ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД Российский патент 2003 года по МПК F15B21/06 H02K44/00 

Изобретение относится к устройствам преобразования электромагнитной энергии в механическую и может быть использовано в электрических машинах, в приводах манипуляторов, в качестве двигателей колебательного и вращательного движений.

Известен электродинамический двигатель вращения, содержащий подвижную часть в виде двух гибких изолированных проводников, одни концы которых размещены на подвижной пластине, а другие закреплены на неподвижном основании и подключены к зажимам источника питания /см. а.с. СССР 1092673, кл. Н 02 К 33/00, 1984 [1]/.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции и низкие функциональные возможности из-за ограниченного числа степеней свободы выходных перемещений и их малой амплитуды.

Известны электромагнитные двигатели непрерывного вращательного движения, содержащие цилиндрический ферромагнитный якорь с винтовой системой зубцов и правой и левой нарезкой, и цилиндрический ферромагнитный статор с зубцами той же системы и шага и концентрическими обмотками управления /см. а.с. СССР 1377975, кл. H 02 К 33/18, 1988 [2]/.

Недостатком известных устройств также являются ограниченные функциональные возможности и предельная сложность конструкции.

Известны также электрические двигатели вращательного и возвратно-поступательного движения, включающие статор с катушками прямого и обратного хода, размещенный между ними несущий трехфазную обмотку магнитопровод, и ротор, установленный в статоре с возможностью его вращения вокруг статора и возвратно-поступательного движения относительно катушек /см. а.с. СССР 843123, кл. H 02 К 33/12, 1981 [3]/.

Недостатком данных устройств является предельная сложность конструкции.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является электрогидравлический привод, содержащий камеру с эластичными стенками, заполненную ферромагнитной жидкостью, внутреннюю камеру и две электрические обмотки, состоящие из последовательно включенных катушек индуктивности, расположенных вдоль камеры /см. а.с. СССС 901611, кл. F 03 G 7/00, H 02 К 41/00, 1982, [4]/, принятый за прототип.

Недостатками данного устройства являются его ограниченные функциональные возможности, что объясняется малыми амплитудами выходного сигнала - колебаниями упругих стенок камеры, а также отсутствием возможности получения на выходе угловых перемещений значительной амплитуды.

Сущность изобретения заключается в создании электрогидравлического привода простой конструкции и с широкими функциональными возможностями, а именно - возможностью получения на выходе как колебательного движения значительной амплитуды, так и интенсивного вращения в обоих направлениях за счет преобразования импульсных электромагнитных воздействий с различными местами приложения в механические гидравлические воздействия с однонаправленным воздействием вращающих моментов.

Технический результат - расширение функциональных возможностей электрогидравлического привода.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном электрогидравлическом приводе, содержащем цилиндрическую камеру с эластичными стенками, частично заполненную ферромагнитной жидкостью, и две электрические обмотки, размещенные с одной из сторон боковой поверхности камеры вблизи ее торцов, особенность заключается в том, что в устройство введена цилиндрическая фрикционная передача, установленная с противоположной от обмоток стороны боковой поверхности камеры и состоящая из двух колес, обращенные к камере участки рабочих поверхностей которых введены в контакт с боковой стенкой камеры в местах, расположенных напротив соответствующих обмоток, а торцы камеры установлены в упругих опорах с возможностью продольных осевых смещений последней.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематично изображен предлагаемый электрогидравлический привод.

Электрогидравлический привод содержит цилиндрическую камеру 1 с эластичными стенками, частично заполненную ферромагнитной жидкостью 2 и упруго установленную по торцам в закрепленных на неподвижном основании 3 витых цилиндрических пружинах растяжения-сжатия 4, 5 с возможностью продольных осевых смещений камеры 1; две электрические обмотки 6, 7, подключенные к генератору импульсов (не показан, причем характер импульсов не играет роли) и размещенные с одной из сторон боковой поверхности камеры 1 вблизи ее торцов; цилиндрическую фрикционную передачу, установленную с противоположной от обмоток 6, 7 стороны боковой поверхности камеры 1 и состоящую из двух колес 8, 9, обращенные к камере 1 участки рабочих поверхностей которых введены в контакт с боковой стенкой камеры 1 в местах, расположенных напротив соответствующих обмоток 6, 7.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

