RU161744U1 - MULTI-MOTOR ELECTROMECHANICAL ACTUATOR - Google Patents

MULTI-MOTOR ELECTROMECHANICAL ACTUATOR Download PDF

Info

Publication number
RU161744U1
RU161744U1 RU2015115099/02U RU2015115099U RU161744U1 RU 161744 U1 RU161744 U1 RU 161744U1 RU 2015115099/02 U RU2015115099/02 U RU 2015115099/02U RU 2015115099 U RU2015115099 U RU 2015115099U RU 161744 U1 RU161744 U1 RU 161744U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
servo
cylindrical
eccentric
gear
electric
Prior art date
Application number
RU2015115099/02U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валентин Евгеньевич Урсу
Владимир Валентинович Урсу
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-инженерная компания "Объектные системы автоматики" (ООО "НИК "ОСА")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-инженерная компания "Объектные системы автоматики" (ООО "НИК "ОСА") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-инженерная компания "Объектные системы автоматики" (ООО "НИК "ОСА")
Priority to RU2015115099/02U priority Critical patent/RU161744U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU161744U1 publication Critical patent/RU161744U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

1. Многодвигательный электромеханический привод, содержащий корпус, закрепленные на корпусе следящие электроприводы, каждый из которых имеет выходной вал, размещенную в корпусе внешнюю зубчатую эксцентриково-циклоидальную передачу, имеющую взаимодействующее с цилиндрическими эксцентриками цилиндрическое зубчатое колесо, зубья которого образованы циклоидальной поверхностью, и по меньшей мере один эксцентриковый вал с цилиндрическим эксцентриком, приводимый во вращение следящими электроприводами, установленный в корпусе в подшипниках главный вал, выполненный с возможностью соединения с приводимым объектом и цилиндрическим зубчатым колесом, датчик углового положения главного вала, блоки управления следящими электроприводами, каждый из которых соединен интерфейсной шиной с датчиком углового положения вала каждого электродвигателя, главный блок управления многодвигательным электромеханическим приводом, соединенный интерфейсной шиной с блоками управления следящими электроприводами и с датчиком углового положения главного вала, отличающийся тем, что выходной вал каждого следящего электропривода является эксцентриковым с одним, имеющим линию симметрии, цилиндрическим эксцентриком и установленным на нем подшипником качения, взаимодействующим с зубьями, образованными внешней циклоидальной поверхностью цилиндрического зубчатого колеса, при этом оси выходных валов размещены на окружности, радиус которой определяется по зависимости:R=R-e+r,где R- радиус описанной относительно оси главного выходного вала окружности, на которой размещены оси валов следящих электроприводов,R- радиус описанной относительн1. A multi-motor electromechanical drive comprising a housing, servo-mounted electric drives fixed to the housing, each of which has an output shaft, an external gear eccentric-cycloidal gear located in the housing, having a cylindrical gear wheel interacting with cylindrical eccentrics, the teeth of which are formed by a cycloidal surface, and at least at least one eccentric shaft with a cylindrical eccentric, driven by rotary servo drives, mounted in a housing in bearings kah the main shaft, made with the possibility of connection with the driven object and the cylindrical gear wheel, the angle sensor of the main shaft, control units for servo-electric drives, each of which is connected by an interface bus to the sensor of the angular position of the shaft of each electric motor, the main control unit of a multi-motor electromechanical drive, connected by an interface a bus with control units for servo-controlled electric drives and with a sensor for the angular position of the main shaft, characterized in that the output Al of each servo-driven electric drive is an eccentric with one having a line of symmetry, a cylindrical eccentric and a rolling bearing mounted on it, interacting with the teeth formed by the outer cycloidal surface of the spur gear, while the axes of the output shafts are placed on a circle whose radius is determined by the dependence: R = R-e + r, where R is the radius of the circle described relative to the axis of the main output shaft, on which the axis of the shafts of the servo-electric drives are located, R is the radius of the described relative total

Description

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к конструкции многодвигательного электромеханического привода общего вала, имеющего микропроцессорное управление.The utility model relates to mechanical engineering, namely, to the design of a multi-engine electromechanical drive of a common shaft having microprocessor control.

Известен многодвигательный электромеханический привод (МЭМП) (патент US №5463914 от 02.02.1994), в котором имеется несколько электродвигателей, на выходных валах которых установлены шестерни, взаимодействующие с зубчатым колесом одноступенчатого или двухступенчатого редуктора, выходной вал которого приводит логический объект, например, барабан стиральной машины или вентилятор. Каждый электродвигатель имеет мощность, меньшую в сравнении с суммарной мощностью электромеханического привода, но высокую частоту вращения ротора, что позволяет уменьшить габариты и повысить надежность электромеханического привода.A multi-motor electromechanical drive (MEMP) is known (US patent No. 5463914 dated 02.02.1994), in which there are several electric motors, on the output shafts of which there are gears interacting with a gear wheel of a one-stage or two-stage gearbox, the output shaft of which leads a logical object, for example, a drum washing machine or fan. Each electric motor has a power lower in comparison with the total power of the electromechanical drive, but a high rotor speed, which reduces the size and improves the reliability of the electromechanical drive.

