимные деформации конструктивных элементов статора (рис. 1а и дополнительный фильм 1). Мы аппроксимировали желаемые трехмерные (3D) формы компонентов, используя методы многослойного ДНК-оригами 28,29 .

Рис. 1: Концептуальный проект и сборка поворотного механизма.

a Эскизы поворотного механизма в виде сверху (сверху) и сбоку (снизу). Вал изображен серым цветом, а узлы статора — синим, зеленым и оранжевым. б Эскизы узлов статора с собачками в закрытом (вверху) и открытом (внизу) исполнениях. c Эскиз распределительного вала. Черные стрелки указывают на элементы, используемые для предотвращения выхода распределительного вала из статора. d Эскиз распределительного вала при защемлении внутри статора. Собачки оранжевого блока статора не нарисованы. Черные стрелки как в c . e Эскиз этапов сборки поворотного механизма. Красный: соединительные нити, серый: каркасная нить. f Вверху: схема высвобождения вала из статорного блока посредством смещения пряди с помощью упора. Внизу: та же реакция, но в полностью собранном статоре. Зеленый: пряди захватчиков.

Статор состоит из трех одинаковых по форме компонентов, состоящих из 46 спиралей, расположенных параллельно на сотовой решетке. Один блок статора обладает асимметричной особенностью (дополнительный рисунок 1), чтобы различать ориентацию статора относительно ориентации вала с помощью изображения просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ).Каждый блок статора содержит жесткую часть («подшипник»), которая будет удерживать вал. Блоки также имеют две «собачки», которые могут изгибаться в ответ на вращение распределительного вала (рис. 1b). Подшипник и собачки можно рассматривать как жесткие блоки, соединенные двумя двойными спиралями ДНК («опорными спиралями»), которые проходят вертикально вдоль всей конструкции. Собачки соединены с опорными спиралями через два кроссовера вверху и внизу собачек. Опорные спирали могут отгибаться от центрального вала, а собачки могут огибать опорные спирали, освобождая место для вращающегося распределительного вала.Собачки также могут образовывать пакетные соединения пар оснований на спиральных поверхностях с тупыми концами между нижней и верхней поверхностями собачек и подшипника, соответственно, что влияет на гибкость собачек.

Распределительный вал состоит из вала и поперечины, состоящей из 24 спиралей, упакованных в сотовую решетку (рис. 1с и дополнительный рис. 2). Поперечное сечение вала плотно входит в центральное отверстие подшипника (дополнительный рис. 3). Тем не менее, мы также исправили выступ на валу («кулачок»), который сталкивается со спиралью собачки, заставляя их отгибаться от вала. Кулачок и поперечина механически удерживают вал внутри статора (рис. 1d). Эту конструкцию можно рассматривать как аналог ротаксана, в котором статор эквивалентен кольцу, а распределительный вал — оси гантели.

Для сборки мы сначала состыкуем распределительный вал с одним узлом статора, а затем закроем весь подшипник (рис. 1e) путем гибридизации четырех прядей скоб, выступающих из узла статора, с дополнительным одножильным каркасным сегментом распределительного вала (рис. 1e). , верх).Два других блока статора могут стыковаться друг с другом с помощью дополнительных по форме элементов с липкими концами (рис. 1e, внизу). Как только полный комплекс ДНК-ротора сформирован, мы освобождаем распределительный вал от его места стыковки посредством смещения нитей, опосредованного зацепом. С этой целью добавляются пряди захвата, которые удаляют первоначальные связи прядей между распределительным валом и блоком статора (рис. 1f, вверху). Из-за механической блокировки распределительный вал остается стерически захваченным в статоре (рис. 1f, внизу), ограниченным вращательной степенью свободы.

Крио-ЭМ анализ конструкции ротора и вращательных движений

Мы самостоятельно собрали компоненты нашего вращательного механизма (рис. 2a) с использованием ранее описанных методов 30 и определили подходящие условия складывания и сборки с помощью гель-электрофореза (дополнительные рис. 4 и 5). Мы проанализировали структуры полученных объектов с помощью ПЭМ с отрицательным окрашиванием (дополнительная рис. 6) и определили трехмерные криоэлектронно-микроскопические (крио-ЭМ) карты плотности для каждой из четырех единиц ДНК-оригами нашего комплекса (рис.2b–e и дополнительные рис. 7–10), для трехмерного статора без распределительного вала (рис. 2f, g и дополнительный рисунок 11) и для полностью собранного тетрамерного поворотного механизма, включая распределительный вал (рис. 3 и дополнительные рисунки 12–15).

Рис. 2: Крио-ЭМ анализ компонентов.

a Модели цилиндров нашей реализации с многослойным ДНК-оригами. Цилиндры представляют собой двойные спирали ДНК. b e Репрезентативные 2D-средние значения класса (вверху) и 3D-карта электронной плотности (внизу), полученные на основе крио-ЭМ-микрофотографий трех узлов статора и распределительного вала.Красная стрелка: асимметричный элемент на статорном блоке 3. Синяя стрелка: одноцепочечный каркасный сегмент для последовательного присоединения к статорным блокам. См. дополнительные рис. 7–10. Масштабные линейки 2D-классов: 100 нм. f , g Слева направо: 2D-средние значения класса, 3D-карта крио-ЭМ и срезы трехмерной ЭМ-карты поперечного сечения статора в сборе без распределительного вала. Красная стрелка указывает на асимметричный элемент на узле статора 3. См. Дополнительный рисунок 11. Масштабная линейка 2D-классов: 50 нм. h Срезы как в g , но когда карта распредвала из e помещается в карту пустого статора из g .Красными кружками отмечены столкновения распределительного вала внутри пустого статора. Красная стрелка указывает на асимметричный элемент на статорном узле 3. Масштабные линейки всех трехмерных карт: 10 нм.

Рис. 3: Крио-ЭМ анализ всего аппарата.

a Вверху: вид сбоку 3D крио-ЭМ карт, полученных отдельно для трех вариантов механизма, с валом, состыкованным со статорным блоком 1, 2 или 3 соответственно. См. дополнительные рис. 12–14. Внизу: поперечные срезы карт.Красные, синие и желтые стрелки указывают на асимметричность статора, Т-образной перемычки и кулачка соответственно. b Средние значения класса 2D для механизма с валом, связанным со статором 1. Синие и желтые стрелки указывают на поперечину и кулачок вала соответственно. Масштабная линейка: 50 нм. c Средние значения класса 2D для механизма, определенные по образцу, в котором вал был освобожден от места стыковки. Синие и желтые стрелки указывают на предполагаемое расположение перекладины и кулачка, но детали размыты.Масштабная линейка: 50 нм. d Вверху: вид сбоку трех репрезентативных трехмерных классов, обнаруженных в данных микрофотографии крио-ЭМ, полученных из того же образца с освобожденным распределительным валом. Внизу: поперечные срезы 3D-классов. Красные стрелки указывают на асимметричность статора, синие стрелки показывают положение Т-образной перекладины распределительного вала. Камера не может быть разрешена в данных. См. Дополнительный рисунок 15. e Наложение кадров из фильмов из анализа многотельных уточнений данных, полученных отдельно, с валом, прикрепленным к одному статорному блоку 1, 2 или 3 соответственно.Черные стрелки указывают наблюдаемый диапазон вращательного движения вала относительно статора. f То же, что и e , но для образца, в котором вал был освобожден от места стыковки. Масштабные линейки всех 3D-карт: 10 нм.