В исходном состоянии обмотки 6, 7 обесточены, камера 1 установлена по своим торцам в недеформированных пружинах 4, 5, ферромагнитная жидкость 2 частично заполняет камеру 1 и ориентирована в камере 1 под действием собственного веса (пустота в верхней части камеры 1), обращенные к камере 1 рабочие поверхности колес 8, 9 расположены вплотную к близлежащей стенке камеры 1, но с возможностью проскальзывания колес 8, 9 относительно стенки камеры 1 (такая предварительная установка колес 8, 9 достигается точной регулировкой взаимных расположений осей вращения колес 8, 9 друг относительно друга и относительно камеры 1).

В первый полупериод работы импульс тока с генератора импульсов подается, например, в левую на чертеже обмотку 6 /сплошная линия/. При этом ферромагнитная жидкость 2 скачком смещается в левую крайнюю часть эластичной камеры 1, в результате чего за счет давления на левый торец камеры 1 вся камера 1 движется влево /сплошная стрелка/, сжимая пружину 4 и растягивая пружину 5. Одновременно с этим за счет давления жидкости 2 левый конец камеры 1 раздувается, ее боковая стенка вступает в плотный контакт с натягом с рабочей поверхностью колеса 8, в результате чего последнее вращается против часовой стрелки, вращая одновременно колесо 9 за счет фрикционного зацепления колес по часовой стрелке. Естественно, что правый конец камеры 1 не раздут, колесо 9 свободно проскальзывает относительно камеры 1, то есть последняя не мешает вращению колеса по часовой стрелке.

Во второй полупериод (пунктирные линии) импульс тока подается в обмотку 7, жидкость 2 и соответственно камера 1 двигаются вправо, одновременно с этим правый конец камеры 1 раздут и находится в контакте с натягом с колесом 9, в результате чего последнее опять получает вращающий момент в направлении по часовой стрелке и также опять прикладывает к колесу 8 вращающий момент в направлении против часовой стрелки, левая же часть камеры 1 в этот полупериод проскальзывает относительно колеса 8.

Таким образом в результате периодической поочередной подачи импульсов тока в обмотки 6, 7 возникают три одновременных и непрерывных движения: линейные колебания камеры 1 в упругих опорах, вращения колеса 8 против часовой стрелки и колеса 9 по часовой стрелке. Функциональные возможности устройства предельно широки: здесь можно получать уже не микроколебания за счет деформаций стенок камеры, как в устройстве-прототипе, а колебания значительной амплитуды. Кроме того, одновременно получаем вращения вокруг двух осей, причем число и направления вращений можно как угодно варьировать типом и характером зацепления.

Конструкция устройства предельно проста, регулировка элементарна и проводится вручную, не требуется никаких специальных элементов и узлов.

Электрогидравлический привод предназначен для преобразования электромагнитной энергии в механическую. Электрогидравлический привод содержит цилиндрическую камеру с эластичными стенками, частично заполненную ферромагнитной жидкостью, и две электрические обмотки, размещенные с одной из сторон боковой поверхности камеры вблизи ее торцов, при этом в устройство введена цилиндрическая фрикционная передача, установленная с противоположной от обмоток стороны боковой поверхности камеры и состоящая из двух колес, обращенные к камере участки рабочих поверхностей которых введены в контакт с боковой стенкой камеры в местах, расположенных напротив соответствующих обмоток, а торцы камеры установлены в упругих опорах с возможностью продольных осевых смещений последней. Технический результат - расширение функциональных возможностей привода. 1 ил.

Электрогидравлический привод, содержащий цилиндрическую камеру с эластичными стенками, частично заполненную ферромагнитной жидкостью, и две электрические обмотки, размещенные с одной из сторон боковой поверхности камеры вблизи ее торцов, отличающийся тем, что в устройство введена цилиндрическая фрикционная передача, установленная с противоположной от обмоток стороны боковой поверхности камеры и состоящая из двух колес, обращенные к камере участки рабочих поверхностей которых введены в контакт с боковой стенкой камеры в местах, расположенных напротив соответствующих обмоток, а торцы камеры установлены в упругих опорах с возможностью продольных осевых смещений последней.