Недостаток такого МЭМП - значительные габариты зубчатых передач и повышенный уровень шума многозубых шестерен и колес редуктора.The disadvantage of this MEMP is the significant dimensions of the gears and the increased noise level of the multi-tooth gears and gear wheels.

Известно эксцентриково-циклоидальное внутреннее или внешнее зацепление составных зубчатых профилей (патент RU №2385435 от 22.12.2008), состоящее из нескольких смещенных по фазе относительно друг друга зубчатых дисков, каждый из которых взаимодействует с одним однозубым венцом в виде эксцентрика из множества имеющихся на валу эксцентриков, число которых равно числу дисков. Каждый эксцентрик является цилиндрическим и имеет подшипник качения. Эксцентриковый вал может приводиться во вращение от двигателя любого типа, в том числе от электродвигателя.Eccentric-cycloidal internal or external engagement of composite gear profiles is known (patent RU No. 2385435 dated December 22, 2008), consisting of several gear discs displaced in phase with respect to each other, each of which interacts with one single-tooth rim in the form of an eccentric out of the many available on the shaft eccentrics, the number of which is equal to the number of discs. Each cam is cylindrical and has a rolling bearing. The eccentric shaft can be driven in rotation from an engine of any type, including an electric motor.

Недостаток электромеханического привода с редуктором, имеющим описанное эксцентриково-циклоидальное зацепление - сложность конструкции зацепления, высокая трудоемкость изготовления и пониженная надежность, обусловленная отсутствием резервирования электроприводов.The disadvantage of an electromechanical drive with a gear having the described eccentric-cycloidal gearing is the complexity of the gearing design, the high complexity of manufacturing and reduced reliability due to the lack of redundancy of the electric drives.

Известно микропроцессорное управление электроприводами с вентильными двигателями, оснащенными датчиками положения ротора, соединенными с контроллером управления электроприводами [http://]. Каждый электродвигатель имеет транзисторный модуль, подсоединенный к блоку управления электроприводами (контроллеру), датчик тока и транзисторный ключ. Блок управления электроприводами обеспечивает прием и передачу команд с центрального микропроцессора, управляет направлением вращения электродвигателей и регулирует скорости их вращения. Описание режимов работы множества электродвигателей на общий вал отсутствует.It is known microprocessor control of electric drives with valve motors equipped with rotor position sensors connected to a drive control controller [http: //]. Each electric motor has a transistor module connected to an electric drive control unit (controller), a current sensor and a transistor switch. The electric drive control unit provides reception and transmission of commands from the central microprocessor, controls the direction of rotation of the electric motors and adjusts their rotation speed. Description of the operating modes of many electric motors on a common shaft is missing.

Известно описание системы управления вентильным индукторным электродвигателем [/SPM_design/index.html], включающей микропроцессор. Сигналы от датчика положения ротора вентильного индукторного электродвигателя передаются в микропроцессор через устройство преобразования и согласования, которое приводит сигналы к виду и уровню, необходимому для нормальной работы микропроцессора. Микропроцессор вырабатывает оптимальный алгоритм коммутации обмоток вентильного индукторного электродвигателя согласно программе, заложенной в микропроцессор.The description of the control system of a valve inductor electric motor [/SPM_design/index.html], including a microprocessor, is known. The signals from the rotor position sensor of the valve induction motor are transmitted to the microprocessor through a conversion and matching device, which brings the signals to the form and level necessary for the microprocessor to operate normally. The microprocessor produces an optimal algorithm for switching the windings of a valve induction motor according to the program embedded in the microprocessor.

Известен многодвигательный следящий электропривод, включающий несколько одинаковых по мощности работающих на общую нагрузку электроприводов [патент RU №2326488 от 24.10.2006]. Каждый следящий электропривод включает электродвигатель, передаточный механизм, датчик угла поворота и скорости вращения ротора электродвигателя, установленный на электродвигателе или в передаточном механизме, задатчик текущей угловой скорости и регулятор скорости вращения ротора электродвигателя, соединенные с блоком управления моментом электродвигателя.Known multi-servo tracking electric drive, including several identical in power working on the total load of electric drives [patent RU No. 2326488 from 10.24.2006]. Each servo-electric drive includes an electric motor, a transmission mechanism, a rotation angle and rotor speed sensor of the electric motor rotor mounted on the electric motor or in the transmission mechanism, a current angular speed adjuster, and a rotor speed controller of the electric motor rotor connected to the electric motor torque control unit.

В данном многодвигательном электромеханическом приводе не раскрыта конструкция главного передаточного механизма от выходных валов следящих электроприводов на главный выходной вал, соединенный с объектом нагрузки, отсутствуют средства отсоединения множества электроприводов от главного выходного вала с объектом нагрузки для их свободного вращения за счет накопленной кинетической энергии, а также способ торможения главного вала с объектом нагрузки для их остановки. Функциональные возможности такого многодвигательного электромеханического привода существенно понижены.This multi-motor electromechanical drive does not disclose the design of the main gear from the output shafts of the follower electric drives to the main output shaft connected to the load object, there are no means to disconnect many electric drives from the main output shaft with the load object for their free rotation due to the accumulated kinetic energy, and the method of braking the main shaft with the load to stop them. The functionality of such a multi-engine electromechanical drive is significantly reduced.