Структуры компонентов

Карты крио-ЭМ, полученные для отдельных узлов статора, хорошо согласуются с конструкцией (рис. 2b–e). Крио-ЭМ карта, полученная для статорного узла 1, имела самое высокое разрешение и отличалась областями, где можно было различить борозды составляющих двойных спиралей ДНК (рис. 2б). Мы можем различить несколько структурных особенностей на трехмерных картах, таких как дополнительные по форме выступы и углубления для стыковки блоков статора в полный подшипник, две поддерживающие двойные спирали ДНК, к которым прикреплены собачки, и асимметричная особенность, которая отмечает статор. блок 3 (рис. 2г). На крио-ЭМ-карте распределительного вала (рис. 2e) мы можем распознать сотовый рисунок, выступающие «кулачковые» спирали на стороне вала и перекладину. На другом конце центрального вала мы видим небольшую вмятину, которую мы относим к сегменту каркаса, который мы оставили однонитевым для соединения распределительного вала с одним из узлов статора посредством гибридизации скобочных прядей.

Пустой статор и статор с распредвалом внутри

Средние значения класса 2D (рис. 2f) и трехмерная крио-ЭМ-карта (рис. 2g), которые мы определили для пустого статора, показывают конструктивно четко определенный подшипник, который точно соответствует дизайн (рис. 2g, фрагмент 1, дополнительный рис. 16). Хорошо видна асимметричная деталь на узле статора 3. Напротив, сигнал от собачек более делокализован и направлен веером от длинной оси статора (рис. 2g, срез 2). Предположительно, потеря деталей связана с конформационной неоднородностью, связанной с изгибанием собачек.На виде сверху (рис. 2ж, срез 3) видно, что собачки повернуты и смещены от исходного положения, а центральное отверстие здесь теперь меньше, чем возле подшипника. При наложении карты, определенной отдельно для вала, на карту, определенную для пустого статора (рис. 2з), мы видим, что вал хорошо входит в центральное отверстие статора в подшипнике (срез 1), тогда как распределительный вал и статор карты стерически сталкиваются в области собачек (срезы 2 и 3). Следовательно, собачки статора необходимо вытолкнуть наружу, чтобы распределительный вал попал в центральное отверстие.Это видно при сравнении карты пустого статора с картой полностью собранного комплекса (дополнительный фильм 2).

Распределительный вал, закрепленный в разных положениях

Наша конструкция была сконструирована таким образом, что расположение распределительного вала в статоре в разных положениях должно приводить к различным формам статора. Чтобы изучить эту особенность, мы подготовили три различных варианта полного поворотного механизма со вставленным валом, в которых распределительный вал изначально прикреплен скобочными связями к узлам статора 1, 2 и 3 соответственно.Таким образом, эти варианты реализуют три различных фиксированных положения распределительного вала относительно окружающего статора. Мы определили 3D крио-ЭМ карты для каждого из этих вариантов (рис. 3а). В полученных картах мы смогли различить асимметричный элемент, присутствующий в узле статора 3, и использовать его для присвоения идентификаторов узла статора и выравнивания ориентации статора. Распределительный вал действительно занимает три различных положения внутри статора, поворачиваясь на 120°. Эти ориентации можно различить, сравнив ориентацию асимметричного элемента в статоре (рис.3а, красные стрелки) относительно поперечины распределительного вала (рис. 3а, синие стрелки). Отметим, что выступающий кулачок на распределительном валу также можно различить на каждой из трех карт (рис.  3а, желтые стрелки). В соответствии с конструкцией кулачок всегда ориентирован под углом 90° к поперечине распределительного вала. Срезы поперечного сечения показывают, что на уровне подшипника (срез 1) структуры всех вариантов очень похожи. Напротив, карты различаются на уровне собачек и при взгляде сверху (срезы 2, 3).Форма зазоров между шестью собачками и центральными валами зависит от того, как вал ориентирован относительно статора, что было одной из целей нашего проектирования.

Вращательное движение

Чтобы высвободить распределительный вал из места стыковки, мы использовали смещение нити, опосредованное упором (см. «Методы» и дополнительный рисунок 17). Мы получили данные крио-ЭМ вращающегося комплекса с распредвалом, свободно вращающимся. Усредненные значения класса 2D уже выявляют кардинальные различия между роторными комплексами с фиксированным распределительным валом (рис.3б) и образец с предположительно подвижным распределительным валом (рис. 3в). Например, сотовое сечение вала, кулачок и горизонтальная перекладина хорошо видны на данных с фиксированным валом (рис. 3б). С другой стороны, в образце с выпущенным распределительным валом эти детали размыты. Поперечное сечение распределительного вала выглядит как усредненная по вращению версия сот (рис. 3c). Таким образом, эти изображения предполагают, что распределительный вал действительно вращается внутри статора.

Далее мы проанализировали крио-ЭМ данные роторного комплекса с разблокированным распределительным валом с использованием 3D-классификации.Мы обнаружили три доминирующих, структурно различных 3D-класса в наборе данных (рис. 3d), содержащих 31 тыс., 27 тыс. и 20 тыс. частиц соответственно. Мы выровняли статор карт, используя асимметричную особенность блока статора 3 (рис. 3d, красные стрелки). Каждый из трех трехмерных классов показывает различную ориентацию Т-образной перемычки вала (рис. 3d, синие стрелки) относительно асимметричного элемента статора. Ориентация вала и статора очень похожа на образцы с распределительным валом, прикрепленным к статору (рис.3а). Однако кулачок распределительного вала не удалось разрешить в классах 3D. Таким образом, каждый из трех трехмерных классов может содержать смесь частиц с распределительными валами в двух разных ориентациях, повернутыми на 180°.

Мы также использовали многокомпонентную доработку 31 для исследования движения распределительного вала относительно статора. С этой целью мономеры рассматриваются как твердые тела, которые могут двигаться независимо друг от друга. Используя анализ основных компонентов относительной ориентации тел по всем изображениям частиц в наборе данных, мы вычислили фильмы для важных движений в данных.Чтобы проиллюстрировать эти движения на неподвижном изображении, мы наложили кадры получившихся фильмов (рис. 3д, е). Для трех образцов с фиксированным распределительным валом мы видим, что доминирующее движение распределительного вала ограничено некоторым вращательным колебанием с диапазоном ~ 20 ° (рис. 3e). Напротив, в образце со свободным распределительным валом повороты распределительного вала охватывают весь диапазон 360° (рис.  3f). В совокупности результаты 3D-классификации и анализа нескольких тел показывают, что распределительный вал может свободно вращаться внутри статора и имеет как минимум три, а возможно, и шесть предпочтительных направлений.Мы также использовали многотельный анализ для изучения гибкости собачек, рассматривая каждую собачку как отдельное твердое тело. Амплитуды смещения собачек варьировались от ~ 2 до ~ 28 нм (дополнительный рисунок 18).

Измерения флуоресценции отдельных частиц

Мы использовали флуоресцентную микроскопию полного внутреннего отражения (TIRFM) для изучения динамического поведения нашего вращающегося комплекса. Мы прикрепили статор к предметному стеклу, покрытому полиэтиленгликолем (ПЭГ) и биотином, удлинив блок статора 1 с помощью домена спирального пучка (6hb) в верхней части одной из собачек (рис.4а и дополнительные рис. 19 и 20). Из 6hb выступают восемь цепей ДНК-адаптера, с которыми мы гибридизовали биотинилированные нити ДНК (дополнительная рис. 21), которые закрепляют статор в поливалентном прикреплении к предметному стеклу через мосты биотин-нейтравидин-биотин. Многовалентное связывание имеет решающее значение для подавления вращения всего механизма на предметном стекле. 6hb был помечен 10 флуоресцентными красителями (cy5) для определения положения статора. Мы также удлинили Т-образную перекладину распределительного вала с помощью 10-спирального пучка рычагов с 10 флуоресцентными красителями (cy3) на конце, в результате чего получился «указатель» длиной ~ 290 нм (рис.4а и дополнительные рис. 19, 22). Это усиливает, а также замедляет движения распределительного вала из-за трения с растворителем, чтобы облегчить отслеживание движений распределительного вала в режиме реального времени.

