ПРИВОД ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК H02K41/00 H02K33/00 B25J9/08 

Описание патента на изобретение RU2211523C2

Изобретение относится к электромеханике, а точнее к электродинамическим элементам, предназначенным для преобразования электрической энергии в механическую. Такого рода приводы могут быть использованы в робототехнике, преимущественно в исполнительных системах манипуляторов.

Известен привод линейного перемещения, выполненный на основе спирально-пространственного электродинамического элемента, содержащий подвижную часть в виде двух гибких изолированных проводников, одни концы которых закреплены на основании, а другие соединены между собой и размещены на подвижной пластине, при этом гибкие изолированные проводники скручены, а их концы подключены к источникам питания [1].

Недостатком элемента является возможность реализации преимущественно вращательного движения. Этот недостаток устранен в электродинамическом приводе [2] , который снабжен дополнительными токопроводящими петлями, образующими вместе с основной петлей две группы спиралей, расположенных друг против друга, а также дополнительной обоймой, двумя штоками, закрепленными на этих обоймах, и стержнями, при этом концы спиралей каждой группы закреплены на соответствующей обойме, а другие их концы, расположенные друг против друга, соединены между собой стержнями.

Недостатком данного устройства является сложность конструктивного исполнения, которая обусловлена необходимостью строгого соблюдения линейного размера спирали для обеспечения равномерности нагрузки.

Наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков является привод линейного перемещения, снабженный дополнительной спиральной пружиной, один конец которой закреплен на корпусе, дополнительным активным элементом, расположенным соответственному основному активному элементу, подключенным к нему параллельно и связанным с корпусом и с другим концом дополнительной спиральной пружиной, и двумя кольцевыми камерами с наполнителем из упругого материала, одна из которых расположена в корпусе, а другая - на штоке, при этом наполнители камер имеют возможность контактирования с соответствующими поверхностями дополнительного и основного активных элементов [3].

Недостатком данного привода являются его низкие массогабаритные показатели, которые обусловлены чисто электромеханическим эффектом, при этом при увеличении расстояния между витками петли эффективная сила уменьшается в квадрат раз, что в сочетании с высокими токовыми нагрузками ухудшает характеристики устройства.

Изобретение направлено на увеличение усилия.

Это достигается тем, тем, что привод дополнительно снабжен С-образными магнитопроводами, расположенными в ряд в одной плоскости, и дополнительным спирально-пространственным токопроводящим элементом, витки которого последовательно охватывают торцы С-образных магнитопроводов, возбуждая магнитное поле в них, обеспечивающее чередование их полярности, а витки основного спирально-пространственного элемента расположены в зоне торцов С-образных магнитопроводов, причем каждый виток основного спирально-пространственного элемента соединен с помощью растяжки с корпусом, а выходной шток присоединен к крайнему витку основного спирально-пространственного элемента.

Достижение технического результата - увеличение усилия - обусловлено тем, что, помимо электродинамического усилия на витке основного элемента действует дополнительное растягивающее усилие, обусловленное взаимодействием основного витка с магнитным полем магнитопровода, которое в свою очередь обусловлено действием дополнительного элемента.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 показан привод линейного перемещения, вид с торца магнитопроводов, на фиг.2 показан разрез привода в вертикальной плоскости посередине магнитопроводов.

Привод линейного перемещения содержит корпус 1, выходной шток 2, соединенный механически с крайним витком 3 основного спирально-пространственного элемента 4. Имеется также дополнительный спирально-пространственный элемент 5, охватывающий торцы 6 С-образных магнитопроводов 7. Выводы токопроводящих спиралей подсоединены к выводной колодке 8, установленной на корпусе 1. К корпусу присоединена планка 9, на которой посредством планок 10 и болтов 11 установлены С-образныс магнитопроводы в ряд в одной плоскости. Имеются также растяжки 12, соединяющие витки основного элемента и корпус.

Устройство работает следующим образом. Дополнительный спирально-пространственный элемент 5 является элементом возбуждения, который обеспечивает направление поля по С-образному магнитопроводу и, возможно, присутствующей замыкающей части (корпусу). При этом наблюдается чередование полярностей у всех торцов 6, расположенных в ряд С-образных магнитопроводов. В поле этих торцов находятся витки спирально-пространственного элемента, на котором возникают боковые усилия, направленные от торцов к периферии. Складывающаяся ромбообразная силовая схема обеспечивает перемещение штока 2 вверх. При этом рабочее положение основного элемента показано на фиг.1 пунктиром. Растяжки 12 служат для гарантированной пространственной ориентации витков основного спирально-пространственного элемента. Дополнительный спирально-пространственный элемент 5 играет роль обмотки возбуждения магнитного поля в С-образных магнигопроводах. Важно отметить, что витки основного спирально-пространственного элемента 4 расположены в зоне торцов 6 С-образных магнитопроводов, поскольку именно такое расположение обеспечивает качественное функционирование устройства. Перемещение крайнего витка, а следовательно, и штока 2, от длины элементов, не может превышать величины полюсного деления.

