RU2548163C1 - Three-coordinate movement device - Google Patents

Three-coordinate movement device Download PDF

Info

Publication number
RU2548163C1
RU2548163C1 RU2013151712/07A RU2013151712A RU2548163C1 RU 2548163 C1 RU2548163 C1 RU 2548163C1 RU 2013151712/07 A RU2013151712/07 A RU 2013151712/07A RU 2013151712 A RU2013151712 A RU 2013151712A RU 2548163 C1 RU2548163 C1 RU 2548163C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coordinate
movement
electromechanical
movable
fixed
Prior art date
Application number
RU2013151712/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013151712A (en
Inventor
Флюр Рашитович Исмагилов
Ирек Ханифович Хайруллин
Вячеслав Евгеньевич Вавилов
Владимир Игоревич Бекузин
Марина Булатовна Гумерова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет"
Priority to RU2013151712/07A priority Critical patent/RU2548163C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2548163C1 publication Critical patent/RU2548163C1/en
Publication of RU2013151712A publication Critical patent/RU2013151712A/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: three-coordinate movement device comprises a control unit, an electromechanical converter made as three-coordinate electromechanical motor containing induction system consisting of movable and fixed parts. The movable part is made as four double-pole permanent magnets fixed at resilient rods and mounted with angular shift in regard to the fixed part consisting of four coils located along the case perimeter.
EFFECT: potential free-contact movement of resilient rods under action of electrical current and potential accurate setting of movement and position coordinates.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и робототехники и может быть использовано как трехкоординатный двигатель различных узлов.The invention relates to the field of electrical engineering and robotics and can be used as a three-coordinate engine of various nodes.

Известно устройство [патент РФ 2273000 С2, G01F 1/84 24.04.2002], содержащее катушку и два якоря, прикрепленные к двум расходомерным трубкам преобразователя, служащего для измерения параметров текучей среды. Катушка прикреплена к держателю, содержащему опорную пластину, которая установлена в плавающем состоянии на расходомерных трубках с помощью двух упругих ножек. Якоря имеют такую форму (например, чашеобразную) и так выровнены относительно друг друга, что магнитные поля, генерируемые устройством, сконцентрированы внутри этого устройства. В варианте выполнения устройство содержит вторую катушку. Преобразователь может представлять собой датчик Кориолиса для измерения массового расхода.A device is known [RF patent 2273000 C2, G01F 1/84 04/24/2002], containing a coil and two anchors attached to two flow tubes of the Converter, which serves to measure the parameters of the fluid. The coil is attached to a holder containing a support plate, which is mounted in a floating state on the flow tubes using two elastic legs. The anchors have such a shape (for example, cup-shaped) and are so aligned with each other that the magnetic fields generated by the device are concentrated inside this device. In an embodiment, the device comprises a second coil. The transmitter may be a Coriolis sensor for measuring mass flow.

Недостатками данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, связанные с уставкой координат колебаний и сложность конструкции.The disadvantages of this device are the limited functionality associated with the setting of the coordinates of the oscillations and the complexity of the design.

Известен трехкоординатный позиционер [патент РФ 2297078 C1, H01L 41/09, 08.11.2005], состоящий из держателя объекта и корпуса. На корпусе закреплены три привода, содержащие по меньшей мере один биморфный элемент, соединенный посредством первого гибкого толкателя с подвижным элементом. В качестве биморфных элементов используют пакеты, каждый из которых содержит пьезоэлектрический диск, соединенный по плоскости с металлической мембраной. Держатель объекта установлен на подвижном элементе.Known three-coordinate positioner [RF patent 2297078 C1, H01L 41/09, 08/08/2005], consisting of an object holder and a housing. Three actuators are mounted on the housing, containing at least one bimorph element connected by means of a first flexible pusher to a movable element. As bimorph elements, packets are used, each of which contains a piezoelectric disk connected in a plane with a metal membrane. The object holder is mounted on a movable element.

Недостатками данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, связанные со сложностью уставки координат движения, а также сложность конструкции.The disadvantages of this device are the limited functionality associated with the complexity of the settings of the coordinates of the movement, as well as the complexity of the design.