Известен МЭМП с зубчатым и волновым редукторами [патент US №8117945 от 26.09.2005], имеющий корпус с несколькими закрепленными на корпусе электродвигателями, на выходных валах которых установлены зубчатые шестерни, взаимодействующие с зубчатым колесом первой ступени зубчатого редуктора, на ступице которого установлено зубчатое колесо второй ступени зубчатого редуктора, которое взаимодействует с зубчатыми шестернями, закрепленными на входных валах с эксцентриками, размещенными внутри колеса эксцентриково-циклоидального волнового редуктора [патент US №8117945, фиг. 1с]Known MEMP with gear and wave gears [US patent No. 8117945 from 09.26.2005], having a housing with several motors mounted on the housing, on the output shafts of which are mounted gears interacting with the gear wheel of the first gear stage, on the hub of which the gear wheel is installed the second stage of the gear reducer, which interacts with gears mounted on input shafts with eccentrics located inside the wheel of the eccentric-cycloidal wave gear [ atent US №8117945, FIG. 1s]

Недостаток данного МЭМП - в его сложности, значительных габаритах и невысокой надежности двухступенчатого зубчатого редуктора.The disadvantage of this MEMP is in its complexity, significant dimensions and low reliability of a two-stage gear reducer.

Известны устройство и система многодвигательного следящего безредукторного электропривода [заявка US №2014/0097859 от 12.12.2013], включающая: множество электродвигателей, каждый с датчиком углового положения вала и определителем скорости его вращения; устройства торможения на каждом из валов; множество блоков управления электродвигателями, каждый из которых обеспечивает подачу электрического тока каждому электродвигателю; микропроцессорные средства управления, образующие главный блок (контроллер), соединенный с множеством блоков управления электродвигателями и с датчиками положения валов электродвигателей, выдающий команды блокам управления электродвигателями в соответствии с заданными параметрами и положением валов.A device and system for a multi-motor servo gearless direct drive [application US No. 2014/0097859 from 12/12/2013], including: a plurality of electric motors, each with a shaft angle sensor and a determinant of its rotation speed; braking devices on each of the shafts; a plurality of electric motor control units, each of which provides an electric current supply to each electric motor; microprocessor-based controls that form the main unit (controller), connected to many electric motor control units and with position sensors of electric motor shafts, issuing commands to electric motor control units in accordance with the specified parameters and position of the shafts.

В описании данного изобретения отсутствуют данные о режимах работы множества электродвигателей на общий вал.In the description of the present invention there is no data on the operating modes of many electric motors on a common shaft.

Анализ технического уровня МЭМП показал, что в конструкции передаточного механизма "выходные валы следящих электроприводов - главный вал", в котором осуществляется суммирование моментов от электроприводов и приложение суммарного момента главного вала к приводимому объекту, невозможен режим свободного вращения главного вала с приводимым объектом без введения в конструкцию электроприводов дополнительных устройств - управляемых муфт или муфт свободного хода, отсоединяющих при необходимости валы электроприводов от главного вала, или муфты, отсоединяющей приводимый объект от главного вала, что приводит к снижению функциональных возможностей и увеличению габаритных размеров МЭМП.The analysis of the MEMP technical level showed that in the design of the transmission mechanism “output shafts of servo-driven electric drives - main shaft”, in which the moments from the electric drives are summed up and the total moment of the main shaft is applied to the driven object, the mode of free rotation of the main shaft with the driven object without introducing design of electric drives of additional devices - controlled clutches or freewheels, disconnecting, if necessary, the shafts of electric drives from the main shaft, or ft, disconnecting the driven object from the main shaft, which reduces the functionality and increase the overall dimensions of the MEMP.

Техническая задача, решаемая полезной моделью, - уменьшение габаритов, повышение функциональных возможностей, надежности и КПД МЭМП.The technical problem solved by the utility model is to reduce the dimensions, increase the functionality, reliability and efficiency of the MEMP.

Техническая задача решена в конструкции МЭМП, содержащего:The technical problem is solved in the design of the MEMP, containing:

- корпус; закрепленные на корпусе следящие электроприводы, каждый из которых имеет выходной вал;- housing; servo drives mounted on the housing, each of which has an output shaft;

- размещенную в корпусе внешнюю зубчатую эксцентриково-циклоидальную передачу, имеющую взаимодействующее с цилиндрическими эксцентриками цилиндрическое зубчатое колесо, зубья которого образованы циклоидальной поверхностью, и вал с цилиндрическим эксцентриком, приводимый во вращение следящими электроприводами,- an external gear eccentric-cycloidal gear located in the housing, having a cylindrical gear wheel interacting with cylindrical eccentrics, the teeth of which are formed by a cycloidal surface, and a shaft with a cylindrical eccentric, driven by rotation by servo-driven electric drives,

- установленный в корпусе в подшипниках главный вал, выполненный с возможностью соединения с приводимым объектом и цилиндрическим зубчатым колесом,- the main shaft mounted in the housing in the bearings, made with the possibility of connection with a driven object and a cylindrical gear wheel,