Рис. 4: Динамический анализ поворотного механизма с помощью одночастичного TIRFM.

a Схема экспериментальной установки: механизм закреплен на предметном стекле мостиками биотин-нейтравидин-биотин. Ригель распределительного вала удлиняется примерно до 290 нм. Вставка: вид сверху. b Типичное изображение поля зрения (слева, масштабная линейка: 5 мкм) и изображения стандартного отклонения по всем кадрам одночастичных фильмов для образцовых частиц (справа, масштабная линейка: 600 нм). c Примерная последовательность кадров типичной частицы, прыгающей между тремя предпочтительными позициями (синяя, оранжевая и желтая). d Примерный угол-время следа одиночной частицы. e Кумулятивный угол во времени для двух типичных частиц. f Распределение плотности вероятности для ориентаций рычага, рассчитанное по траектории углов-времени типичной частицы. г Сплошная линия: Распределение измеренного расстояния от кончика рычага до центра, усредненное по N  = 212 частиц. Пунктирные линии: плюс/минус стандартное отклонение. Вертикальная серая линия: средневзвешенное расстояние от центра. h Сплошная линия: распределение угловой скорости, рассчитанное по N  = 212 частиц. Пунктирные линии: плюс/минус стандартное отклонение. Вертикальная серая линия указывает средневзвешенное значение угловой скорости (которое равно нулю, так как отсутствует направленное смещение). i Сплошная линия: среднее угловое среднеквадратичное отклонение во времени от N  = 212 частиц. Пунктирные линии: плюс/минус стандартное отклонение. Красная пунктирная линия: подходит с помощью \({{{{{\rm{RMSD}}}}}}={A}\sqrt{{t}}\). Исходные данные предоставляются в виде файла исходных данных.

Вращательные случайные блуждания

Визуализация вращательных механизмов с отпущенными распределительными валами выявила частицы, совершающие вращательные случайные блуждания в дополнение к неподвижным частицам (рис. 4b). Мы разработали удлинение длиной 160 пар оснований для домена 6hb, выступающего из статорного блока 1 (дополнительные рис.23–25), чтобы проверить, хорошо ли закреплен статор на поверхности. Таким образом, мы получаем два указателя (рычаг и 6hb), которые одновременно отслеживают движения распределительного вала и статора соответственно. С этой настройкой мы подтвердили, что статор остается фиксированным (дополнительный рис. 25b). Когда распределительный вал был прикреплен к статору с помощью прядей, мы наблюдали незначительную долю частиц, демонстрирующих вращательное движение (дополнительный рисунок 25c). Мы заключаем, что вращающиеся частицы, наблюдаемые для образца с отпущенным распределительным валом, действительно отражают движения распределительного вала внутри статора.

Мы использовали отслеживание центроидов сверхвысокого разрешения 32 (рис. 4c) для расчета траекторий угловой ориентации отдельных частиц (рис. 4d). Эти трассы обычно представляли собой пошаговые переходы между тремя разными уровнями. Поскольку вращение происходит в тепловом равновесии, вызванном случайным броуновским движением, никакого эффективного смещения направления не ожидается и также не наблюдается (рис. 4e). Частицы предпочтительно заполняют три основные ориентации, разделенные на 120 ° (рис. 4f), что соответствует спроектированной трехкратной симметрии статора и трем предпочтительным ориентациям вала, которые мы видели с крио-ЭМ.Среднее расстояние от движущегося центроида до центра движения, рассчитанное для каждой частицы, составило ~ 286 нм (рис. 4g), что хорошо соответствует ожидаемым 290 нм (рис. 4а). Распределение угловых скоростей, усредненное по всем измеренным вращающимся частицам, имеет приблизительно гауссову форму (рис. 4з) со скоростями в диапазоне до 4 оборотов в секунду. Среднеквадратичное отклонение (СКО) угловых перемещений растет пропорционально корню квадратному из времени в соответствии с нормальной диффузией (рис.4и).

Аллостерическая координация движений ротора и статора

Мы разработали и самостоятельно собрали пять дополнительных вариантов статора, в которых мы изменили гибкость собачек, чтобы увидеть, можно ли повлиять на диффузию вращения распределительного вала (рис. 5a–f и дополнительные рис. 26–31). Мы освободили стержень от его места стыковки в каждом образце, получили фильмы флуоресцентной микроскопии отдельных частиц и выполнили центроидное отслеживание отдельных вращающихся частиц, чтобы вычислить среднеквадратичное отклонение угла во времени (рис.5g), как описано на рис. 4. В дополнение к экспериментам эти конструкции также были проанализированы динамически с помощью моделирования молекулярной динамики (МД) с несколькими разрешениями с использованием мрДНК 33 (дополнительный фильм 3).

Рис. 5: Механическая муфта между статором и распределительным валом.

a f Вид сбоку снимков трехмерных структур, предсказанных для вариантов статора с использованием мрДНК, см. Дополнительный фильм 3. Вставки: схемы модификаций конструкции статора, влияющих на его механические свойства.Цилиндры представляют собой двухцепочечные спирали ДНК, а цветные линии представляют собой основные нити. г Экспериментально измеренное среднеквадратичное отклонение для вариантов 1 (синий), 2 (фиолетовый), 3 (оранжевый) и 5 ​​(желтый) по одночастичным траекториям «угол-время» (см. рис. 4). Для вариантов 4 и 6 вращения не наблюдалось. h Молекулярно-динамическое моделирование вынужденного вращения варианта 1. Протокол управляемой молекулярной динамики был применен к потенциалу, действующему на двугранный угол.Когда распределительный вал вращается, кулачок циклически приближается к каждой собачке (вверху, собачка статора 1 выделена синим цветом, собачка статора 2 выделена зеленым цветом, собачка статора 3 оранжевым цветом), заставляя его деформироваться в сторону от центра распределительного вала (внизу) . Вращение производилось на три полных оборота в каждом направлении, и результаты усреднялись (толстые линии). Затенение представляет собой стандартное отклонение. i , j Средняя структура из моделирования мрДНК варианта 1, извлеченная из нескольких циклов принудительного вращения в видах сверху ( i ) и сбоку ( j ).Большие кружки: деформации на статорном узле 2; маленькие кружки: деформации статорного узла 1. Желтые стрелки: деформация всего статора при вращении распределительного вала. В j блок 3 статора не показан. Исходные данные предоставляются в виде файла исходных данных.

Вариант 1 не имеет боковых соединений собачек. Следовательно, собачки могут сгибаться независимо, как видно из моделирования мДНК (рис. 5а). В варианте 2 мы дополнительно отключили базовые укладочные контакты между подшипником и собачками, что еще больше увеличило гибкость собачек (рис.5б). Экспериментально мы видели, что вращательная подвижность этого варианта увеличилась примерно в 2 раза по сравнению с вариантом 1 с более жесткими собачками (рис. 5ж). В варианте 3, который уже был охарактеризован на рис. 4, мы соединили две собачки внутри каждого статорного узла сбоку с помощью перекрещивающихся прядей, чтобы они двигались как одно целое (рис. 5с). Это изменение конструкции удаляет три из шести возможных «пазов» для распределительного вала. Интересно, что вариант 3 имел очень похожую поворотную подвижность по сравнению с вариантом 1.В варианте 4 мы соединили собачки вдоль боковой поверхности сопряжения соседних узлов статора с перемычками прядей (рис. 5г). Это изменение конструкции удаляет три другие возможные прорези и сильно влияет на подвижность: оно полностью подавляет вращательное движение, а это означает, что в этом образце была незначительная доля вращающихся частиц (дополнительный рис. 32a). В варианте 5 вместо прямых кроссинговеров, как в варианте 4, использовали 25-тимидиновые связи. Эти связи не только восстанавливают гибкость собачек, но и немного раздвигают собачки из-за объема, занимаемого поли-Т-связями (рис.5д). Поразительно, но это изменение конструкции полностью восстановило вращательную подвижность (рис. 5g). Фактически этот вариант показал самую высокую диффузионную подвижность из всех вариантов, что мы приписали увеличенному расстоянию между собачками. Наконец, в варианте 6 все собачки были плотно соединены друг с другом путем кроссинговера латеральных штапельных нитей (рис. 5f). В соответствии с предыдущими результатами, этот вариант вообще не вращался (дополнительный рис. 32b), предположительно потому, что собачки не могли поддаться кулачку и удерживали его в том положении, в котором он был изначально закреплен.Эти наблюдения предполагают, что распределительный вал предпочтительно заполняется и переключается между тремя пазами, расположенными на границе раздела между узлами статора, тогда как пазы, расположенные между двумя собачками на узел статора, не используются.