Известен трехкоординатный привод [патент РФ 2239906 С2, H01H 63/22, H01H 63/28, 20.12.2002], который может быть использован для дистанционного создания силового воздействия на несколько объектов, сосредоточенных в ограниченном пространстве, например для управления оболочкой, моделирующей и формирующей конфигурацию рельефов, а также для управления электромеханическими переключателями силовых цепей, в частности при управлении индивидуальными секциями багажных, контейнерных, сортировочных, банковских накопителей и гостиниц.Known three-axis drive [RF patent 2239906 C2, H01H 63/22, H01H 63/28, 12/20/2002], which can be used to remotely create a force effect on several objects concentrated in a limited space, for example, to control a shell modeling and forming relief configuration, as well as for controlling electromechanical switches of power circuits, in particular when managing individual sections of luggage, container, sorting, bank drives and hotels.

Недостатками данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, связанные с ограниченностью уставки точной координаты движения, а также сложность конструкции.The disadvantages of this device are the limited functionality associated with the limited settings of the exact coordinates of the movement, as well as the complexity of the design.

Известна конструкция генератора [патент РФ 2402142 C1, H02K 35/02], содержащая корпус, индукционную систему из подвижной и неподвижной частей. Подвижная часть выполнена в виде четырех двухполюсных постоянных магнитов, закрепленных на упругих стержнях. Неподвижная часть состоит из четырех катушек, размещенных по периметру корпуса. Это позволяет генератору обеспечивать преобразование энергии возмущений внешней среды любого направления (например, вибраций) в электрическую энергию.A known design of the generator [RF patent 2402142 C1, H02K 35/02], comprising a housing, an induction system of movable and fixed parts. The movable part is made in the form of four bipolar permanent magnets mounted on elastic rods. The fixed part consists of four coils placed around the perimeter of the housing. This allows the generator to provide the conversion of the energy of environmental disturbances of any direction (for example, vibrations) into electrical energy.

Недостатками такой конструкции являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные областью применения и сложность применения данной конструкции в качестве трехкоординатного двигателя.The disadvantages of this design are limited functionality due to the scope and complexity of using this design as a three-coordinate engine.

Известен трехкоординатный привод [заявка на патент РФ 2001102120 C2, H01H 63/22, 20.12.2002], содержащий кинематическую передачу, сочлененную с двигателями и множеством параллельно размещенных исполнительных резьбовых стоек, зафиксированных от вращения и снабженных гайками, зафиксированными от продольного смещения, и множеством элементов сцепления с упомянутой передачей и блоки: четырехпараметрической памяти, реверсивного управления, ввода и коррекции, многовходовым логическим элементом ИЛИ, координатным распределителем.Known three-axis drive [patent application of the Russian Federation 2001102120 C2, H01H 63/22, 12/20/2002] containing a kinematic transmission articulated with motors and a plurality of parallel threaded actuating posts, fixed from rotation and provided with nuts fixed from longitudinal displacement, and many clutch elements with the aforementioned transmission and blocks: four-parameter memory, reverse control, input and correction, multi-input logic element OR, coordinate distributor.

Недостатками такой конструкции являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные областью применения, и сложность применения данной конструкции в качестве трехкоординатного двигателя.The disadvantages of this design are limited functionality due to the scope, and the complexity of using this design as a three-coordinate engine.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому является устройство для трехкоординатных перемещений [патент РФ 2150169 C1, H02N 2/02, H01L 41/09, 27.05.2000], которое содержит блок управления и электромеханический преобразователь, выполненный в виде многогранного угла, на внешних гранях которого выполнен общий сплошной электрод, а на внутренних гранях нанесены управляющие электроды, не менее одного на каждой грани. Управляющие электроды могут быть нанесены симметрично относительно вершины многогранного угла или каждый из управляющих электродов может быть нанесен симметрично относительно оси симметрии каждой грани, проходящей через вершину многогранного угла.The closest in technical essence to the claimed is a device for three-coordinate movements [RF patent 2150169 C1, H02N 2/02, H01L 41/09, 05/27/2000], which contains a control unit and an electromechanical converter made in the form of a multifaceted angle, on the outer faces of which a common solid electrode is made, and control electrodes of at least one on each face are applied on the inner faces. The control electrodes may be deposited symmetrically with respect to the vertex of the polyhedral angle, or each of the control electrodes may be applied symmetrically with respect to the axis of symmetry of each face passing through the vertex of the polyhedral angle.

Недостатками данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, связанные со сложностью уставки координат движения, а также сложность конструкции.The disadvantages of this device are the limited functionality associated with the complexity of the settings of the coordinates of the movement, as well as the complexity of the design.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей и упрощение конструкции, благодаря применению в качестве электромеханического преобразователя трехкоординатного электромеханического двигателя.The objective of the invention is the expansion of functionality and simplification of the design, thanks to the use as an electromechanical converter three-coordinate electromechanical engine.