- датчик углового положения главного вала;- sensor of the angular position of the main shaft;

- блоки управления следящими электроприводами, каждый из которых соединен интерфейсной шиной с датчиком углового положения вала каждого электродвигателя;- control units for servo-driven electric drives, each of which is connected by an interface bus with a sensor for the angular position of the shaft of each electric motor;

- главный блок управления многодвигательным электромеханическим приводом, соединенный интерфейсной шиной с блоками управления следящими электроприводами и с датчиком углового положения главного вала,- the main control unit for a multi-engine electromechanical drive connected by an interface bus to the control units for servo-electric drives and with an angle sensor for the main shaft,

при этомwherein

- выходной вал каждого следящего электропривода является эксцентриковым с одним, имеющим линию симметрии, цилиндрическим эксцентриком и установленным на нем подшипником качения, взаимодействующим с зубьями, образованными внешней циклоидальной поверхностью цилиндрического зубчатого колеса, при этом оси выходных валов размещены на окружности, радиус которой определяется по зависимости:- the output shaft of each servo-driven electric drive is eccentric with one having a line of symmetry, a cylindrical eccentric and a rolling bearing mounted on it, interacting with the teeth formed by the outer cycloidal surface of the cylindrical gear wheel, while the axis of the output shafts are placed on a circle whose radius is determined by :

Re=Rmax-e+rп,R e = R max -e + r p ,

где Re - радиус описанной относительно оси главного выходного вала окружности, на которой размещены оси валов следящих электроприводов;where R e is the radius of the circle described relative to the axis of the main output shaft, on which the axis of the shafts of the servo drives are located;

Rmax - радиус описанной относительно оси главного вала окружности, на которой расположены вершины зубьев внешней эксцентриково-циклоидальной передачи;R max - radius of the circle described relative to the axis of the main shaft, on which the tops of the teeth of the external eccentric-cycloidal gear are located;

е - эксцентриситет цилиндрического эксцентрика;e is the eccentricity of the cylindrical eccentric;

rп - внешний радиус подшипника качения, установленного на цилиндрическом эксцентрике,r p - the outer radius of the rolling bearing mounted on a cylindrical eccentric,

при этом количество зубьев, образованных циклоидальной поверхностью зубчатого колеса, равно или более семи;wherein the number of teeth formed by the cycloidal surface of the gear is equal to or more than seven;

- количество следящих электроприводов не менее трех.- the number of follow-up electric drives is not less than three.

Для уменьшения габаритов и повышения надежности и КПД МЭМП каждый электродвигатель следящего электропривода является бесколлекторным, постоянного тока, с возбуждением от постоянных магнитов.To reduce the dimensions and increase the reliability and efficiency of the MEMP, each electric motor of the tracking electric drive is brushless, direct current, with excitation from permanent magnets.

Технический эффект, - уменьшение габаритов, повышение функциональных возможностей, надежности и КПД МЭМП, - достигается за счет следующей совокупности признаков:The technical effect, - reducing the size, increasing the functionality, reliability and efficiency of the MEMP, is achieved due to the following set of features:

- выходной вал каждого следящего электропривода является эксцентриковым с одним, имеющим линию симметрии, цилиндрическим эксцентриком и установленным на нем подшипником качения, взаимодействующим с зубьями, образованными внешней циклоидальной поверхностью цилиндрического зубчатого колеса, при этом оси выходных валов размещены на окружности, радиус которой определяется по зависимости:- the output shaft of each servo-driven electric drive is eccentric with one having a line of symmetry, a cylindrical eccentric and a rolling bearing mounted on it, interacting with the teeth formed by the outer cycloidal surface of the cylindrical gear wheel, while the axis of the output shafts are placed on a circle whose radius is determined by :

Re=Rmax-e+rп,R e = R max -e + r p ,

при этом количество зубьев, образованных циклоидальной поверхностью зубчатого колеса, равно или более семи;wherein the number of teeth formed by the cycloidal surface of the gear is equal to or more than seven;

- количество следящих электроприводов не менее трех.- the number of follow-up electric drives is not less than three.

Данные совокупности отличительных признаков, характерные для МЭМП, не обнаружены при проведении патентно-информационных исследований, что свидетельствует о соответствии полезной модели критерию «новизна».These combination of characteristics characteristic of the MEMP were not found during patent information research, which indicates that the utility model meets the criterion of “novelty”.

На фиг. 1 показана конструкция МЭМП с внешним эксцентриково-циклоидальным зацеплением.In FIG. 1 shows the construction of a MEMP with external eccentric-cycloidal engagement.

На фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 при установленных на корпусе шести следящих электроприводах и цилиндрических эксцентриках, находящихся в рабочем положении.In FIG. 2 is a section AA in FIG. 1 with six follow-up electric drives and cylindrical eccentrics installed in the housing in working position.

На фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1 при шести цилиндрических эксцентриках, выведенных из зацепления с зубчатым колесом.In FIG. 3 is a section AA in FIG. 1 with six cylindrical eccentrics disengaged from the gear.