Мы использовали моделирование мрДНК для варианта 1, чтобы исследовать связь между ориентацией распределительного вала и механической деформацией статора (см. «Методы»). В этих симуляциях мы усилили относительную ориентацию распределительного вала и статора с помощью гармонического потенциала, который действовал на двугранный угол, образованный геометрическими центрами четырех областей (рис.5ч). Изменяя угол покоя потенциала с постоянной скоростью, вал приводился во вращение в каждом направлении не менее чем на три полных оборота. Мы проанализировали полученные траектории путем объединения и усреднения микроскопических конфигураций в соответствии с углом распредвала каждые 10°, выявляя деформацию каждой собачки по мере приближения кулачка. Расстояние между кулачком вала и каждым субузлом имело примерно синусоидальную зависимость от угла распредвала с амплитудой ~5 нм и сдвигом фазы на ~120° для соседних субузлов, как и ожидалось (рис.5h, верхний график). Однако, когда кулачок приближался к собачке, собачка изгибалась от центра распределительного вала примерно на 5 нм, что видно по увеличению расстояния между каждой собачкой и центром вала (рис. 5h, нижний ряд). ). Точно так же угол между каждой собачкой и соседними собачками был максимальным, когда кулачок приближался к внешним собачкам, и минимальным, когда он приближался к центральной собачке (дополнительный рисунок 33). Эти деформации также можно увидеть на примерных снимках моделирования (рис.5i, j): когда кулачок приближается к одной из собачек, они отодвигаются дальше от центра распределительного вала, в то время как они возвращаются в исходное положение, если кулачок направлен в сторону. Анализ основных компонентов статора (дополнительный рисунок 34 и дополнительный фильм 4) показал, что доминирующие движения связаны с деформацией собачек на противоположных сторонах ротора, обнаруживая три оси, которые легко удлиняются для размещения кулачка.

Мы обобщили анализ моделирования на варианты 3 и 6, показав, что все варианты демонстрируют качественно схожие деформации собачек по отношению к кулачку, несмотря на различные соединения между собачками (дополнительный рис. 33). Однако деформация уменьшается за счет увеличения сцепления собачек, как это реализовано в варианте 3 и особенно в варианте 6, которые не показали фактического вращения в наших экспериментах. Кроме того, минимальное расстояние между собачкой и валом во время цикла вращения для варианта 1 аналогично максимальному расстоянию для варианта 6, отражая тот факт, что последний не подходит для размещения кулачка. Таким образом, моделирование показывает, что вращательное движение кулачка тесно связано и координируется взаимной деформацией собачек, как и было задумано.Координацию и возвратно-поступательное движение можно оценить в фильмах о результатах моделирования принудительного вращения для вариантов 1, 3 и 6 соответственно (дополнительные фильмы 5 и 6).

Преобразование вращательного движения в линейное с помощью этих опций

Когда дело доходит до движения портативных и миниатюрных медицинских устройств, стандартный электрический мини-двигатель может показаться хорошей отправной точкой. Но в то время как миниатюрный двигатель генерирует вращательное движение, такие приложения, как медицинские пипетки или шприцы, а также устройства для мезотерапии часто перемещают грузы линейно, а не вращательно.Для этих медицинских инструментов, а также некоторых промышленных устройств инженеры должны разработать собственную систему для преобразования вращательного движения в линейное. Вот некоторые из основ, которые следует понимать при рассмотрении вариантов линейного движения.

Вращение может быть преобразовано в прямолинейное движение с помощью системы болтов и гаек, установленной на валу двигателя. Существует два основных типа винтовых и гаечных систем: шарико-винтовая передача и ходовой винт.

Шарико-винтовая передача работает за счет контакта качения между гайкой и винтом.Шар рециркулирует по винтовой канавке. Компоненты качения обеспечивают низкое трение, обеспечивая при этом высокий КПД, превышающий 90 процентов, при высокой грузоподъемности.

Ходовой винт обычно состоит из винта из нержавеющей стали и пластиковой гайки. Оба компонента находятся в непосредственном контакте, создавая большее трение, чем шарико-винтовая система. Это может быть хорошим, экономичным вариантом, если стоимость является проблемой. Материал гайки обычно влияет на срок службы и максимальную нагрузочную способность системы.Однако с помощью двух предварительно натянутых гаек осевой люфт можно устранить. Обычно следует учитывать два типа линейных опционов:

Вариант 1: двигатель со встроенным ходовым винтом

Стандартные линейные приводы, которые часто называют цифровыми линейными приводами (DLA), представляют собой полностью интегрированные линейные механизмы, в которых используется шаговый двигатель. Как правило, это экономичный выбор. Присущий шаговым технологиям двигатель сам по себе представляет собой систему позиционирования, поэтому для управления не требуется обратная связь по положению. DLA может управляться полным шагом, полушагом или микрошагом, в зависимости от требуемого разрешения.

Вариант 2: Специальная сборка двигателя

Для приложений, требующих высокой производительности в ограниченном пакете, рассмотрите возможность пользовательской сборки. Большинство нестандартных сборок изготавливаются либо с щеточным двигателем постоянного тока, либо с бесщеточным двигателем постоянного тока, либо с шаговым дисковым магнитным двигателем. Каждая технология имеет свои преимущества и преимущества по сравнению с шаговыми двигателями. Например, приложения с высоким ускорением хорошо подходят для двигателя с низкой инерцией, такого как шаговый двигатель с дисковым магнитом.Для более высокой мощности в небольшом корпусе лучшим вариантом может быть комбинация бесщеточного постоянного тока, редуктора и ходового винта. А для обеспечения высокой эффективности щеточный двигатель постоянного тока без сердечника может быть особенно желателен для приложений с батарейным питанием.

  

Индивидуальная сборка также обеспечивает гибкость при выборе ходового винта. Группа исследований и разработок может выбрать, какой шариковый или обычный ходовой винт предпочтительнее, предложить различные шаги, адаптировать материал или даже оптимизировать размеры.

Партнер для определения требований к устройству и двигателю

Для линейных применений поставщики двигателей могут поддержать группу разработчиков, предложив стандартные линейные двигатели или создав линейный двигатель с индивидуальной конструкцией.В дополнение к определению технических требований к устройству как поставщик двигателя, так и разработчик приложения должны также определить требования на уровне двигателя. Имея полное представление о потребностях проекта, проектные группы могут найти наилучший компромисс между техническими и коммерческими требованиями к инструменту.

Для получения дополнительной информации о миниатюрных двигателях для портативных медицинских устройств посетите нашу страницу приложений

Процессорный поворотный механизм объединяет развертывание субстрата и протеолиз в аппарате для деградации ClpXP

Основные версии:

1) Упоминается, что мутант E185Q Walker использовали для структурных исследований для замедления гидролиза (Результаты, абзац первый, но не упомянутый в Материалах и методах). Был ли этот мутант также использован для функциональных исследований (рис. 1)? В любом случае, насколько «медленным» является этот мутант? Какая часть подложек развернется за 10 мин, т. е. за время до мгновенной заморозки образцов?

Приносим извинения за неясность. Мутант E185Q Walker B не использовался для функциональных анализов (рис. 1В). Мы изменили заголовок рисунка, чтобы отразить это изменение:

.