Введение дополнительного спирально-пространственного элемента и магнитопроводов обеспечивает независимость тягового усилия от расстояния между витками в пределах площади торца. Возникающие при этом электромеханические усилия являются большими по абсолютной величине, чем чисто электродинамические усилия, которые возникали бы в витках основного элемента при отсутствии дополнительного, поскольку наблюдается усиление поля, вызванное наличием ферромагнитных масс.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 1092673/ А.М. Литвиненко - Электродинамический элемент/ опубл. БИ 18,1984, Н 02 К 33/00, заявка 3586023/24-07 от 27.04.83.

2. Авторское свидетельство СССР 1301687/ А.М. Литвиненко - Электродинамический привод/ опубл. БИ 13,1987, B 25 J 9/00, заявка 3963786/31-08 от 13.08.85.

3. Авторское свидетельство СССР 1283082/ A/M. Литвиненко - Привод линейного перемещения/ опубл. БИ 2, 1987, Н 02 К 23/00, заявка 3828320/31-08 от 19.12.84.

Похожие патенты RU2211523C2

название год авторы номер документа
ПРИВОД ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ 2014
  • Литвиненко Александр Михайлович
  • Бохер Роман Михайлович
RU2592070C2
Привод линейного перемещения 2014
  • Литвиненко Александр Михайлович
  • Бохер Роман Михайлович
RU2613670C2
Привод линейного перемещения 2015
  • Литвиненко Александр Михайлович
  • Бохер Роман Михайлович
RU2673880C2
ПРОМЫШЛЕННЫЙ РОБОТ 2001
  • Литвиненко А.М.
RU2184030C1
ЭЛЕКТРОСЕЙСМОИСТОЧНИК 2013
  • Малахов Алексей Петрович
RU2540935C1
ПРИВОД ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ (3 ВАРИАНТА) 2022
  • Корроль Алексей Юрьевич
RU2784028C1
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА 1998
  • Бауков Н.А.
RU2144254C1
Промышленный робот 2015
  • Литвиненко Александр Михайлович
  • Бохер Роман Михайлович
RU2654096C2
СИСТЕМА ОРБИТАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ТОРЦЕВОГО ТИПА 2001
  • Литвиненко А.М.
RU2190518C1
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 1996
  • Хван Ю.Я.
  • Хван Д.В.
  • Хван А.Д.
  • Бочаров В.Б.
RU2092959C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 211 523 C2

Реферат патента 2003 года ПРИВОД ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Использование: в промышленной робототехнике, преимущественно для приводов степеней подвижности антроморфных роботов, а также во всех областях, требующих применения поступательного перемещения. Привод содержит активный элемент, выполненный в виде двух скрученных между собой изолированных проводов, одни концы которых связаны с источником электрической энергии, а другие соединены между собой и связаны с выходным штоком. Привод дополнительно снабжен С-образными магнитопроводами, расположенными в ряд в одной плоскости, и дополнительным спирально-пространственным токопроводящим элементом. Витки дополнительного спирально-пространственного элемента расположены в зоне торцов С-образных магнитопроводов. Каждый виток основного элемента соединен с помощью растяжки с корпусом, а выходной шток присоединен к крайнему витку основного элемента. Технический результат заключается в уменьшении габаритов. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 211 523 C2

Привод линейного перемещения, содержащий расположенный в корпусе основной спирально-пространственный активный элемент, выполненный в виде двух скрученных между собой изолированных проводов, одни концы которых связаны с источником электрической энергии, а другие - соединены между собой и связаны с выходным штоком, отличающийся тем, что привод дополнительно снабжен С-образными магнитопроводами, расположенными в ряд в одной плоскости, и дополнительным спирально-пространственным активным элементом, витки которого последовательно охватывают торцы С-образных магнитопроводов, возбуждая магнитное поле в них, обеспечивающее чередование их полярности, а витки основного спирально-пространственного активного элемента расположены в зоне торцов С-образных магнитопроводов, причем каждый виток основного спирально-пространственного активного элемента соединен с помощью растяжки с корпусом, а выходной шток присоединен к крайнему витку основного спирально-пространственного активного элемента.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2211523C2

Привод линейного перемещения 1984
  • Литвиненко Александр Михайлович
SU1283082A1
Электродинамический привод 1985
  • Литвиненко Александр Михайлович
SU1301687A1
Электродинамический элемент 1983
  • Литвиненко Александр Михайлович
SU1092673A1
Электродвигатель возвратно- поступательного движения 1979
  • Литвиненко Александр Михайлович
SU788293A1
Электродвигатель возвратно-поступательногодВижЕНия 1980
  • Литвиненко Александр Михайлович
SU853750A1

RU 2 211 523 C2

Авторы

Литвиненко А.М.

Даты

2003-08-27Публикация

2001-03-06Подача