Двухкоординатный линейный электрический привод

 

П ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

In>936264

4 3, //=;1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 220880 (2!) 2975034/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 150682. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 150б82 (31) М.Кл з

Н 02 К 41/035

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.313. . 13 (088.8) В.Т. Беликов, В.М. Ситниченко, М.Я. Тальянкер, С.М. Писаревская и И ° Р. Вербицкий

"p 4$ E Q O IO S H A ."" :

ЫЛ ..4ХЮ: 1.:- а;„;-, Natl V Г !4 А (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ДВУХКООРДИНАТНЫЙ ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ

ПРИВОД

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам, и может быть использовано в качестве электрического привода малогабаритных автоматических машин термической резки, координатных столов металлообрабатывающего.оборудования, в промышленных роботах и манипуляторах, а также периферийных устройствах электронных вычислительных машин-графопостроителях и координатографах.

Известен днухкоординатный линейный электрический двигатель, содержащий общий зубчатый индуктор, выполненный в виде плиты, и жестко связанные между собой якори, обеспечивающие перемещение рабочего органа по двум координатам (11.

Недостатком указанного привода является наличие общей плиты и сложность выполнения опор, обеспечивающих перемещение якорей с рабочим органом по двум координатам.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является днухкоординатный линейный электрический принод, состоящий из днух магнитонесвязанных линейных двигателей, неподвижные зубчатые индукторы которых расположены перпендикулярно друг другу, а подвижные якори связаны с рабочим органом кинематическим узлом (2).

Недостатком этого привода является наличие кинематического узла, объединяющего якори обеих координат, что существенно усложняет механическую часть двигателя.

Цель изобретения - упрощение конструкции привода.

Поставленная цель достигается тем, что в двухкоордииатном линей15 ном электрическ приводе с дву я магнитонесвязанными линейными двигателями кинематический узел выполнен н виде двух штанг, жестко соединенных между собой концами под прямым углом, а каждый якорь снабжен опорами, допускающими перемещение расположенной между ними штанги в плоскости, перпендикулярной плоскости движения якоря °

Кроме того, в привод могут быть введены два дополнительных магнитонесвязанных линейных двигателя, аналогичных оснонным, зубчатые индукторы которых образуют совместно с ос30 ионными замкнутую прямоугольную ра936264 му, а штанги кинематическо о узла, жестко связанные между собой концами под прямыми углами, образуют крестовину, расположенную в плоскости, параллельной плоскости индуктора.

Па фиг.1 изображен магнитопровод 5 линейного двигателя, общий вид; на фиг.2 — линейный двигатель, поперечный разрез; на фиг.3 — двухкоординатный привод с четырьмя линейными двигателями, образующими прямоугольную раму, вид в плане; на фиг.4 подвижная крестовина кинематического узла; на фиг.5 — двухкоординатный привод с двумя линейными двигателями, вид в плане; на фиг.6 — подвижная часть двухкоординатного привода с двумя линейными двигателями.

Линейный двигатель, образующий каждую координату двухкоординатного привода, содержит ферромагнитную полосу 1 переменного сечения, несущую полюсные выступы 2, формирующие основное поле машины (фиг. 1 и 2).

Якорь линейного двигателя состоит иэ двух 1 образных магнитопроводов 3 с пазами 4. Между магнитопроводами

3 и плитой 5, на которой они укреплены, образован паз 6 для размещения обмотки возбуждения.

Якорная обмотка 7, уложенная в пазы 4 обоих магнитопроводов 3, коммутируется полупроводниковым коммутатором или электромеханическим коллектором (не показаны) ° Обмотки возбуждения 8, уложенные в пазы б,создают основной магнитный поток машины З5 фо, замыкающийся через магнитопроводы 3 полюсообразующие выступы 2 и пластины 1 и 5.

ЛИнейный двигатель каждой координаты двухкоординатного привода, пред- 40, ставленного на фиг.3, состоит из двух модулей, упрощенно изображенных прямоугольником. Модули, реализующие движение вдоль координаты Х, обозначены цифрой 9, а вдоль коор- 45 динаты g цифрой 10. Аналогичные обозначения приняты и для фиг.5.

Подвижная крестовина ll (фиг.3 и 4) механически связана с модулями 9 и 10 направляющими, выполненными, íà-gp пример, в виде опор качения 12 и 13 °

Уменьшение площади двухкоординатного привода достигается в варианте, приведенном на фиг.5. Здесь неподвижный элемент выполнен в виде угольника из двух ферромагнитных полос 1, располагающихся под прямым углом друг к другу.

На опорах качения 12 и 13 подвижных модулей 9 и 10 перемещается подвижный элемент 14, выполненный также в виде угольника, вершина которого располагается в координатной плоскости, а стороны скользят в опорах качения 12 и 13. Угольник 14 об- 65 разован двумя штангами, жестко связанными концами под прямым углом.

Для устранения перекосов элемента

14 в вертикальной плоскости здесь необходимо использовать опоры качения 15, предотвращающие поворот подвижного элемента.

Двухкоординатный привод работает следующим образом.

При подаче питания на обмотки якоря 7 и возбуждения 8 модулей 9 электромагнитное усилие, создаваемое при взаимодействии зубцов якоря с полюсными выступами 2, начинает перемещать модули 9, например вправо, со скоростью Чх (фиг. 3 и 5) . Модули

9, объединенные маханически вертикальной частью крестовины 11, начинают двигаться в этом направлении, так как горизонтальная часть крестовины 11 свободно перемещается в своих опорах 13, укрепленных на модулях 10. При начавшемся движении модулей 9 электромеханический или полупроводниковый коммутаторы переключает секции якорных обмоток 7 так, чтобы направления электромагнитного усилия и скорости V> не изменялись.

Аналогично работает предлагаемый привод при подаче питания на обмотки 7 якоря и возбуждения 8 модулей ,10, так как очевидно вертикальная часть крестовины 11 также свободно перемещается в своих опорах 12, укрепленных на модулях 9. Подача питания на пары модулей 9 и 10 одновременно приводит к перемещению, напри-, мер, центра крестовины 11 (А) из точки A. с координатами K„, х в точку А< с координатами )(1,,1 по любой наперед заданной траектории, определяемой соотношением скоростей

V и V» задаваемым управляющим органом. Реверс и регулирование скорости производятся методами, обычными для электродвигателей постоянного тока.

Формула изобретения

1. Двухкоординатный линейный электрический привод, состоящий из двух магнитонесвязанных линейных двигателей, неподвижные зубчатые индукторы которых расположены перпендикулярно друг другу, а подвижные якори связаны с рабочим органом кинематическим узлом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения, кинематический узел выполнен в виде двух штанг, жестко соединенных между собой концами под прямым углом, а каждый якорь снабжен упорами, допускающими перемещение расположенной между ними штанги в плоскости, перпендикулярной плоскости движения якоря.

936264

2. Привод по и. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что в него введены два дополнительных магнитонесвязанных линейных двигателя, аналогичных основным, зубчатые индукторы которых образуют совместно с основными замкнутую прямоугольную раму, а штанги кинематического узла, жестко связанные между собой концами под прямыми углами, образуют крестовину, расположенную в плоскости, параллельной плоскости индукторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Луценко В.Е., Соломахин Д.В. и Григорьев В.Е. Принцип построения н конструкции многокоординатных ша5 говых электродвигателей. Труды Моск. энерг. ин-та, 1979, вып, 440, с.2030.

2. Иваботенко Б.А ° и др. Двухкоординатный линейный шаговый элект10 ропривод. Отчет по НИР 226/78,Моск. энерг. ин-т, 1979, с. 5-8.