Шаговый двигатель отруцкого

 

Изобретение м.б. использовано в манипуляторах промышленных роботов. Цель изобретения - повышение КПД и удельной массовой энергоотдачи двигателя. Шаговый двигатель содержит корпус 1, установленную в нем оболочку 2 взаимодействующую -- Ы / с пружиной 5 и фрикционным устройством захвата включающим цилиндрический корпус 6, тормозные башмаки 7, внешняя грань 8 которых выполнена с уклоном к оси выходного звена 9 с возможностью взаимодействия с конусным кольцом 10. За счет применения оболочки 2 направленной деформации с гиперболической силовой характеристикой и выбором величины шага перемещения в пределах 0-20 мм более чем на порядок повышается развиваемое усилие . Использование самотормозящего фрикционного устройства захвата обеспечивает автоматически фиксацию выходного звена 9 в случае аварийного прекращения подвода рабочей среды. 4 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)5 F 15 В 11/12

ГОСУДАPСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4416219/29 (22) 10.02.88 (46) 30.04.91, Бюл, М 16 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт метизной промышленности (72) Ю.Н. Отруцкий (53) 62-82(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 130307, кл. F 15 В 7/02, 1959. (54) ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ОТРУЦКОГО (57) Изобретение м,б. использовано в манипуляторах промышленных роботов. Цель изобретения — повышение КПД и удельной массовой энергоотдачи двигателя. Шаговый двигатель содержит корпус 1, установленную в нем оболочку 2. взаимодействующую

Изобретение относится к машиностроению, в частности к исполнительным механизмам, и может быть использовано как силовой привод в манипуляторах промышленных роботов.

Целью изобретения является повышение КПД и удельной массовой энергоотдачи двигателя.

На фиг, 1 представлен шаговый двигатель, общий вид; на фиг, 2 — положение двигателя при подаче в него рабочей среды; на фиг. 3 — то же, но при сбросе рабочей среды.

Шаговый двигатель (фиг, 1, 2,3) содержит корпус 1, установленный в нем силовой элемент, выполненный в виде оболочки 2 направленной деформации, один торец 3 которой закреплен на корпусе, а другой торец 4 установлен с воэможностью взаимо„„5U 1645663 А1 с пружиной 5 и фрикционным устройством захвата включающим цилиндрический корпус 6, тормозные башмаки 7, внешняя грань

8 которых выполнена с уклоном к оси выходного звена 9 с возможностью взаимодействия с конусным кольцом 10. За счет применения оболочки 2 направленной деформации с гиперболической силовой характеристикой и выбором величины шага перемещения в пределах 0 — 20 мм более чем на порядок повышается развиваемое усилие, Использование самотормозящего фрикционного устройства захвата обеспечивает автоматически фиксацию выходного звена 9 в случае аварийного прекращения подвода рабочей среды. 4 з,п,ф-лы, 3 ил. действия с пружиной 5 и фрикционным устройством захвата, включающим цилиндрический корпус 6, тормозные башмаками 7, внешняя грань 8 которых выполнена с уклоном к оси выходного звена 9 с воэможностью взаимодействия с конусным кольцом

10, связанным посредством тяг 11 с торцом

4 оболочки 2;

Тяга 11 снабжена гайками 12, а тормозные башмаки 7 подпружинены в радиальном направлении в сторону от центра плоской пружиной (на чертеже не показана), Фрикционное устройство выполнено самотормозящимся, а оболочка 2 — с сопротивлением деформации удлинения в меридиальном направлении, Причем оболочка с такими свойствами может быть выполнена по крайней мере двумя способами.

В первом случае оболочка выполнена из

1645663

10

20

55 эластомера с конструкционной анизотропией механических свойств путем армирования кордом таким образом, что модуль упругости материала в меридиальном направлении превышал модуль упругости в паралелльных направлениях, Во втором случае оболочка 2 выполнена иэ гибкого материала в виде концентрично расположенных труб 13, 14, при этом наружная стенка (не чертеже не показана) оболочки выполнена гофрированной в меридиальном направлении, а внутренняя стенка— гофрированной по спирали с шагом как у пружины.