На фиг. 4 - блок-схема МЭМП с системой управления.In FIG. 4 is a block diagram of a MEMP with a control system.

Многодвигательный электромеханический привод (фиг. 1-4) имеет:Multi-engine electromechanical drive (Fig. 1-4) has:

- корпус 1, несколько закрепленных на корпусе 1 не менее трех следящих электроприводов 2, электродвигатели 3 которых имеют отбалансированные выходные валы 4 с цилиндрическими эксцентриками 5, каждый из которых имеет линию симметрии 5а (фиг. 2), проходящую через центр цилиндрического эксцентрика 5 и центр вращения выходного вала 4; на каждом из них установлен подшипник качения 6; для уменьшения габаритов, повышения надежности и КПД следящих электроприводов 2 электродвигатели 3 являются бесколлекторными, постоянного тока, с возбуждением от постоянных магнитов;- housing 1, several attached to the housing 1 of at least three servo-driven electric drives 2, the electric motors 3 of which have balanced output shafts 4 with cylindrical clowns 5, each of which has a line of symmetry 5a (Fig. 2) passing through the center of the cylindrical clown 5 and the center rotation of the output shaft 4; each of them has a rolling bearing 6; to reduce dimensions, improve reliability and efficiency of servo-driven electric drives 2, electric motors 3 are brushless, direct current, with excitation from permanent magnets;

- размещенную в корпусе 1 зубчатую эксцентриково-циклоидальную передачу 7, имеющую взаимодействующее с подшипниками качения 6 цилиндрических эксцентриков 5 цилиндрическое зубчатое колесо 8, зубья 9 которого образованы внешней циклоидальной поверхностью 10 (фиг. 2).- a gear eccentric-cycloidal gear 7 located in the housing 1, having a cylindrical gear 8 interacting with the rolling bearings 6 of the cylindrical eccentrics 5, the teeth 9 of which are formed by the outer cycloidal surface 10 (Fig. 2).

Установленный в корпусе 1 (фиг. 1) в подшипниках главный вал 11, соединенный с приводимым объектом 12 и приводимый во вращательное движение следящими электроприводами 2 через выходные валы 4, подшипники качения 6 цилиндрических эксцентриков 5 и зубчатое колесо 8 внешней эксцентриково-циклоидальной передачи 7;Installed in the housing 1 (Fig. 1) in the bearings, the main shaft 11 is connected to the driven object 12 and rotationally driven by servo drives 2 through the output shafts 4, the rolling bearings 6 of the cylindrical eccentrics 5 and the gear 8 of the external eccentric-cycloidal gear 7;

- следящие электроприводы 2, размещенные на корпусе 1 так, что оси 13 выходных валов 4 размещены на окружности 14 (фиг. 2), радиус которой определяется по зависимости:- servo drives 2 placed on the housing 1 so that the axis 13 of the output shafts 4 are placed on a circle 14 (Fig. 2), the radius of which is determined by the dependence:

Re=Rmax-e+rп,R e = R max -e + r p ,

где Re - радиус окружности 14, описанной относительно оси 15 (фиг. 1) главного вала 11, на которой размещены оси 13 валов 4 следящих электроприводов 2;where R e is the radius of the circle 14 described relative to the axis 15 (Fig. 1) of the main shaft 11, on which the axes 13 of the shafts 4 of the follow-up electric drives 2 are placed;

Rmax - радиус окружности 16, описанной относительно оси 15 главного вала 11, на которой расположены вершины зубьев 9 колеса 8 внешнего эксцентриково-циклоидального зацепления 17 (фиг. 2, 3);R max is the radius of the circle 16 described relative to the axis 15 of the main shaft 11, on which the tops of the teeth 9 of the wheel 8 of the external eccentric-cycloidal gearing 17 are located (Fig. 2, 3);

е - эксцентриситет цилиндрического эксцентрика 5;e is the eccentricity of the cylindrical eccentric 5;

rп - внешний радиус подшипника качения 6, установленного на цилиндрическом эксцентрике 5;r p - the outer radius of the rolling bearing 6 mounted on a cylindrical cam 5;

- зубчатое колесо 8 должно иметь количество зубьев, образованных циклоидальной поверхностью 10, равное семи или превышающее семь.- the gear wheel 8 should have the number of teeth formed by the cycloidal surface 10 equal to seven or greater than seven.

Так как цилиндрический эксцентрик 5 в эксцентриково-циклоидальной передаче 7 выполняет функцию однозубой шестерни, передаточное отношение эксцентриково-циклоидальной передачи равно числу зубьев 9 зубчатого колеса 8.Since the cylindrical eccentric 5 in the eccentric-cycloidal gear 7 performs the function of a single-tooth gear, the gear ratio of the eccentric-cycloidal gear is equal to the number of teeth 9 of the gear 8.

Число размещаемых на корпусе 1 электродвигателей 3 определяется по формуле:The number placed on the housing 1 of the electric motors 3 is determined by the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где Dэп - максимальный диаметр следящего электропривода 2, зависящий от числа зубьев 9 зубчатого колеса 8, и при числе зубьев менее семи возникают трудности с размещением следящих электроприводов 2.where D ep - the maximum diameter of the servo drive 2, depending on the number of teeth 9 of the gear 8, and when the number of teeth is less than seven, there are difficulties with the placement of servo drives 2.