Техническим результатом является возможность бесконтактного перемещения упругих стержней под действием электрического тока и возможность точной уставки координат перемещения и положения.The technical result is the possibility of contactless movement of the elastic rods under the influence of electric current and the ability to accurately set the coordinates of movement and position.

Указанная задача решается и технический результат достигается тем, что в устройстве трехкоординатных перемещений, содержащем блок управления, корпус, электромеханический преобразователь, согласно изобретению, электромеханический преобразователь выполнен в виде трехкоординатного электромеханического двигателя, содержащего индукционную систему из подвижной и неподвижной частей, при этом подвижная часть выполнена в виде четырех двухполюсных постоянных магнитов, закрепленных на упругих стержнях и установленных с угловым смещением относительно неподвижной, а неподвижная часть состоит из четырех катушек, размещенных по периметру корпуса.This problem is solved and the technical result is achieved by the fact that in a three-coordinate displacement device containing a control unit, a housing, an electromechanical converter according to the invention, the electromechanical converter is made in the form of a three-coordinate electromechanical engine containing an induction system of movable and fixed parts, while the movable part is made in the form of four bipolar permanent magnets mounted on elastic rods and mounted with an angular displacement of relatively motionless, and the motionless part consists of four coils placed around the perimeter of the body.

Существо изобретения поясняется чертежами. На фигуре 1 изображен вид сверху устройства трехкоординатных перемещений. На фигуре 2 изображен вид сбоку устройства трехкоординатных перемещений.The invention is illustrated by drawings. The figure 1 shows a top view of a three-coordinate displacement device. The figure 2 shows a side view of a three-coordinate displacement device.

Предложенное устройство содержит (фиг.1): корпус 1, блок управления 2, электромеханический преобразователь 3, установленный в корпусе 1, состоящий из горизонтальной подвижной части 4 и вертикальной подвижной части 5 (фиг.2), которые представляют собой два двухполюсных постоянных магнита, жестко закрепленных на упругих стержнях и установленных с угловым смещением относительно катушек 6, 7, установленных по периметру корпуса 1, выводы которых соединены с входами блока управления 2, упругие стержни выполнены, например, из пружинной стали. Постоянные магниты, намагниченные таким образом, что на внешней поверхности находится, например, северный полюс магнита, а на внутренней поверхности расположен южный полюс.The proposed device comprises (FIG. 1): a housing 1, a control unit 2, an electromechanical converter 3 mounted in the housing 1, consisting of a horizontal movable part 4 and a vertical movable part 5 (FIG. 2), which are two bipolar permanent magnets, rigidly mounted on elastic rods and installed with an angular displacement relative to the coils 6, 7 installed around the perimeter of the housing 1, the terminals of which are connected to the inputs of the control unit 2, the elastic rods are made, for example, of spring steel. Permanent magnets magnetized in such a way that, for example, the north pole of the magnet is located on the outer surface, and the south pole is located on the inner surface.

Устройство трехкоординатных перемещений работает следующим образом. Постоянные магниты на упругих стержнях представляют собой механическую колебательную систему с малым трением. При этом жесткость стержней достаточна, чтобы не допустить «провисания» постоянных магнитов относительно катушек. С блока управления 2 в катушки 6, 7 поступает управляющий сигнал в виде импульса тока или напряжения. По закону электромагнитной индукции под действием ЭДС катушек 6, 7, величина которой зависит от управляющего сигнала блока управления 2, происходит отклонение подвижной горизонтальной 4 и вертикальной 5 подвижных частей, установленных с угловым смещением частей относительно катушек 6, 7. При этом величиной управляющего сигнала можно с достаточной точностью выставлять необходимую координату перемещения горизонтальной 4 и вертикальной 5 подвижных частей, что может быть использовано, например, для создания устройств движения управляемых роботов.The device of three-coordinate movements works as follows. Permanent magnets on elastic rods are a mechanical friction system with low friction. Moreover, the stiffness of the rods is sufficient to prevent “sagging” of permanent magnets relative to the coils. From the control unit 2 in the coil 6, 7 receives a control signal in the form of a current pulse or voltage. According to the law of electromagnetic induction under the influence of the EMF of the coils 6, 7, the value of which depends on the control signal of the control unit 2, the moving horizontal 4 and vertical 5 moving parts are deflected, installed with an angular displacement of the parts relative to the coils 6, 7. In this case, the magnitude of the control signal can with sufficient accuracy, set the necessary coordinate of movement of the horizontal 4 and vertical 5 moving parts, which can be used, for example, to create motion devices controlled by robots father.