Внутренняя поверхность 15 корпуса и внешняя поверхность 16 фрикционного устройства выполнены концентрично сопряженными, а оболочка 2, пружина 5 и выходное звено 9, в данном случае шток, размещены коаксиально фрикционному устройству. Оболочка через распределитель

17 подключается к атмосфере, либо к источнику сжатого воздуха (на чертеже не показан). Пружина 5 предварительно сжата и потому, воздействуя на конусное кольцо 10, она развивает от отношению к выходному звену 9 как осевое усилие, так и радиальное усилие, приложенное к тормозным башмакам 7. Причем угол наклона к оси звена 9 грани 8 тормозных башмаков выбран иэ расчета, чтобы сила приема сцепления тормозных башмаков со звеном превышала осевую силу, приложенную пружиной 5 через конусное кольцо 10 и тормозные башмаки к корпусу 6.

Шаговый двигатель работает следующим образом.

При подаче сжатого воздуха через распределитель 17 в оболочку 2 произойдет увеличение поперечных и уменьшение продольных размеров оболочки с совершением работы против внешних сил, приложенных к торцу 4.

В результате первой фазы перемещения в сторону торца 3 произойдет сжатие пружины 5, выключение самотормоэящего фрикционного устройства и выбор зазора д между гайками 12 и корпусом 6.

В результате второй фазы перемещения торца 4 оболочки 2 в том же направлении произойдет дополнительное сжатие пружины 5 и перемещение с названными деталями еще и цилиндрического корпуса 6 с тормозными башмаками 7.

Таким образом, в результате двух фаз перемещения происходит выключение самотормоэящего фрикционного устройства и его перемещение в осевом направлении относительно неподвижного выходного звена

9 и корпуса 11 в сторону торца 3, сопровождаемое накоплением энергии в пружине 5.

Далее через распределитель 17 оболочка 2 сообщается с атмосферой . сжатая пружина

5, распрямляясь, сдвинет конусное кольцо

10 относительно неподвижного корпуса 6 и тормозных башмаков 7.

В течение третьей фазы происходит фиксация фрикционного устройства на выходном звене 9, а в течение четвертой фазы распрямление пружины 5 будет сопровождаться перемещением выходного звена 9 относительно корпуса. Перемещение будет продолжаться до тех пор, пока оболочка 2 не примет первоначальную форму, а расстояние между торцами 3, 4 увеличится до, максимального, После чего подается новая порция сжатого воздуха в оболочку 2 и четырехтактный цикл повторяется с той лишь разницей, что после выключения в первой фазе самотормозящего фрикционного устройства захвата выходное звено 9 будет двигаться по инерции относительно неподви)кного направляющего корпуса.

Суммарная величина перемещения выходного звена зависит от количества переключений распределителя 17 и объема сжатого воэуха, поступающего через него.

Если прекратить импульсную подачу сжатого воздуха и соединить оболочку 2 с атмосферой, произойдет торможение и позиционирование выходного звена. Подачей единичной порции сжатого воздуха в оболочку достигается свободное перемещение выходного звена относительно корпуса, Технико-экономическая эффективность отиспользования предложенногодвигателя заключается в расширении области применения путем увеличения развиваемого усилия и экономии рабочей среды.

Формула изобретения

1. Шаговый двигатель, содержащий корпус, установленный в нем силовой элемент, управляемый фрикционный захват и выходное звено, при этом силовой элемент выполнен в виде оболочки направленной деформации, один торец которого закреплен на корпусе, а другой установлен с возможностью взаимодействия с пружиной и фрикционным устройством захвата, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения

КПД и удельной массовой энергоотдачи двигателя, фрикционное устройство выполнено самотормоэящимся, а оболочка — с сопротивлением деформации удлинения в меридиальном направлении, причем оболочка соединена с пружиной и фрикционным устройством с воэможностью раэмыкания силовой связи между последними, 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность корпуса и

1645663 внешняя поверхность фрикционного устройства выполнены концентрично сопряженными, а силовой элемент, пружина и выходное звено, выполненное в виде штока, размещены коаксиально фрикционному ус- 5 тройству.

3. Двигатель по пп, 1 и 2, о т л и ч аю шийся тем, что оболочка выполнена в виде концентрично расположенных труб. 10

4. Двигатель по п п. 1-3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что стенки оболочки выполнены из эластомера с анизотропией механических свойств материала.

5. Двигатель по пп. 1-4, о т л и ч а ю щ и йс я тем. что наружная стенка оболочки выполнена гофрированной в меридиальном направлении, а внутренняя стенка — гофрированной по спирали с шагом как у пружины, 1645663

Составитель В. Коваль

Редактор Н. Народная Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор И. Муска

Заказ 1550 Тираж 392 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101