«Все измерения включали GFP-SsrA и были выполнены в трех повторностях на WT ClpXP»

На новом рисунке мы показываем, что скорость АТФазы мутанта ClpX E185Q Walker B примерно в 17 раз ниже, чем у фермента дикого типа (рис. 5А).Мы полагаем, что плотность субстрата на картах соответствует неструктурированной области SsrA-метки GFP, которая была задействована и медленно перемещалась. Учитывая низкую активность, мы считаем, что фракция GFP, развернутая до витрификации, незначительна. Мы уточнили текст, чтобы отразить это:

«Поскольку мутант Walker B имеет низкую активность разворачивания (см. ниже), наблюдаемая плотность, вероятно, соответствует неструктурированной области метки degron»

2) Все остатки субстрата для обеих конформаций (А и В) моделируются как аланин, но они не соответствуют четко соответствующим картам плотности.Пожалуйста, комментируйте и обсуждайте.

Несмотря на то, что на карте имеется четкая плотность некоторых более объемных боковых цепей, было невозможно зарегистрировать последовательность пептида субстрата в плотности, поэтому субстрат был смоделирован как полиаланин. Плотность может соответствовать тегу SsrA, хотя наши попытки вписать эту последовательность в плотность не увенчались успехом, возможно, потому, что структура консенсуса представляет собой среднее значение нескольких шагов транслокации последовательности SsrA. Для прояснения этой ситуации мы добавили следующую строку в Материалы и методы:

«Хотя экспериментальная плотность субстрата показала некоторые объемные боковые цепи, попытки зарегистрировать последовательность SsrA в плотности не увенчались успехом, и субстрат был смоделирован как полиаланин.

3) Отсутствие четкой плотности боковых цепей субстрата (или плотности субстрата вне холофермента ClpXP) для обоих затрудняет однозначную корреляцию двух наблюдаемых конформаций ClpXP с двумя разными «транслокационными» состояниями субстрата. . Хотя модель (рис. 5) разумна, две структуры, представленные в этом исследовании, не обязательно исключают другие возможности.

Мы согласны с рецензентами в том, что отсутствие регистрации цепи субстрата усложняет ее использование в качестве маркера направления транслокации.Однако в предложенной нами модели направление транслокации субстрата составляет к ClpP и подтверждается как содержанием нуклеотидов в наблюдаемых состояниях, так и положениями поровых петель. Мы добавили новые функциональные анализы (рис. 5B — см. комментарий рецензента № 7), которые дополнительно поддерживают эту модель. Тем не менее, мы признаем, что существуют и другие возможные модели, и указали их в тексте:

.

«Модель, описанная выше, является самой простой, которая согласуется с нашими данными.Можно представить более сложные модели, требующие дополнительных состояний, для которых у нас нет экспериментальных данных».

4) Для конформации А разрешение для двух промоторов по обе стороны от шва существенно ниже (рис. 4 — дополнение к рисунку 2), чем для остальной части структуры. Можно ли быть уверенным, что именно с этими протомерами в конформации А связан АДФ? Это также может быть эффект разрешения. Более того, плотность не только для нуклеотида, но и для окружающих областей должна быть включена для всех карманов связывания.

Хотя более низкое разрешение вблизи шва в конформации А делает плотность нуклеотидов в карманах связывания на шве менее четкой, этого все же достаточно для определения состояния нуклеотида. Состояние ADP этих карманов также усиливается конформацией окружающих остатков. Мы добавили дополнение к рисунку (рис. 4 — дополнение к рисунку 3), чтобы также показать плотность окружающей среды:

«Рисунок 4 — дополнение к рисунку 3. Плотность карманов связывания АТФ. Показаны экспериментальные карты плотности и модели для карманов связывания АТФ всех протомеров.Показаны два числовых порога, чтобы выделить различия в плотности».

5) Плотность для Mg 2+ упоминается, но приведенный рисунок (рис. 4) показывает плотность только на одном контурном уровне, так что предполагаемая плотность Mg 2+ сливается с плотностью нуклеотида . Должны быть показаны два разных уровня контура. В любом случае «разрешение» плотности Mg 2+ не кажется таким высоким, как некоторые из показанных плотностей боковых цепей, и, конечно, не таким высоким, как оценивается FSC.Пожалуйста, комментируйте и обсуждайте. Кроме того, некоторые Mg 2+ не могут быть правильно смоделированы, поскольку они появляются вне плотности.

Мы добавили рисунок 4 — дополнение к рисунку 3, показывающее два контурных уровня для предполагаемого Mg 2+ (см. комментарий рецензента № 4). Мы считаем, что плотность Mg 2+ сравнима с другими крио-ЭМ реконструкциями при аналогичных расчетных разрешениях. Мы переделали Mg 2+ так, чтобы он лучше соответствовал наблюдаемой плотности.

6) Настоящая работа представляет собой третью криоЭМ-структуру протеазы ClpXP, и ей предшествует недавняя публикация Listeria monocytogenes ClpXP (Gatsogiannis et al., NSMB 2019). В отличие от предыдущей работы, структура Ripstein et al. имеет гораздо более высокое разрешение (2,3 А против ~ 4 А), обеспечивая более точное механистическое понимание. Возможно, самое удивительное, что Gatsogiannis et al. сообщили о существовании необычных прямых димеров ClpXP, которые были преобладающими образцами в их криоЭМ образце.В настоящее время неясно, являются ли димеры «голова к голове» искусственными или физиологическими. Тем не менее, кажется уместным сравнить и прокомментировать ранее опубликованные структуры и понять, почему такие прямые димеры не наблюдались в настоящем исследовании, поскольку здесь также использовался полноразмерный ClpX.

Мы не наблюдали прямых димеров ни в одном из наших препаратов. Авторы рукописи Listeria monocytogenes ClpXP использовали химический сшивающий агент глутаровый альдегид при подготовке образцов, что могло повлиять на наблюдаемое ими олигомерное состояние.В нашем исследовании не использовались какие-либо сшивающие агенты. Мы добавили в Обсуждение следующее предложение:

«В случае L. monocytogenes ClpXP наблюдались необычные димеры «голова к голове», которые, по-видимому, опосредованы цинксвязывающими доменами. Несмотря на наличие цинксвязывающих доменов в нашей конструкции N. meningitidis , таких димеров не наблюдалось. Хотя это различие может быть связано с различиями между видами, мы отмечаем, что химический сшивающий агент глутаровый альдегид, используемый для стабилизации L.monocytogenes ClpXP мог индуцировать образование искусственных димеров».

7) В настоящей структуре пять из шести петель пор тесно взаимодействуют с основой субстрата, поддерживая процессную передачу субстрата между соседними субъединицами. Это несколько неожиданно, поскольку широко распространено мнение, что нити ClpX формируются стохастически. Например, используя ковалентно связанный гексамер ClpX, группы Sauer и Baker показали, что для функционирования достаточно только одной активной субъединицы ClpX.Как можно согласовать существующие структуры с обилием биохимических и генетических данных в литературе, поддерживающих вероятностный механизм?

Стремясь лучше понять ранее опубликованные данные о связанных гексамерах от группы Sauer в контексте нашей и многих других связанных с субстратом структур AAA+-анфолдазы, которые поддерживают процессивный механизм передачи, мы провели собственные анализы смешанных гексамеров. (Рисунок 5Б). Здесь мы смешиваем протомеры ClpX WT и E185Q Walker B в различных соотношениях и инкубируем их в течение ночи, чтобы создать сложные комплексы с различными типами протомеров, точный состав и популяция которых могут быть рассчитаны с использованием комбинаторной статистики. Анализы GFP-SsrA, проведенные на образцах, описанных выше, показывают, что присутствия одного протомера E185Q Walker B в гексамере ClpX достаточно, чтобы полностью остановить расщепление GFP-SsrA под действием ClpXP. Это еще больше укрепляет нашу процессивную модель и несовместимо с предыдущей стохастической моделью, которая предсказывает, что развертывание и транслокация возможны только с одной активной субъединицей.