Итак, заявляемое изобретение позволяет расширить функциональные возможности и упростить конструкцию устройства трехкоординатных перемещений, благодаря применению в качестве электромеханического преобразователя трехкоординатного электромеханического двигателя.So, the claimed invention allows to expand the functionality and simplify the design of the device three-coordinate movements, due to the use as an electromechanical converter three-coordinate electromechanical engine.

Таким образом, достигается возможность бесконтактного перемещения упругих стержней под действием электрического тока и возможность точной уставки координат перемещения и положения.Thus, the possibility of non-contact movement of the elastic rods under the influence of electric current and the ability to accurately set the coordinates of the movement and position.

Claims (1)

Устройство трехкоординатных перемещений, содержащее блок управления, корпус, электромеханический преобразователь, отличающееся тем, что электромеханический преобразователь выполнен в виде трехкоординатного электромеханического двигателя, содержащего индукционную систему из подвижной и неподвижной частей, при этом подвижная часть выполнена в виде четырех двухполюсных постоянных магнитов, закрепленных на упругих стержнях и установленных с угловым смещением относительно неподвижной, а неподвижная часть состоит из четырех катушек, размещенных по периметру корпуса. A three-coordinate displacement device containing a control unit, a housing, an electromechanical converter, characterized in that the electromechanical converter is made in the form of a three-coordinate electromechanical engine containing an induction system of movable and fixed parts, while the movable part is made in the form of four bipolar permanent magnets mounted on elastic rods and mounted with an angular offset relatively stationary, and the fixed part consists of four coils, azmeschennyh on the perimeter of the body.
RU2013151712/07A 2013-11-20 2013-11-20 Three-coordinate movement device RU2548163C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013151712/07A RU2548163C1 (en) 2013-11-20 2013-11-20 Three-coordinate movement device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013151712/07A RU2548163C1 (en) 2013-11-20 2013-11-20 Three-coordinate movement device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2548163C1 true RU2548163C1 (en) 2015-04-20
RU2013151712A RU2013151712A (en) 2015-05-27

Family

ID=53284880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013151712/07A RU2548163C1 (en) 2013-11-20 2013-11-20 Three-coordinate movement device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2548163C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2635096C1 (en) * 2013-10-18 2017-11-09 Технолоджи Пауэр Интернешенал Лимитед Fast-acting bi-directional switching device with three states
RU2655120C1 (en) * 2017-04-04 2018-05-23 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Articulation linkage with adjustable length of links

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU848984A1 (en) * 1979-01-04 1981-07-23 Предприятие П/Я В-8558 Three-coordinate displacement transducer
SU1303968A1 (en) * 1985-07-02 1987-04-15 Предприятие П/Я Х-5734 Three-coordinate device
EP0390483A3 (en) * 1989-03-31 1991-09-11 Teamleader Robotics Limited Linear gantry robot
SU1711270A1 (en) * 1989-02-16 1992-02-07 Московский Институт Электронного Машиностроения Three-coordinate device for precision movement of articles
CN2099296U (en) * 1991-09-24 1992-03-18 国营青岛前哨机械厂 Small displacement elastic support for three coordinate survey instrument
DE4214585A1 (en) * 1992-04-28 1993-11-04 Messelektronik Berlin Gmbh Manipulator for three=dimensional positioning of test objects for EMV measurements - positions test object by rotation of diagonal of imaginary cube by single drive coupled to frame for receiving object.
RU2150169C1 (en) * 1999-03-30 2000-05-27 Автономная некоммерческая организация "Институт нанотехнологий" Международного фонда конверсии Three-coordinate displacement device
RU2168208C2 (en) * 1999-04-02 2001-05-27 Прохоров Владимир Валентинович Three-coordinate graphical information handler built around single-coordinate transducers
RU51930U1 (en) * 2005-08-03 2006-03-10 Федеральное государственное унитарное предприятие Центральный научно-исследовательский институт хлопчатобумажной промышленности (ФГУП ЦНИХБИ) ELECTROMECHANICAL DRIVE OF COORDINATE MOVEMENTS BY THE EXECUTIVE BODY
RU2273000C2 (en) * 2001-04-26 2006-03-27 Эндресс+Хаузер Флоутек Аг Device with magnetic circuit for measuring converter (versions) and usage of the device as oscillation detector or exciter
RU2297078C1 (en) * 2005-11-08 2007-04-10 ЗАО "Нанотехнология-МДТ" Three-coordinate positioner

