АРРЕТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2015 года по МПК G01C19/00 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для торможения и фиксации вращающейся части механизма в произвольном угловом положении с заданным моментом.

Известно арретирующее устройство, содержащее силовой электромагнит с якорем и цепью питания с микропереключателями, подпружиненные шток и защелку, в которое введен механический переключатель, выполненный в виде коромысла с двумя профильными поверхностями, шарнирно соединенного одним плечом со штоком, снабженным зубом и контактной пластиной, связанной с микропереключателями, а другим плечом - с защелкой, взаимодействующей с зубом штока, и подпружиненная тяга, шарнирно соединенная с якорем электромагнита и снабженная роликом, взаимодействующим с профильными поверхностями коромысла. (SU 477652, G01C 19/26, опубл. 20.08.2005).

Известно также арретирующее устройство со сниженным потреблением электроэнергии, содержащее тяговую катушку, магнитопровод с полюсами и дополнительным крайним полюсом, подвижный якорь, кольцевой постоянный магнит и вспомогательную катушку. Якорь переводится из одного устойчивого положения в другое под действием магнитного поля катушек. Фиксация устойчивого положения обеспечивается постоянным магнитом при обесточенных обмотках (SU 1658312, H02K 33/12, опубл. 23.06.1991).

Наиболее близким к описываемому является арретирующее устройство для электродвигателя привода руля ракеты, включающее неподвижную часть с катушками, подвижную часть и фиксатор вала электродвигателя, кинематически связанный с подвижной частью, отличающееся тем, что неподвижная часть выполнена в виде полого статора с четырьмя полюсами и расположенными на них двумя парами катушек, снабженного четырьмя постоянными магнитами, а подвижная часть выполнена в виде установленного в полости статора на оси неполноповоротного динамически сбалансированного ротора, кинематически связанного с фиксатором вала электродвигателя для фиксации или освобождения вала электродвигателя привода руля при прямом или обратном повороте ротора при подаче импульса тока на одну или другую пару катушек. (RU 2427798, G01C 19/26, G01B 3/02, G01D 11/20, B64G 1/66, опубл. 27.08.2011).

Конструкция устройства-прототипа обеспечивает исключение энергопотребления арретирующего устройства в конечных состояниях, многократность переключения и уменьшение его габаритных размеров.

К недостаткам этого устройства следует отнести невозможность его применения в преобразователе вращательного движения в возвратно-поступательное, обусловленную отсутствием центрального отверстия для размещения штока.

На основе анализа преимуществ и недостатков прототипа разработана новая конструкция арретирующего устройства.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является обеспечение возможности применения арретирующего устройства в преобразователе вращательного движения в возвратно-поступательное для блокировки вала электродвигателя.

Поставленная задача решается тем, что в арретирующем устройстве, содержащем неподвижную часть, катушки, подвижную часть и фиксирующее устройство, неподвижная часть выполнена в виде корпуса из магнитопроводной стали, внутри которого расположена обмотка постоянного тока, под ней между торцами корпуса размещена нажимная пружина, подвижная часть включает подвижный якорь, жестко связанный с соединительной гильзой, предназначенной для размещения в ней возвратно-поступательного штока внешнего преобразователя вращательно-поступательного движения электропривода, закрепленную на подвижной гильзе втулку-заглушку со ступенькой, обращенной к заднему торцу корпуса, фиксирующее устройство содержит закрепленный на заднем торце корпуса магнитопровод с двумя парами обмоток на его зубцах, два якоря-защелки, имеющие в поперечном сечении П-образную форму, установленные соосно с втулкой-заглушкой и возможностью соприкосновения с антифрикционной прокладкой, размещенной у заднего торца корпуса, в защелках закреплены штифты, на которых размещены пружины растяжения, при этом фрикционный диск, предназначенный для жесткого закрепления на вращающемся звене внешнего электропривода, размещен у переднего торца корпуса, а величина хода подвижного якоря определена выполнением условия:

δ'≤δ≤δ'',

где δ - величина хода подвижного якоря,

δ' - толщина буртов якорей-защелок,

δ'' - величина зазора между передним торцом корпуса и подвижным якорем.

Предусмотрено, что внешняя поверхность соединительной гильзы и ответная внутренняя поверхность втулки-заглушки снабжены винтовой нарезкой.

Предусмотрено также, что устройство снабжено предохранительной крышкой, закрепленной на корпусе поверх соединительной гильзы, а крепление соединительной гильзы втулки-заглушки и предохранительной крышки осуществлено при помощи винтов.

Изобретение проиллюстрировано чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид в разрезе, а на фиг 2а, б показано положение якорей защелок относительно бурта втулки и положение якоря.