Отметим также, что в экспериментах групп Зауэра и Бейкера предполагалось, что мутанты Уокера В «мертвы».Как мы показываем здесь (рис. 5А) и как сообщают Sauer et. al в другом месте (Martin et al., 2008a), Walker B ClpX проявляет активность АТФазы примерно в 17 раз ниже по сравнению с ферментом WT. Таким образом, можно ожидать, что процессивность этих смешанных ферментов будет намного ниже, чем у полностью комплекса WT. Кроме того, субстраты, используемые во многих из этих экспериментов (например, Titin-SsrA, дестабилизированные мутанты Titin-SsrA), имеют гораздо более низкую стабильность по сравнению с плотно свернутым GFP, и для их развертывания может потребоваться всего несколько шагов транслокации. В случае нестабильных или неупорядоченных субстратов транслокация может происходить медленнее по сравнению с ферментом WT, но будет регистрироваться как «активная». Действительно, в наших структурах мы показываем, что ClpX связывает GFP-SsrA (рис. 1 — дополнение к рисунку 1), и считаем, что плотность субстрата на наших картах соответствует неструктурированной метке SsrA GFP, которая была медленно перемещена нашим Walker B ClpX.

Мы добавили в рукопись следующий текст:

«Расположение нуклеотидов на нашей карте предполагает, что связанный с субстратом ClpX последовательно гидролизует АТФ, в отличие от предыдущих сообщений о том, что гидролиз АТФ ClpX является стохастическим процессом (Martin et al., 2005). […] Это несовместимо с предыдущей стохастической моделью, предсказывающей, что развертывание и транслокация возможны только с одной активной субъединицей».

И подпись к рисунку:

«Рисунок 5. Один дефектный протомер ClpX нарушает функцию. (A) Скорости АТФазы для WT ClpX и мутанта E185Q ClpX Walker B. […] Это наблюдение контрастирует с ожидаемым линейным снижением (зеленая линия) для стохастической модели. (C) Схема молекул, полученных путем смешивания».

Соответствующий раздел материалов и методов:

«…Для анализа смешанного протомера ClpX образцы ClpX дикого типа и ClpX E185Q очищали отдельно, как описано выше (т.е. без добавления какого-либо нуклеотида) и смешивали в указанных соотношениях. […] Лунки включали систему регенерации АТФ, которая содержала 1,5 мМ фосфоенолпирувата, 0,2 мМ НАДН, 40 мкг/мл пируваткиназы, 40 мкг/мл лактатдегидрогеназы и 2 мМ MgATP при pH 8,2. Гидролиз АТФ контролировали по потере поглощения при 340 нм с помощью 96-луночного считывателя микропланшетов Synergy Neo2 при 25 °C».

8) Чтобы осветить структурную основу для взаимодействия и пронизывания субстрата, авторы использовали GFP-SsrA, который является более информативным, чем обычно используемый казеин, который изначально неструктурирован.Однако неясно, сколько SsrA по сравнению с развернутым GFP видно в структуре. Остается ли GFP в основном сложенным, и если нет, то какова структурная/механическая основа для развертывания GFP? Авторы должны прокомментировать это.

На основании анализов активности, проведенных с мутантом E185Q Walker B (см. новый рисунок 5), мы полагаем, что GFP остается свернутым, а часть, которую мы наблюдаем в структуре, соответствует С-концевой метке SsrA, которая изначально неструктурирована и начала формироваться. перемещен.Мы уточнили текст, чтобы отразить это.

«Поскольку мутант Walker B имеет низкую активность разворачивания, наблюдаемая плотность, вероятно, соответствует неструктурированной области метки degron».

9) Авторы предполагают, что субъединица Х5 в конформации А содержит молекулу АТФ, «приготовленную» к гидролизу. Ландер и др. наблюдал подобное окружение сайта связывания нуклеотидов в комплексе Lon и также предложил этот сценарий. Однако это несовместимо с исследованиями, показывающими, что для гидролиза необходим транс-аргининовый палец. Разрешение реконструкции не позволяет авторам различать АТФ и постгидролизное/долгоживущее состояние АДФ-Pi, которое может быть вызвано мутацией Walker B. Если авторы не смогут сформулировать разумный механизм гидролиза, который объясняет, как гидролиз может происходить в этой химической среде таким образом, который удовлетворяет предшествующим наблюдениям в отношении гидролиза, этот аспект механизма необходимо пересмотреть. Это должно включать более подробное и количественное описание мотива Walker B, который становится «ближе» к АТФ в этой субъединице.

Мы согласны с рецензентами в этом вопросе. Вполне возможно, что конформация, которую мы наблюдали в этом исследовании, представляет собой стабилизированное состояние после гидролиза или даже смесь состояний до и после гидролиза. Хотя интересно, что аргинин сенсора-2 принимает конформацию, аналогичную конформации канонического аргининового пальца, наши карты не имеют достаточного разрешения, чтобы адекватно интерпретировать новый механизм, и поэтому мы тщательно переформулировали текст, чтобы удалить упоминание об этом. сайт как подготовленный для гидролиза, и просто обратите внимание, что он отличается от других наблюдаемых сайтов и может представлять собой постгидролизное/долгоживущее состояние ADP-Pi.Мы уточнили текст, чтобы отразить это:

«В протомере X5 (в нижней части спирали) соседний протомер X6 и его аргининовый палец повернуты от нуклеотида в положение LS, позволяя аргинину сенсора-II приблизиться к γ-фосфату нуклеотида. связанный нуклеотид. В то время как для γ-фосфата существует четкая плотность, разрешения нашей экспериментальной карты было недостаточно, чтобы отличить АТФ от долгоживущего постгидролизного состояния ADP/P i .Примечательно, что этот ключевой мотив праймирования сенсора II в нуклеотидном сайте, соседнем с сайтом, связанным с АДФ, также был обнаружен для протеазы Lon, связанной с субстратом (Shin et al., 2019), близкого родственника в кладе HCLR белков AAA +. ”

10) Номинальное разрешение структуры может обеспечить подробное описание аллостерии, связанной с открытием ворот ClpP. Упоминается, что затвердевание аналогично наблюдаемому при связывании ADEP, но есть ли какие-либо наблюдаемые различия или ранее не охарактеризованные взаимодействия? Следует включить более подробное описание с соответствующими рисунками, так как этот аспект структуры особенно важен.

Мы согласны с рецензентами, что этот аспект структуры представляет особый интерес. Существуют различия в открытии ворот, наблюдаемые с ADEP, по сравнению с нашими структурами ClpXP. В частности, не все гейты в равной степени принимают конформацию «вверх» (Рис. 2), а смещение ClpX относительно ClpP создает новые асимметричные взаимодействия с N-концевыми гейтами. Дальнейшее понимание аллостерического механизма, особенно связи между протомерами ClpP, по-видимому, не отличается от понимания структур ADEP с высоким разрешением.Мы считаем, что рис. 2E и G и рис. 2 — дополнение к рисунку 2 и связанный с ним текст нашей первоначальной заявки учитывают этот важный момент.

11) Наблюдаемое взаимодействие между h330 внутри петли RKH и субстратом интригует и требует дальнейшего изучения. Несмотря на весь мутагенез, проделанный в этой петле, насколько мне известно, никто не сделал ни одной точечной мутации в этом гистидине. Сила плотности между h330 и субстратом указывает на существенное взаимодействие, функциональное значение которого следует исследовать биохимически.