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU848984A1 (en) * 1979-01-04 1981-07-23 Предприятие П/Я В-8558 Three-coordinate displacement transducer
SU1303968A1 (en) * 1985-07-02 1987-04-15 Предприятие П/Я Х-5734 Three-coordinate device
SU1711270A1 (en) * 1989-02-16 1992-02-07 Московский Институт Электронного Машиностроения Three-coordinate device for precision movement of articles
EP0390483A3 (en) * 1989-03-31 1991-09-11 Teamleader Robotics Limited Linear gantry robot
CN2099296U (en) * 1991-09-24 1992-03-18 国营青岛前哨机械厂 Small displacement elastic support for three coordinate survey instrument
DE4214585A1 (en) * 1992-04-28 1993-11-04 Messelektronik Berlin Gmbh Manipulator for three=dimensional positioning of test objects for EMV measurements - positions test object by rotation of diagonal of imaginary cube by single drive coupled to frame for receiving object.
RU2150169C1 (en) * 1999-03-30 2000-05-27 Автономная некоммерческая организация "Институт нанотехнологий" Международного фонда конверсии Three-coordinate displacement device
RU2168208C2 (en) * 1999-04-02 2001-05-27 Прохоров Владимир Валентинович Three-coordinate graphical information handler built around single-coordinate transducers
RU2273000C2 (en) * 2001-04-26 2006-03-27 Эндресс+Хаузер Флоутек Аг Device with magnetic circuit for measuring converter (versions) and usage of the device as oscillation detector or exciter
RU51930U1 (en) * 2005-08-03 2006-03-10 Федеральное государственное унитарное предприятие Центральный научно-исследовательский институт хлопчатобумажной промышленности (ФГУП ЦНИХБИ) ELECTROMECHANICAL DRIVE OF COORDINATE MOVEMENTS BY THE EXECUTIVE BODY
RU2297078C1 (en) * 2005-11-08 2007-04-10 ЗАО "Нанотехнология-МДТ" Three-coordinate positioner

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2635096C1 (en) * 2013-10-18 2017-11-09 Технолоджи Пауэр Интернешенал Лимитед Fast-acting bi-directional switching device with three states
RU2655120C1 (en) * 2017-04-04 2018-05-23 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Articulation linkage with adjustable length of links

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013151712A (en) 2015-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2010532150A (en) Moving permanent magnet based electromagnetic energy scavenger
WO2007070022A2 (en) Electromechanical energy harvesting system
US10581345B2 (en) Magnetic shape memory alloy actuator
US10423230B2 (en) Multi-directional actuating module
RU2548163C1 (en) Three-coordinate movement device
JP2015505663A (en) Energy harvesting method and apparatus using intrinsic voltage difference between metal joints
WO2019089435A1 (en) Magnetic momentum transfer generator
KR20160114656A (en) Linear electromagnetic actuator comprising two independent moving members
CN103913839A (en) Electromagnetic actuating two-dimensional rapid deflecting mirror system
EP3547511A1 (en) Electric power generating element, and smart key
US20100264776A1 (en) Wireless resonant magnetic acutation for untethered microrobots
EP4062522A1 (en) Tangentially actuated magnetic momentum transfer generator
US11374477B2 (en) Pulse generator harvesting energy from a moving element
Streque et al. Magnetostatic micro-actuator based on ultrasoft elastomeric membrane and copper—Permalloy electrodeposited structures
JP2015175762A5 (en)
CN108336891A (en) The dynamic actuator of rotation peace and combinations thereof device
Yaguchi et al. Wireless in-piping actuator capable of high-speed locomotion by a new motion principle
KR101419431B1 (en) Power generating apparatus using magnetic filed and screen
KR101513879B1 (en) Actuator using magnetic lenz effect
Reiche et al. A Multipole Magnetoactive Elastomer for Vibration-Driven Locomotion
JP2015114208A5 (en)
KR102551883B1 (en) Bi-stable soft electromagnetic actuator
RU2563979C2 (en) Inertial pendulum oscillator
Bhatta et al. An electromagnetic and triboelectric hybrid motion sensing system for self-powered robotic balancing platforms
Pîslaru-Dănescu et al. Prototyping a proportionally electromagnetic actuator with wide displacement of its mobile part

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151121