На фигурах показаны:

1 - корпус устройства,

2 - обмотка постоянного тока,

3 - нажимная пружина,

4 - подвижный якорь,

5 - соединительная гильза,

6 - возвратно-поступательный шток,

7 - втулка-заглушка,

8 - магнитопровод,

9 - две пары обмоток магнитопровода,

10 - два якоря-защелки,

11 - антифрикционная прокладка,

12 - штифты,

13 - две пружины растяжения,

14 - фрикционный диск,

15 - вращающееся звено внешнего электропривода,

16 - предохранительная крышка,

17 - крепежные винты.

Арретирующее устройство работает следующим образом.

Арретирующее устройство стопорит или разблокирует вращающееся звено 15 электропривода при кратковременной подаче питания на обмотки 9 магнитопровода 8 или обмотки якоря-защелки 10 в зависимости от требуемого состояния.

Исходным состоянием является состояние стопорения.

При подаче кратковременного импульса тока на обмотку постоянного тока 2 подвижный якорь 4, преодолевая усилие пружины 3, перемещается от фрикционного диска 14 и перемещает с собой соединительную гильзу 5, связанную со втулкой-заглушкой 7, до упора в задний торец корпуса 1.

Якоря-защелки 10 под действием пружин растяжения 13, закрепленных на штифтах 12 стягиваются, соскальзывая со ступеньки втулки-заглушки 7. От осевого перемещения якоря-защелки удерживаются предохранительной крышкой 16.

После прекращения подачи тока на обмотку постоянного тока 2 якоря-защелки 10, упираясь в антифрикционную прокладку 11, препятствуют перемещению подвижного якоря 4, что соответствует разблокирующему состоянию арретирующего устройства.

Исходное состояние стопорения обеспечивают подачей кратковременного импульса на пары обмоток 9 магнитопровода 8. Якоря-защелки 10, преодолевая усилие пружин 13, растягиваются, освобождая соединительную гильзу 5 со втулкой-заглушкой 7 и подвижным якорем 4. При этом П-образные якоря-защелки 10 возвращаются на ступеньку втулки-заглушки 7.

Конструкция заявляемого арретирующего устройства адаптирована под электропривод, преобразующий вращательное движение ротора электродвигателя электропривода в поступательное движение штока исполнительного устройства, и при этом обеспечивает нетребовательность питания обмоток катушек устройства к энергоемкости невозобновляемых химических источников тока, преимущественно используемых в ракетной технике.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для торможения и фиксации вращающейся части механизма в произвольном угловом положении с заданным моментом. Техническим результатом изобретения является обеспечение нетребовательности питания обмоток катушек устройства к энергоемкости невозобновляемых химических источников тока. Арретирующее устройство, содержит неподвижную часть, катушки, подвижную часть и фиксирующее устройство, причем подвижная часть включает подвижный якорь, жестко связанный с соединительной гильзой, предназначенной для размещения в ней возвратно-поступательного штока внешнего преобразователя вращательно-поступательного движения электропривода, величина хода подвижного якоря определена выполнением условия: δ'≤δ≤δ'', где δ - величина хода подвижного якоря, δ' - толщина буртов якорей-защелок, δ'' - величина зазора между передним торцом корпуса и подвижным якорем. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Арретирующее устройство, содержащее неподвижную часть, катушки, подвижную часть и фиксирующее устройство, отличающееся тем, что неподвижная часть выполнена в виде корпуса из магнитопроводной стали, внутри которого расположена обмотка постоянного тока, под ней между торцами корпуса размещена нажимная пружина, подвижная часть включает подвижный якорь, жестко связанный с соединительной гильзой, предназначенной для размещения в ней возвратно-поступательного штока внешнего преобразователя вращательно-поступательного движения электропривода, закрепленную на подвижной гильзе втулку-заглушку со ступенькой, обращенной к заднему торцу корпуса, фиксирующее устройство содержит закрепленный на заднем торце корпуса магнитопровод с двумя парами обмоток на его зубцах, два якоря-защелки, имеющие в поперечном сечении П-образную форму, установленные соосно с втулкой-заглушкой и возможностью соприкосновения с антифрикционной прокладкой, размещенной у заднего торца корпуса, в защелках закреплены штифты, на которых размещены пружины растяжения, при этом фрикционный диск, предназначенный для жесткого закрепления на вращающемся звене внешнего электропривода, размещен у переднего торца корпуса, а величина хода подвижного якоря определена выполнением условия:
δ'≤δ≤δ”,
где δ - величина хода подвижного якоря,
δ' - толщина буртов якорей-защелок,
δ” - величина зазора между передним торцом корпуса и подвижным якорем.

2. Арретирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что внешняя поверхность соединительной гильзы и ответная внутренняя поверхность втулки-заглушки снабжены винтовой нарезкой.

3. Арретирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено предохранительной крышкой, закрепленной на корпусе поверх соединительной гильзы.

4. Арретирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что крепление соединительной гильзы втулки-заглушки и предохранительной крышки осуществлено при помощи винтов.