Линейный электропривод Советский патент 1989 года по МПК H02K33/00 

S 7 ; ;

Я /;

СП Ю СО со

ф

Изобретение относится к электротехнике и может-быть использовано в манипуляторах, автоматических системах позиционирования, а также в механизмах возвратно-поступательного движения рабочего органа.

Цель изобретения - расширение экслуатационных возможностей и повышени надежности.

На фиг. 1 показан электропривод, общий вид; на фиг. 2 - гибкие токо- несуище проводники, примеры исполнения .

Электропривод содержит корпус 1, фланцы 2, выполненные из изоляционного материала и герметично соединенные с корпусом, например,, с помощью резинового уплотнитбльного кольца, подвижный поршень 3, установленнный внутри корпуса, два штока 4, соединенные с поршнем, например, сваркой, расположенные с двух сторон от поршня. Штоки 4 передают усилия, действу1оп;ие на поршень 3 со стороны электродинамических узлов. Электродинамические узлы выполнены в виде расположенных с каждой стороны поршня двух коаксиальных цилиндрических поверхностей с кольцевыми гофрами 5 и 6, изготовленных из электропро - водящего материала и покрытых с наружной и внутренней поверхностей I тонким изоляционным слоем. Полости 1 корпуса, разделенные поршнем, за- полнены эластичным магнитодиэлектри- ком, в частности ферромагнитной жидкостью.

Края коаксиальных цилиндров, раш;енные к поршню, приварены к токо- проводящему кольцевому выступу 8, I который примыкает к поверхности порш Iня через изолирующую прокладку 9. Противоположные кромки приварены к :вплавленным во фланцы концентрическим приводящим элементам 10, жестко ; ссэединенным с токовводами 11 элект- :ропривода.

Токопроводящие конструкции могут иметь различное выполнение.

Конструкция по фиг. 2 выполнена прессованием целиком, края гофров имеют закругленную форму. Конструкция, изображенная на фиг. 3, изгото лена сваркой по краям кольцевых ; волнообразных в радиальном- направле ; НИИ пластинок и соответствующих то- копроводяи(их элементов, обеспечивающих малый уровень механических нап

0

5

0

5

0

5

0

5

ряжении в месте прикрепления складчатой конструкции. На фиг. 4 представлена конструкция в виде цилиндрической прорезной пружины, жестко прикрепленные токопроводящие элементы изготовлены в форме плоских колец.

Количество гофр - выбирают исходя из заданных усилий и материала поверхности. Шток в месте выхода из корпуса имеет уплотнение 12.

Привод получает электроэнергию от блока 13 питания, дающего постоянное напряжение, для включения электропривода используется трехпозицион- ный ключ 14, который также может быть выполнен на базе электроники с блоком управления, на информационный вход которого поступают сигналы датчиков положения штока.

Полости, расположенные по одну сторону поршня, сообщаются между собой через перфорационные отверстия в гофрах 5 и 6. Полости, расположенные по разные стороны поршня, связаны гидроприводом 16 в штоке и порш- .не, а также через зазор, образованный неплотным прилеганием поршня 3 к внутренней стенке корпуса 1.

Гидропривод 15 может быть расположен внутри штоков и поршня, а также может быть наружным (16),, на гидроприводе 16 установлен злектрогид- равлический вентиль 17. Сечение гидропривода выбирают исходя из требуемого быстродейстйия привода и вица феррожидкости или ферропластическо- го материала. На быстродействие и динамику привода влияет также жесткость сильфонов электродинамического узла. Если жесткость сильфонов электродинамического узла является недос- «таточной, то в полость между силь- фонами, расположенными с одной стороны поршня, вводится дополнительный упругий элемент 18, выполненный в виде пружины или эластичного магни- тодиэлектрика, В электроприводе имеется также выключатель 19, замыкающий цепь электромагнита электрогидравлического вентиля 17,

Выключатель- 19 также может быть электронным и связанным с блоком уп- рав,пения работой исполнительного механизма.

Электропривод работает следуюп(км образом.

5

Замыкание цепей осуществляют трех позиционным ключом 14, который определяет направление перемещения поршня и штока. При движении поршня феррожидкость перетекает из полости с неработающим электродинамическим узлом в рабочую полость.

При отключении питания жидкость перетекает под действием упругости элементов 5 и 6 или возвратных упругих элементов 18. Позиция а ключа (Выключено): поршень покоится или перемещается под действием возвращающихся упругих сил в положение равновесия, позиция б: источник 13 электроэнергии запитывает левый электродинамический узел - поршень перемещается вправо, позиция в ключа: источник запитывает правый электродинамический узел - поршень перемещается влево. При протекании тока происходит раздвигание кольцевых гофров из-за действия электродинамических сил. Сила взаимодействия между соседними кольцевыми гофрами увеличивается вследствие наличия феррожидкости. В зоне между гофрами образуется тороидальное магнитное поле, и в эту зону дополнительно втягивается феррожидкость, что увеличивает удельное тяговое усилие электропривода. Образующееся при работе двигателя магнитное поле замкнуто внутри корпуса 1 привода, магнитное иоле рассеяния привода мало.

При замкнутой цепи электромагнита электрогидравлического вентиля через выключатель 19 открывается гидрокран 17 (положение при выключенной цепи электромагнита - закрытое).

При размыкании цепи электромагнита электрогидравлического вентиля

5293646

поршень оста1савливается в Tpo6yeMONf . промежуточном положении. Шток создает при этом статическое усилие вследствие несжимаемости феррожидкости.

Формула изобретения

0

1. Линейный электропривод, содержащий корпус с изоляционными фланцами, расположенные в этом корпусе поршень со штоком и электродинамический узел, выполненный в виде под- клю.ченных к клеммам для источника пиг танин гибких токонесупщх частей с

ферромагнитным заполнителем, установленный между поршнем и фланцем, отличающийся:, тем, что, с целью pacш ipeния эксплуатационных

0 возможностей и повьшшния-надежности, он снабжен гидроприводом и вторьм электродинамическим узлом, причем токонесущие проводники обоих узлов выполнены в ви,п;е коаксиальных цштиндри-

5 ческих поверхностей, упругих в осевом направлении, кромки цилиндров ко- торых, обращенные к поршню, соединены одна с другой,, противоположные кромки каждого узла подсоединены к клемп мам для источника питания, .в качестве ферромагнитного заполнителя использована ферромагнитная жидкость, заполняющая полости между токонесущими проводниками, а гидропривод выполнен в виде канала, соединяющего

обе полости.

2. Электропривод ПО п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергопотребления при создании статических усилий, он снабжен электрогидравлическим вентилем,размещенным в канале гидропривода.

сриг.г

Фиг.З

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в манипуляторах, в автоматических системах позиционирования, а также в механизмах возвратно-поступательного движения рабочего органа. Цель состоит в расширении эксплуатационных возможностей и повышении надежности. Поступательное перемещение подвижного поршня 3 со штоком 4 осуществляется расширяющимися в осевом направлении электродинамическими узлами при пропускании по ним тока. Электродинамические узлы состоят из двух соосных электропроводящих конструкций, охватывающих одна другую и имеющих гофрированные поверхности 5, 6. Полости 7 корпуса 1, разделенные поршнем, заполнены эластичным магнитодиэлектриком, в частности феррожидкостью, для повышения магнитной проницаемости. Электропривод снабжен также гидропроводом с клапаном 17, позволяющим остановить перетекание феррожидкости из одной полости в другую и тем самым обеспечить статическое усилие при обесточенном приводе. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

fpL/г.