Так как предложенный МЭМП является безмуфтовым, а функцию муфты выполняют выводимые из внешнего зацепления с зубчатым колесом 8 цилиндрические эксцентрики 5, то система управления МЭМП (фиг. 4) должна включать: датчик 18 углового положения главного вала 11; блоки 19 управления следящими электроприводами 2, каждый из которых соединен с датчиком 20 углового положения выходного вала 4; главный блок 21 управления многодвигательным электромеханическим приводом, соединенный интерфейсной шиной 22 с блоками управления 19 следящими электроприводами 2 и с датчиком 18 углового положения главного вала 11.Since the proposed MEMP is sleeveless, and the function of the coupling is performed by cylindrical eccentrics 5 derived from external gearing with gear 8, the MEMP control system (Fig. 4) should include: a sensor 18 of the angular position of the main shaft 11; control units 19 for tracking electric drives 2, each of which is connected to the sensor 20 of the angular position of the output shaft 4; the main control unit 21 of the multi-motor electromechanical drive connected by an interface bus 22 to the control units 19 of the tracking electric drives 2 and to the sensor 18 of the angular position of the main shaft 11.

Для обеспечения равномерности вращения зубчатого колеса 8 с главным валом 11 и уравновешивания сил, действующих на главный вал 11 от эксцентриков 5 при увеличении количества следящих электроприводов 2 предпочтительно принимать их количество кратным трем, соблюдая последовательный ряд количества электроприводов 3, 6, 9 и т.д.To ensure uniform rotation of the gear 8 with the main shaft 11 and balancing the forces acting on the main shaft 11 from the eccentrics 5 with an increase in the number of servo drives 2, it is preferable to take their number in multiples of three, observing a sequential series of the number of electric drives 3, 6, 9, etc. .

Преимущества МЭМП связаны с отсутствием в электроприводах обгонных или управляемых муфт, уменьшением габаритов электропривода за счет повышенной частоты вращения валов электродвигателей и резервированием следящих электроприводов.The advantages of MEMP are related to the absence of overrun or controlled couplings in electric drives, a reduction in the dimensions of the electric drive due to the increased frequency of rotation of the electric motor shafts, and redundancy of servo electric drives.

МЭМП работает в следующих режимах.MEMP operates in the following modes.

1. Работа МЭМП при вводе в состояние зацепления цилиндрических эксцентриков 5 с зубчатым колесом 8 осуществляется подачей сигнала от главного блока управления 21 на определение углового положения выходных валов 4 по сигналам, поступающим от датчиков 20, с последующим формированием и подачей от блоков управления 19 управляющих сигналов для установки каждого из выходных валов 4 поворотом в заданное взаимное угловое положение линий 5 а симметрии цилиндрических эксцентриков 5 до состояния их зацепления с зубчатым колесом 8.1. The operation of the MEMP when entering into a gearing state of cylindrical eccentrics 5 with a gear wheel 8 is carried out by applying a signal from the main control unit 21 to determine the angular position of the output shafts 4 according to the signals from the sensors 20, with the subsequent formation and supply of control signals from the control units 19 for installing each of the output shafts 4 by turning to a predetermined mutual angular position of the lines 5 a of symmetry of the cylindrical eccentrics 5 to the state of their engagement with the gear 8.

2. Работа МЭМП в состоянии зацепления цилиндрических эксцентриков 5 с зубчатым колесом 8 включает следующие этапы:2. The operation of the MEMP in the state of engagement of the cylindrical eccentrics 5 with the gear 8 includes the following steps:

- разгон и торможение всех следящих электроприводов 2 путем регулирования частоты вращения валов электродвигателей 3 по сигналам, поступающим от датчиков 20 при поддержании заданного взаимного углового положения линий 5 а симметрии цилиндрических эксцентриков 5 в соответствии с алгоритмом, заложенным в программе главного блока управления 21;- acceleration and braking of all servo-controlled electric drives 2 by adjusting the rotational speed of the shafts of the electric motors 3 according to the signals received from the sensors 20 while maintaining a predetermined mutual angular position of lines 5 a of symmetry of cylindrical eccentrics 5 in accordance with the algorithm laid down in the program of the main control unit 21;

- продолжение, возобновление или изменение направления вращения зубчатого колеса 8 с приводимым объектом 12 после установки всех выходных валов 4 поворотом в заданное взаимное угловое положение линий 5 а симметрии цилиндрических эксцентриков 5, по сигналам, поступающим от главного блока управления 21 в соответствии с алгоритмом, заложенным в его программу и преобразуемым в блоках управления 19;- continuation, renewal or change of direction of rotation of the gear wheel 8 with the driven object 12 after installing all the output shafts 4 by turning to a predetermined mutual angular position of the symmetry lines 5 of the cylindrical eccentrics 5, according to the signals received from the main control unit 21 in accordance with the algorithm laid down into his program and convertible into control units 19;

