Вибрационный электропривод
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве привода устройств с возвратно-поступательным движением. Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения угловых и линейно-угловых перемещений рабочего органа. Один блок устройства состоит из тяг 8, крайних 9 и центральных 10 цилиндрических магнитопроводов с обмотками возбуждения 11, 12, расположенных на цилиндрическом корпусе 13, подвижных сердечников 15, 16, выполненных из постоянных магнитов, электромагнитных муфт 17, прикрепленных к сердечникам 15, 16 и фиксирующих муфт 18, прикрепленных к корпусу 13. Подача тока в обмотки 11, 12 от внешнего управляемого источника (на рисунке не показан) приводит к перемещению тяги 8 на один шаг вправо или влево. Соединение тяг 8 ряда блоков устройства посредством жестких или гибких тяг (на рисунке не показаны) позволяет выполнять сложные угловые и линейно-угловые движения. Цель достигается обеспечением регулирования движения со многими степенями свободы. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве привода устройств с возвратно-поступательным и угловым движением. Цель изобретения расширение эксплуатационных возможностей электропривода путем обеспечения угловых и линейно-угловых перемещений рабочего органа. На фиг. 1 приведена структурная схема вибрационного электропривода; на фиг. 2 устройство с тремя линейными независимыми движениями продольный разрез; на фиг.3 то же, вид сверху; на фиг.4 то же, поперечный разрез; на фиг.5 конструкция органа схвата; на фиг.6 упрощенная схема устройства с линейными и угловыми движениями. Электропривод содержит устройство 1 управления, двигатель 2 возвратно-поступательного движения, объединенные в группы тяговые 3 и фиксирующие 4 муфты, механически связанные с двигателем 2, элементы 5 сопряжения, выполненные в виде немагнитных выходных тяг гибких тросов, преобразующих органы 6, связанные с органами 7 регулирования объекта управления. Устройство 1 управления служит для управления двигателем 2, рабочими 3 и фиксирующими 4 муфтами по соответствующим законам. Двигатель 2 может быть выполнен на базе электромагнитов или пневмо- или гидроприводов и служит для обеспечения возвратно-поступательного движения муфт 3. Тяговые 3 и фиксирующие 4 муфты раздельно управляются от устройства 1 управления и через элементы 5 сопряжения взаимодействуют с органами 7 регулирования объекта управления. При этом независимые линейные движения элементов 5 сопряжения могут быть переданы к органам регулирования 7 либо непосредственно, либо через промежуточные тяги с помощью тяговых 3 и фиксирующих 4 муфт, также управляемых от устройства 1 управления либо через преобразующие органы 6. Форма, размер, положение и принцип работы муфт 3 и 4 в зависимости от характера и вида нагрузки различные. Элементы 5 сопряжения служат для передачи движений тяговых муфт 3 на органы 7 регулирования объекта управления и представляют сбой различные валы, штоки, гибкие элементы (тросы). Формы, размеры и материалы этих узлов могут быть различными (жесткие, гибкие, трубчатые, ферромагнитные, неферромагнитные и т.п.). Преобразующие органы 6 служат для преобразования линейных движений элементов 5 сопряжения в угловые. В качестве проеобразующих органов 6 могут быть использованы различные роликовые системы, барабаны, шестерни, шкивы и т.п. элементы, которые непосредственно соединены с органами 7 регулирования объекта управления. Муфты 3 и 4 по способу удержания объекта выполняются механическими, гидравлическими, пневматическими и электромагнитными. Устройство, реализующее способ получения трех независимых линейных движений (см. фиг.2-5), состоит из тяг 8, крайних 9 и центральных 10 цилиндрических магнитопроводов с обмотками возбуждения 11 и 12 соответственно, расположенных на цилиндрическом корпусе 13 с прикрепленной на нем опорной стойкой 14, подвижных сердечников 15 и 16, выполненных из постоянных магнитов, электромагнитных муфт 17, прикрепленных к подвижным сердечникам 16 и 15, и фиксирующих муфт 18, прикрепленных жестко к корпусу 13 каждой k группы тяговых 17 и фиксирующих 18 муфт (см. фиг.3). Магнитопроводы 9 (крайние) жестко соединены с корпусом 13 и неподвижны, а магнитопроводы 10 (центральные) соединены с корпусом 13 через резьбовую связь 19 и имеют возможность перемещаться (регулироваться) друг относительно друга. Подвижные сердечники 15 и 16, к которым прикреплены муфты 17, образуют левую подвижную часть, а подвижные сердечники 15 и 16, к которым прикреплены муфты 18, правую подвижную часть. Конструкция муфт состоит из симметрично расположенных относительно тяги броневых электромагнитов с магнитопроводами 20 цилиндрической формы и обмотками 21, якорей 22, к одним концам которых прикреплены колодки 23. Соприкасающиеся со штоком части колодок имеют форму полуцилиндрических поверхностей, на которые наносят слои из различных износостойких материалов в соответствии с материалом и формой тяги. Между якорем 22 и магнитопроводом 20 установлены возвратные пружины 24. Подвижная часть электропривода (рабочий орган) свободно совершает возвратно-поступательное перемещение на направляющих 25 с помощью роликов 26 и тяги на направляющих роликах 27. Каждой тяги 8 соответствуют по две тяговые муфты 17 и по одной фиксирующей муфте 18. Все обмотки 11 и 12 магнитопроводов 9 и 10 подключены параллельно к источнику переменного тока. Электропривод работает следующим образом. Напряжение источника питания синусоидальной формы подается на все обмотки одновременно. При этом обмотки 11 включены встречно относительно полюсов постоянных магнитов 15, а обмотки 12 включены встречно относительно полюсов постоянных магнитов 16. Тогда при одной (положительной) полярности источника питания магнитные потоки крайних электромагнитов и постоянных магнитов 15 направлены согласно, и они замыкаются по замкнутому контуру, а магнитные потоки центральных электромагнитов и постоянных магнитов 16 направлены встречно, и они замыкаются в воздухе. При этом в первом случае между магнитопроводами 9 и сердечниками 15 создаются электромагнитные силы притяжения. Во втором случае между магнитопроводами 9 и сердечниками 16 создаются силы отталкивания. Под действием этих сил подвижные части притягиваются к крайним магнитопроводам 9 с тяговым усилием, равным сумме сил притяжения и отталкивания. При подаче к обмоткам электромагнитов напряжения другой (отрицательной) полярности между магнитопроводами 9 и сердечниками 15 создаются электромагнитные силы отталкивания. Под действием этих сил подвижные сердечники притягиваются к центральным магнитопроводам 10. Группы тяговых муфт 17 (см. фиг.3) работают с такой же частотой, что и левые и правые подвижные части, и последовательность их работы зависит от направления движения штоков. Например, при перемещении тяг 8 влево и в момент, когда подвижные части перемещаются к крайним магнитопроводам 9, левые муфты 17 включены (принцип работы муфт описывается ниже), тяги сцеплены с левой подвижной частью двигателя. В этот момент правые муфты 17 выключены, правая подвижная часть не сцеплена тягами 8, и последние вместе с левой подвижной частью совершает влево один шаг. Далее в момент, когда подвижные части перемещаются к центральным магнитопроводам 10, правые муфты 17 включены, а левые муфты 17 выключены, и тяги вместе с правой подвижной частью совершают второй шаг влево и т.д. Цикл повторяется. Перемещение тяг 8 право осуществляется аналогично. Фиксация тяг 8 в любой момент времени осуществляется с помощью фиксирующих муфт 18, прикрепленных к корпусу 13 устройства. Каждая муфта работает следующим образом (см. фиг.5). Управляющие сигналы устройства 1 поступают на каждую муфту схвата раздельно, в результате чего тяги 8 совершают независимые одна от другой движения. Направление их движений зависит от закона изменения сигналов устройства управления. Для каждой тяги могут быть заданы различные законы движения. Например, в один момент времени одна тяга может совершать движение влево, другая вправо, а третья может быть неподвижной. Многовыходное исполнительное устройство построено по модульному принципу. При необходимости к основному модулю устройства добавляются другие модули, причем количество модулей в зависимости от требуемого количества выходных независимых движений может быть разным. Усилия основного модуля легко регулируются с помощью резьбовой связи 19 изменением длины воздушного зазора. Таким образом, электропривод работает при разных значениях нагрузки, формах и размерах тяг, с различными шагами перемещения и с различным количеством групп муфт, позволяющих получить множество линейных движений, которые при необходимости далее могут преобразовываться в угловые с помощью преобразующих органов 6. Например, на фиг. 6 показано многовыходное устройство с тремя группами муфт, воздействующими как на гибкие тросы 28 и 29, так и на жесткие тяги 8. Линейное движение троса 28 преобразуется в угловое и линейное движение с помощью роликов 30, оси которых жестко соединены между собой и неподвижны. В этом случае многовыходное исполнительное устройство передает круговые движения одновременно на пять роликов с помощью троса 28. При этом ролики синхронно совершают поворотные перемещения, а в этот момент между двумя роликами получается линейное движение. Линейное движение передается также через трос 29 на роликовую систему, состоящую из роликов 31, жестко соединенных между собой и неподвижных относительно друг друга. В этом случае многовыходное исполнительное устройство передает круговые движения одновременно на шесть роликов с помощью троса 29 в угловые движения. При этом между двумя любыми роликами получается линейное движение. независимые угловые движения по разным направлениям и с разными скоростями. Скорость движения многовыходного устройства определяется частотой работы и величиной перемещения подвижных частей двигателя возвратно-поступательного движения. В случае, если органы регулирования расположены в различных плоскостях, многовыходное устройство также позволяет получить линейные, угловые и комбинированные движения в соответствующих плоскостях. Таким образом, в изобретении достигнуто расширение функциональных возможностей способа получения линейных и угловых движений за счет преобразования k возвратно-поступательных движений подвижных частей в m (m
2) независимых линейных и угловых движений. 1 2 3
Формула изобретения
1. Вибрационный электропривод, содержащий двигатель возвратно-поступательного движения с двумя якорями, расположенными вдоль оси двигателя, группу электромагнитных муфт с прижимными колодками, состоящую из двух тяговых муфт, закрепленных на якорях, и фиксирующей муфты, закрепленной на корпусе двигателя, выходную тягу, соединенную с рабочим органом и расположенную внутри муфт группы между прижимными колодками, а также устройство управления коммутацией обмоток, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем обеспечения угловых и линейно-угловых перемещений рабочего органа, он снабжен дополнительными тягами и по крайнем мере еще одной группой муфт с выходной тягой, причем концы тяг соединены друг с другом и с рабочим органом шарнирно. 2. Электропривод по п.1, отличающийся тем, что часть выходных тяг выполнена в виле гибкого троса, размещенного в направляющих роликах.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000
Извещение опубликовано: 20.03.2000