Мы согласны с рецензентами в том, что взаимодействие h330 и субстрата интригует и что наши модели предполагают, что оно играет важную роль в обработке субстрата. Однако мы не думаем, что дальнейшая работа по мутагенезу оправдана, поскольку петлевые мутанты RKH широко исследовались в лаборатории Зауэра в прошлом (Farrell et al., 2007; Martin et al., 2008b), а также в недавнем препринте (Fei et al., 2019), включая одиночную точечную мутацию гистидина RKH. Эти публикации ясно показывают, что мутация петли RKH в AAA устраняет деградацию субстратов, меченных SsrA, и, кроме того, простая замена позиций Lys и His (RKH на RHK) также приводит к серьезному снижению деградации меченных SsrA субстратов.Кроме того, одноточечная мутация гистидина в аланин (RKA) приводила к потере деградации субстратов, меченных как SsrA, так и λO (Farrell et al., 2007). Специфическое расположение одного h330 в нашей структуре может объяснить чувствительность активности к изменениям в этой петле. Мы добавили следующий текст и цитаты, чтобы обсудить этот момент:

«Различия в этих взаимодействиях могут отражать тот факт, что в то время как мотивы петли поры-1 и петли RKH являются критическими для формирования взаимодействий с субстратом, а в случае петель поры-1, в частности, в обеспечении силы для перемещения, дополнительные контакты могут различаться между видами и могут быть необходимы для распознавания сигналов деградации и специфичности субстрата.[…] Тесный контакт между h330 и субстратом на наших картах обеспечивает структурную основу для понимания этих результатов мутагенеза».

[Примечание редактора: перед принятием были предложены дальнейшие изменения, как описано ниже.]

Рецензент №2:

Рукопись Ripstein et al. существенно улучшается. Новые данные, показанные на рис. 5, касаются предложенного последовательного механизма и комментария авторов относительно поперечного сшивания глутаральдегидом, использованного Gatsogiannis et al., 2019 является адекватным, хотя и не подтвержденным дополнительно. Осталось несколько мелких вопросов, требующих разъяснения.

1) «Петли RKH необходимы для распознавания SsrA-меченых субстратов ClpX E. coli , в то время как ClpX человека, который не имеет петель RKH, но содержит петли поры-1 с той же последовательностью, что и E. coli ClpX не распознает субстраты с тегом SsrA».

ClpX человека содержит трипептид RKL (остатки 401-403) вместо «мотива RKH» в том же положении ниже петли поры-1.Поскольку ClpX человека не распознает субстраты, меченные ssrA, может показаться, что h330 является основным фактором, определяющим связывание субстрата SsrA, как указано одним обозревателем. Хотя нет причин сомневаться в результатах Farrell et al., 2007, объяснение того, что электростатические взаимодействия через заряженный Lys придают субстратную специфичность, не представляется оправданным в соответствии с настоящей структурой. Это утверждение необходимо пересмотреть.

Мы благодарим рецензента за то, что он обратил наше внимание на этот момент.Мы удалили текст, соответствующий объяснению электростатики, и теперь упоминаем михондриальный трипептид ClpX RKL:

.

«Петли RKH необходимы для распознавания меченных SsrA субстратов E. coli ClpX, в то время как ClpX человека, который заменяет последовательность RKH трипептидом RKL и содержит петли поры-1 с той же последовательностью, что и E. coli ClpX, не распознает субстраты с SsrA-меткой..»

2) Резюме: «…циклический гидролиз АТФ связан с согласованными движениями петель ClpX…» Это утверждение может ввести в заблуждение, особенно если Аннотация читается изолированно (например,грамм. в Pubmed) и должны быть пересмотрены. Авторы пришли к выводу, что гидролиз АТФ происходит последовательно, но в реферате это не указано. Взятые отдельно, согласованные движения относятся к третьей модели, отличной от последовательной и стохастической модели.

Текст был изменен следующим образом, чтобы устранить эту двусмысленность:

«Структуры позволяют разработать модель, в которой последовательный гидролиз АТФ связан с движением петель ClpX, что приводит к направленной транслокации субстрата и вращению ClpX относительно ClpP.

Рецензент №3:

В целом я удовлетворен исправленной рукописью, и авторы рассмотрели все вопросы, которые я поднял в своем первоначальном обзоре. Однако авторы представляют новый эксперимент (рис. 5), результаты которого они интерпретируют как свидетельство механизма последовательного гидролиза транслокации. Эксперимент почти идентичен тому, который был опубликован как рисунок 1 Martin et al., 2008 (PMID 18223658). Наблюдаемая кривая деградации GFP была установлена ​​ранее, и предполагается, что она не связана с процессивностью транслокации из-за быстрой рефолдинга дестабилизированных промежуточных продуктов GFP.Снижение скорости мотора позволяет GFP повторно сворачиваться и избегать деградации, и может происходить независимо от того, использует ли ClpX вероятностный или последовательный механизм гидролиза АТФ. Кроме того, учитывая, что конформации, связанные с зацеплением и фиксацией субстрата, неизвестны, и что эти этапы процессинга также могут быть нарушены введением одной медленно гидролизующейся субъединицы, нельзя исключить вероятностный механизм.

Рукопись дает много информации о механизме обработки субстрата ClpXP и о том, что эта работа будет хорошо воспринята сообществом ААА, но выводы относительно последовательного гидролиза необоснованны.Я предлагаю убрать эксперименты и интерпретации, связанные с рис. 5.

Мы благодарим этого рецензента за его комментарии. Обсуждение последовательного и стохастического анализа, безусловно, является спорным и заслуживает более подробного изучения. По предложению рецензентов мы удалили рисунок 5 и весь связанный с ним текст. Мы добавили в Обсуждение:

«Модель, описанная выше, является самой простой, которая согласуется с нашими данными. Хотя наши структуры предполагают, что для ClpXP существует модель последовательного гидролиза, можно представить себе более сложные модели, требующие дополнительных состояний, для которых у нас нет экспериментальных данных.Действительно, биохимические данные указывают на возможность того, что, когда одна или несколько субъединиц каталитически дефицитны, может действовать более сложный механизм, позволяющий ClpXP отклоняться от строго последовательной схемы гидролиза (Martin et al., 2008b)».

https://doi.org/10.7554/eLife.52158.sa2

Pop Up Cards — Поворотные механизмы

Pop Up Cards — Поворотные механизмы

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ ИНДЕКСНУЮ СТРАНИЦУ

МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ВЫКЛАДЫВАЮЩИХСЯ КАРТ (2)

В.Райан 2002 — 2021

 

РОТАЦИОННЫЕ КАРТОЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

 
 

Поворотные механизмы можно использовать по-разному. Поздравительная открытка слева позволяет пользователю вращать круглую карточку. диск.Это изменяет глаза на лицевой стороне карты. Латунный шплинт прижимает диск к передней части карты, но позволяет ему вращаться.

 

КАК ВРАЩАЕТСЯ КАРТА ПОЯВЛЯЮТСЯ ДРУГИЕ ГЛАЗА

РОТОВОЙ МЕХАНИЗМ

   

Простая техника складывания идеальна для формирования механизм, раскладывающийся при закрытии карты.Это может быть устье мультяшный или похожий персонаж. Этапы показаны ниже и включают базовое складывание и резка.

   
   
   

ВОПРОС: Дизайн механическая открытка на основе одного из приведенных выше примеров.Сделать рабочая модель.

   

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ОТКРЫТЫЕ МЕХАНИЗМЫ (3)

   

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ ГРАФИЧЕСКИЙ ИНДЕКС

   
 
   
 

 

   

Примеры механизмов

Йи Чжан
с
Сьюзан Фингер
Стефанни Беренс

1.1 Четырехзвенные тяги

Связь состоит из ссылок и нижние пары. Простейший Рычажный механизм с обратной связью представляет собой четырехзвенниковый механизм, который имеет три движущихся звенья, одно фиксированное звено и четыре шарнирных соединения. Связь с одной ссылкой фиксированный механизм . Вы можете загрузить следующие четыре такта связь с SimDesign из файламеханизмов/fourbar.sim.