- остановку всех следящих электроприводов 2 при заданном взаимном угловом положении линий 5 а симметрии цилиндрических эксцентриков 5 в состоянии их зацепления с зубчатым колесом 8, после торможения электродвигателями 3 по сигналу от главного блока управления 21 в соответствии с программой управления, задаваемой алгоритмом, заложенным в программе главного блока управления 21;- stop all servo-electric drives 2 at a given mutual angular position of lines 5 a of symmetry of cylindrical eccentrics 5 in the state of their engagement with gear 8, after braking by electric motors 3 by a signal from the main control unit 21 in accordance with the control program specified by the algorithm laid down in the program the main control unit 21;

3. Работа МЭМП при выводе эксцентриков 5 из зацепления с зубчатым колесом 8 осуществляется подачей сигнала от главного блока управления 21 на определение углового положения выходных валов 4 по сигналам, поступающим от датчиков 20, с последующим формированием и подачей от блоков управления 19 управляющих сигналов для вывода каждого из выходных валов 4 поворотом до момента занятия центрами всех цилиндрических эксцентриков 5 положения на радиальных линиях, соединяющих ось зубчатого колеса 8 с центром вращения каждого выходного вала 4 следящих электроприводов 2 и остановку всех следящих электроприводов 2 по сигналу от главного блока управления 21 в соответствии с программой управления, задаваемой алгоритмом, заложенным в программе главного блока управления 21.3. The operation of the MEMP when the eccentrics 5 are disengaged from the gear wheel 8 is carried out by supplying a signal from the main control unit 21 to determine the angular position of the output shafts 4 by the signals from the sensors 20, with the subsequent formation and supply of control signals from the control units 19 for output each of the output shafts 4 by turning until the centers of all cylindrical eccentrics 5 occupy the position on the radial lines connecting the axis of the gear wheel 8 to the center of rotation of each output shaft 4 of electric drives 2 and the stop of all servo-controlled electric drives 2 by a signal from the main control unit 21 in accordance with the control program specified by the algorithm embedded in the program of the main control unit 21.

4. Работа МЭМП в состоянии цилиндрических эксцентриков 5, выведенных из зацепления с зубчатым колесом 8, осуществляется после остановки всех следящих электроприводов 2 при вращении зубчатого колеса 8 с главным валом 11 и приводимым объектом 12 по инерции. Вращение главного вала 11 с приводимым объектом 12 по инерции позволяет в необходимых режимах работы использовать кинетическую энергию вращательного движения зубчатого колеса 8 с главным валом 11 и приводимым объектом 12 и повысить КПД МЭМП.4. The operation of the MEMP in the state of cylindrical eccentrics 5, disengaged from the gear 8, is carried out after all servo drives 2 are stopped when the gear 8 is rotated with the main shaft 11 and the driven object 12 by inertia. The rotation of the main shaft 11 with the driven object 12 by inertia allows you to use the necessary kinetic energy of the rotational motion of the gear 8 with the main shaft 11 and the driven object 12 and increase the efficiency of the MEMP.

Приведенные режимы работы, связанные с управляемым вводом цилиндрических эксцентриков 5 в зацепление с зубьями колеса 8 и управляемым выводом их из зацепления, позволяют исключить из конструкции следящего электропривода 2 управляемые муфты, а также уменьшить габариты, повысить надежность и КПД МЭМП.The given operating modes associated with the controlled input of cylindrical eccentrics 5 into gearing with the teeth of the wheel 8 and the controlled disengagement of the gears allow eliminating controllable couplings from the design of the tracking electric drive 2, as well as reducing the dimensions, increasing the reliability and efficiency of the MEMP.

Claims (2)

