Двухкоординатный шаговый электродвигатель

 

Использование: в планарном электроприводе манипуляторов робототехнических установок. Сущность изобретения: устройство содержит подвижный якорь, установленный на ферромагнитной плите. Якорь имеет периферийные пневмовыходы и пневмовыход в центре, пропускная способность которого больше периферийных пневмовыходов. Скос уменьшает вероятность касания якоря об индуктор 2 При перемещении якоря, если центр масс механизма совпадает с центром масс якоря, воздушный зазор между якорем и индуктором равномерен . Как только цнетр масс механизма смещается относительно центра масс якоря , происходит наклон якоря. В результате этого зазор и давления под различными зонами якоря становятся неодинаковыми. Однако зона повышенного давления в центре якоря, затрудняя переток воздуха из зоны уменьшенного зазора в зону увеличенного зазора, повышает устойчивость якоря к разворачивающим усилиям в горизонтальной плоскости. 3 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (! 1) (я)л Н 02 К 41/03

ГОсудАРстВенный кОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4836079/07 (22) 10.05.90 (46) 15.09,92, Бюл. ¹ 34 (75) Н.В,Мельников (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 577616, кл, Н 02 К 41/03, 1975, 1967.

Авторское свидетельство СССР № 1398040, кл. Н 02 К 41/03, 1988. (54) ДВУХКООРДИНАТНЫЙ ШАГОВ ЫЙ

ЭЛ Е КТРОД В И ГАТЕЛ Ь (57) Использование; в планарном электроприводе манипуляторов робототехнических установок, Сущность изобретения: устройство содержит подвижный якорь, установленный на ферромагнитной плите, Якорь имеет периферийные пневмовыходы и пневмовыход в центре, пропускная способИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в робототехнологических установках, в которых двухкоординатный шаговый электродвигатель используется в составе планарного электропривода основания манипулятора, Известные конструкции двухкоординатных шаговых электродвигателей с аэростатической опорой между якорем и индуктором весьма критичны к разворачивающим моментам.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является конструкция двухкоординатного шагового электродвигателя, где надежность электродвигателя улучшена за счет того, что подвижный якорь выполнен со скосом по периметру его нижних кромок.

Однако как для аналогов, так и для прототипа, характерно то, что пневмовыходы на ность которого больше периферийных пневмовыходов, Скос уменьшает вероятность касания якоря об индуктор 2. При перемещении якоря, если центр масс механизма совпадает с центром масс якоря, воздушный зазор между якорем и индуктором равномерен. Как только цнетр масс механизма смещается относительно центра масс якоря, происходит наклон якоря, В результате этого зазор и давления под различными зонами якоря становятся неодинаковыми. Однако зона повышенного давления в центре якоря, затрудняя переток воздуха из зоны уменьшенного зазора в зону увеличенного зазора, повышает устойчивость якоря к разворачивающим усилиям в горизонтальной плоскости, 3 ил. якоре выполнены только в зонах, где установлены электромагниты, При смещении центра масс механизма относительно центра масс подвижного якоря зазор между якорем и индуктором становится неодинаковым. Это приводит к тому, что и давление в зонах становится неодинаковым: в зоне уменьшенного зазора оно возрастает, а в зоне увеличенного зазора уменьшается. Изза разности давлений в зонах, во-первых, возникает переток воздуха из зоны уменьшенного зазора в зону увеличенного зазора, во-вторых, приток сжатого воздуха через пневмовыходы на якоре становится неодинаковым: он перераспределяется в пользу зоны с увеличенным зазором. Эти факторы способствуют продавливанию аэростатической опоры между якорем и индуктором х,у-ШД и при движении якоря он оказывается развернутым вследствие его низкой ус1762372

45 тойчивости к разворачивающим B горизонтальной плоскости усилиям. В результате, планарный электропривод становится неработоспособнымм.

Целью изобретения является повышение устойчивости к разворачивающим в горизонтальной плоскости усилиям, Указанная цель достигается тем, что в двухкоординатном шаговом электродвигателе, состоящем из индуктора и подвижного якоря со скосом по периметру его нижних кромок, размещенного на воздушной опоре на индукторе, пневмовыходы воздушной опоры выполнены в зонах, где установлены электромагниты, дополнительно в центре якоря выполнен пневмовыход большей пропускной способности, чем каждый из периферийн ых и не вмо вы ходoE>.

На фиг,1 изображен электродвигатель; на фиг.2 — вид А на фиг.1.

Электродвигатель содержит подвижный якорь 1, на котором устанавливается механизм, например манипулятор (не показан), и неподвижный зубчатый индуктор в виде ферромагнитной плиты 2. Якорь 1, скомпонованный из электромагнитов с зубцовой нарезкой 3, имеет периферийные пневмовыходы 4 и пневмовыход 5 в центре, которые для повышения жесткости опоры имеют карманы. В д" ííîì частном случае пропускная способность центрального пневмовыхода 5 такая же как и у одного пневмовыхода в протот iBB, а у периферийных она уменьшена на одну четверть. Скос

6 уменьшает вероятность касания якоря 1 об индуктор 2. На фиг.3 изображены качественные графики давлений в зоне между якорем 1 и индуктором 2, причем а — в прототипе, б — в данном решении.

Электродвигатель работает следующим образом. Регулируя по заданному закону напряжение, поданное на электромагниты

3, якорь 1 совершает различные поступательныедвижения в результате возникновения продольных электромагнитных сил, действующих на электромагниты. Если центр масс механизма совпадает с центром

5 масс якоря 1, то воздушный зазор между якорем 1 и индуктором 2 равномерен (одинаков}, Как только центр масс механизма смещается относительно центра масс якоря, происходит наклон якоря, в результате

10 чего воздушный зазор и давление под различными зонами якоря становятся неодинаковыми; в зоне уменьшенного зазора давление возрастает, а в зоне увеличенного зазора уменьшается. Возникают разво i5 рачивающие якорь усилия. Однако, зона повышенного якоря 1, затрудняя переток воздуха из зоны уменьшенного зазора в зону увеличенного зазора, повышает устойчивость якоря к возникающим в горизон20 тальной плоскости разворачивающим усилиям.

Выполнение в центре якоря 1 дополнительного пневмовыхода большей пропускной способности чем каждый из

25 периферийнь>х пневмовыходов позволяет уменьшить вероятность продавливания воздушной опоры между якорем и индуктором, что уменьшает вероятность разворота якоря планарного электропривода.

30 Формула изобретения

Двухкоординатный шаговый электродвигатель, состоящий из индуктора и подвижного якоря со скосом по периметру егс нижних кромок, размещенного на воздуш35 ной опоре на индукторе, пневмовыходы воздушной опоры выполнены в зонах, где установлены электромагниты, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повь>шения устойчивости к разворачивающим в гори40 зонтальной плоскости усилиям, в центре якоря выполнен пневмовыход большей пропускной способности, чем каждый из периферийных пневмовыходов, 1762372! !

1

1 (I

1 !.777 77б"7

0» 7П7Х

Составитель Н. Мельников

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М. Керецман

Редактор Л. Волкова

Заказ 3263 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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