Этот механизм имеет три подвижных звена. Два из них привязаны к кадр, который не показан на этой картинке.В SimDesign вы можете прикрепите эти две ссылки к фону.

Сколько степеней свободы (DOF) есть ли у этого механизма? Если он есть, вы можете наложить один ограничение на механизм, чтобы он имел определенное движение. Для Например, вы можете потянуть за прибитое звено слева (сделав его входная ссылка ) и он будет вращаться вокруг гвоздя. Правильная ссылка (теперь выходное звено ) будет совершать колебательные движения. Предполагать вы кладете ручку на вершину звена в форме треугольника.(Треугольник также называется ссылкой. Ссылка не обязательно представляет собой простую линию тело). Перо проследит свой путь. Звено в форме треугольника соединяет две движущиеся оси и соединяют входное и выходное движение; следовательно, он называется соединителем .

Рычаги имеют разные функции. Функции классифицируются в зависимости от основной цели механизма:

  • Генерация функции : относительное движение между звеньями соединенный с рамой,
  • Генерация пути : путь точки трассировки или
  • Генерация движения : движение соединительного звена.
1.1.1 Кран

Приложением генерации пути является кран, в котором нужен горизонтальный след.

1.1.2 Крышка

Примером генерации движения является капот, который открывается и закрывается.

1.1.3 Параллелограммный механизм

В параллелограммном четырехзвенном соединении, ориентация сцепки не меняется во время движения. На рисунке показан загрузчик.

1.2 ползунково-кривошипных механизма

Механизм с четырьмя звеньями имеет некоторые специальные конфигурации, созданные сделать одну или несколько ссылок бесконечной по длине. Ползун-кривошип (или кривошип и ползун) механизм, показанный ниже, представляет собой четырехзвенниковую связь с ползунком, заменяющим бесконечно длинная выходная ссылка.

Потяните за рукоятку этого механизма, и вы увидите, что он перемещается вращательное движение в поступательное. Большинство механизмов приводится в движение двигателями, а ползунковые кривошипы часто используются для преобразования вращательного движения в линейное движение.

1.2.1 Кривошип и поршень

Вы также можете использовать ползунок в качестве входного звена и рукоятку в качестве выходная ссылка. В этом случае механизм передает поступательное движение во вращательное. Поршни и кривошип во внутреннем двигатель внутреннего сгорания является примером механизма этого типа. Соответствующий Файл SimDesign механизмы/combustion.sim.

Вы можете задаться вопросом, почему есть еще один ползунок и ссылка на осталось. Этот механизм имеет два мертвые точки.То ползунок и ссылка слева помогают механизму преодолевать эти мертвые точки.

1.2.2 Блок подачи

Одним из интересных применений кривошипа является блок кормушка. Файл SimDesign можно найти в механизмы/block.feeder.sim

Связи хоть и полезны, но не могут выполнять все возможные движения. Для Например, если выходное звено должно оставаться неподвижным в течение определенный период времени, пока входное звено продолжает вращаться, связи нельзя использовать. Кулачковые механизмы могут реализовать любой требуемый результат движение.Состав кулачковых механизмов прост: кулачок, следящий и рама. (Вы можете найти пружины, используемые в кулачковом механизме для держите толкатель и кулачок в контакте, но это не является частью Кулачковый механизм.)

2.1 Вращающийся кулачок/поступательный толкатель

Если вы повернете кулачок, толкатель будет двигаться. Вес последователь держит их в контакте. Это называется гравитацией . ограничитель кулачок.

2.2 Вращающийся кулачок/Вращающийся толкатель

Файл SimDesign — механизмы/кулачок.колебательный.сим. Уведомление что ролик используется на конце толкателя. Кроме того, пружина используется для поддержания контакта кулачка и ролика.

Если попытаться вычислить степени свободы (степени свободы) механизма, надо представить, что ролик приваривается к толкателю, потому что вращение ролика не влиять на движение ведомого.

Есть много видов передач. То Следующие примеры представляют собой эвольвентные прямозубые зубчатые колеса. Мы используем слово эвольвента , потому что контур зубьев шестерни изогнут внутрь.Существует множество терминов, параметров и принципов работы зубчатых передач. Одним из важных понятий является отношение скоростей , , которое отношение скорости вращения ведущей шестерни к скорости вращения ведомые шестерни.

Количество зубьев на этих шестернях 15 и 30 соответственно. Если шестерня с 15 зубьями является ведущей а 30-зубчатая шестерня является ведомой, их передаточное число равно 2.

Пример набора шестерен находится в файлемеханизмы/gear10.30.sim.

3.1 Рейка и шестерня

Когда количество зубьев шестерни становится бесконечным, центр шестерня уходит в бесконечность. Шестерня становится стойкой. Последующий на фото рейка и шестерня. Соответствующий файл SimDesign механизмы/gear.rack.sim.

Шестерню можно потянуть, чтобы она вращалась и приводила в движение рейку. Ты также можно тянуть рейку по направляющей и водить шестерню.

3.2 Обычные зубчатые передачи

Зубчатые передачи состоят из двух или более шестерен, которые передают движение от одной оси к другой.Обычные зубчатые передачи имеют оси относительно рама для всех передач, составляющих поезд.

3.3 Планетарная передача

Файл SimDesign — механизмы/gear.planet.sim. Так как солнце механизм (самая большая шестерня) фиксирована, степень свободы вышеописанного механизма одна. Когда вы тянете рычаг или планету, механизм имеет определенное движение. Если солнечная шестерня не заморожена, относительное движение сложно контролировать.

4.1 Храповой механизм

Колесо с зубьями подходящей формы, получающее прерывистое круговое движение. движение от колеблющегося элемента, представляет собой храповое колесо .На рисунке ниже показан простой храповик механизм.

А — храповое колесо, В — колебательное звено. Прикреплен к Б представляет собой собачку , которая представляет собой звено, предназначенное для зацепления с храповым механизмом зубья, чтобы колесо не двигалось в одном направлении. Этот механизм имеет дополнительную собачку в точке D. Когда звено B перемещается в против часовой стрелки, собачка C толкает колесо через частичное вращение. Когда звено B движется по часовой стрелке, собачка C скользит по точкам зубья, в то время как колесо остается в покое из-за неподвижной собачки D.Величина возможного обратного движения зависит от высоты тона. зубы. Чем меньше зубья, тем меньше обратное движение. То контактные поверхности колеса и собачки должны быть наклонены так, чтобы они не отвлекаться под давлением.

Соответствующий файл SimDesign — механизмы/ratchet.sim. То четырехзвенная связь справа создает колебательное вращение для link B. Потяните рукоятку, чтобы посмотреть, как работает храповик.

4.2 Женевское колесо

Интересным примером прерывистой передачи является Женевское колесо.

В этом механизме на каждый оборот ведущего колеса А ведомое колесо В делает четверть оборота. Штифт, прикрепленный к ведущему колесу А, перемещается в пазах, вызывая движение колеса B. Контакт между нижняя часть водителя А с соответствующей полой частью колеса B, удерживает его на месте, когда штифт находится вне паза. Колесо А срежьте рядом со штифтом, как показано, чтобы обеспечить зазор для колесо B во время движения. Если один из слотов закрыт, А может сделать меньше чем один оборот в любом направлении до того, как штифт ударит по закрытая щель, останавливающая движение.Ранние часы, музыкальные шкатулки и т. д., использовались женевские колеса для предотвращения перекручивания. Из этого приложения их также называют остановками в Женеве. В качестве упора колесо А крепится к вал пружины, а В поворачивается вокруг оси ствола пружины. То количество пазов в B зависит от того, сколько раз пружинный вал следует повернуть.

Файл SimDesign для Женевского колеса: « geneva.sim «.

Вы можете попробовать этот механизм, потянув за Женевское колесо.

Полное оглавление


[email protected]

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.