1. Многодвигательный электромеханический привод, содержащий корпус, закрепленные на корпусе следящие электроприводы, каждый из которых имеет выходной вал, размещенную в корпусе внешнюю зубчатую эксцентриково-циклоидальную передачу, имеющую взаимодействующее с цилиндрическими эксцентриками цилиндрическое зубчатое колесо, зубья которого образованы циклоидальной поверхностью, и по меньшей мере один эксцентриковый вал с цилиндрическим эксцентриком, приводимый во вращение следящими электроприводами, установленный в корпусе в подшипниках главный вал, выполненный с возможностью соединения с приводимым объектом и цилиндрическим зубчатым колесом, датчик углового положения главного вала, блоки управления следящими электроприводами, каждый из которых соединен интерфейсной шиной с датчиком углового положения вала каждого электродвигателя, главный блок управления многодвигательным электромеханическим приводом, соединенный интерфейсной шиной с блоками управления следящими электроприводами и с датчиком углового положения главного вала, отличающийся тем, что выходной вал каждого следящего электропривода является эксцентриковым с одним, имеющим линию симметрии, цилиндрическим эксцентриком и установленным на нем подшипником качения, взаимодействующим с зубьями, образованными внешней циклоидальной поверхностью цилиндрического зубчатого колеса, при этом оси выходных валов размещены на окружности, радиус которой определяется по зависимости:1. A multi-motor electromechanical drive comprising a housing, servo-mounted electric drives fixed to the housing, each of which has an output shaft, an external gear eccentric-cycloidal gear located in the housing, having a cylindrical gear wheel interacting with cylindrical eccentrics, the teeth of which are formed by a cycloidal surface, and at least at least one eccentric shaft with a cylindrical eccentric, driven by rotary servo drives, mounted in a housing in bearings kah the main shaft, made with the possibility of connection with the driven object and the cylindrical gear wheel, the angle sensor of the main shaft, control units for servo-electric drives, each of which is connected by an interface bus to the sensor of the angular position of the shaft of each electric motor, the main control unit of a multi-motor electromechanical drive, connected by an interface a bus with control units for servo-controlled electric drives and with a sensor for the angular position of the main shaft, characterized in that the output al of each servo actuator is eccentric with one having a line of symmetry, and a cylindrical cam mounted thereon rolling bearing interacting with teeth formed by the outer cylindrical surface of the cycloidal gear, the axis of the output shafts are arranged on a circle whose radius is determined by the relationship: Re=Rmax-e+rп,R e = R max -e + r p , где Re - радиус описанной относительно оси главного выходного вала окружности, на которой размещены оси валов следящих электроприводов,where R e is the radius of the circle described relative to the axis of the main output shaft, on which the axis of the shafts of the servo drives are located, Rmax - радиус описанной относительно оси главного вала окружности, на которой расположены вершины зубьев внешней эксцентриково-циклоидальной передачи,R max - radius of the circle described relative to the axis of the main shaft, on which the tops of the teeth of the external eccentric-cycloidal gear are located, е - эксцентриситет цилиндрического эксцентрика,e is the eccentricity of the cylindrical eccentric, rп - внешний радиус подшипника качения, установленного на цилиндрическом эксцентрике,r p - the outer radius of the rolling bearing mounted on a cylindrical eccentric, при этом количество зубьев, образованных циклоидальной поверхностью зубчатого колеса, равно или более семи, а количество следящих электроприводов не менее трех.however, the number of teeth formed by the cycloidal surface of the gear is equal to or more than seven, and the number of servo drives is not less than three. 2. Многодвигательный электромеханический привод по п. 1, отличающийся тем, что каждый электродвигатель следящего электропривода выполнен в виде бесколлекторного электродвигателя постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов.
Figure 00000001
2. The multi-motor electromechanical drive according to claim 1, characterized in that each electric motor of the follow-up electric drive is made in the form of a brushless DC motor with excitation from permanent magnets.
Figure 00000001
RU2015115099/02U 2015-04-22 2015-04-22 MULTI-MOTOR ELECTROMECHANICAL ACTUATOR RU161744U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015115099/02U RU161744U1 (en) 2015-04-22 2015-04-22 MULTI-MOTOR ELECTROMECHANICAL ACTUATOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015115099/02U RU161744U1 (en) 2015-04-22 2015-04-22 MULTI-MOTOR ELECTROMECHANICAL ACTUATOR

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015155969U Division RU168844U1 (en) 2015-12-25 2015-12-25 Multi-motor electromechanical drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU161744U1 true RU161744U1 (en) 2016-05-10

Family

ID=55960320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015115099/02U RU161744U1 (en) 2015-04-22 2015-04-22 MULTI-MOTOR ELECTROMECHANICAL ACTUATOR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU161744U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2013510025A (en) Hybrid vehicle transmission
RU2527625C1 (en) Hybrid drive
WO2020057321A1 (en) Enhanced electric motor using planetary gear
WO2021208263A1 (en) Air conditioning compressor for dual-power vehicle and control method therefor
CN108626464A (en) A kind of Electric Actuator spring return mechanism
CN104191953B (en) Electromagnetic tooth embedding type clutch and two-motor hybrid power system
CN204828504U (en) RV reduction gear for robot of two kinds of output forms
CN104265968A (en) Electric actuator based on planetary gear drive
RU161744U1 (en) MULTI-MOTOR ELECTROMECHANICAL ACTUATOR
CN103978882A (en) Power transmission device of hybrid power vehicle
RU168844U1 (en) Multi-motor electromechanical drive
CN106523600B (en) A kind of fixed shaft type birotor driving device
CN113022776A (en) Two-speed in-wheel motor and vehicle that can shift gears automatically
CN108880091A (en) A kind of Two axle drive harmonic wave reducing motor
CN201038912Y (en) External rotor small gear difference planet gear deceleration motor
CN202172348U (en) Multi-stator and multi-rotor integrated drive differential synchronous type motor
CN103225549B (en) A kind of throttle valve device
CN204109779U (en) A kind of electromagnetism tooth embedded-type clutch and double-motor hybrid power system
RU2583843C1 (en) Multi-motor electromechanical drive and operation method thereof
RU2583535C1 (en) Multimotor drive for wheel landing gear and operation method thereof
WO2008118037A1 (en) Electric motor with an electromechanical transmission ratio converter
CN107989695B (en) Electric barring equipment and its control method
CN215361728U (en) Two-speed in-wheel motor and vehicle that can shift gears automatically
CN108443423A (en) Dual planetary gear mechanical differential
CN103580408A (en) Direct drive motor, washing machine double power drive assembly and washing machine thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200423