RU2604762C2 - Linear drive - Google Patents

Linear drive Download PDF

Info

Publication number
RU2604762C2
RU2604762C2 RU2012135989/11A RU2012135989A RU2604762C2 RU 2604762 C2 RU2604762 C2 RU 2604762C2 RU 2012135989/11 A RU2012135989/11 A RU 2012135989/11A RU 2012135989 A RU2012135989 A RU 2012135989A RU 2604762 C2 RU2604762 C2 RU 2604762C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cable
elastic
linear actuator
pulley
attached
Prior art date
Application number
RU2012135989/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012135989A (en
Inventor
Оливье ДЮПЛУЙ
Original Assignee
Таль
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 Таль filed Critical Таль
Priority to RU2012135989/11A priority Critical patent/RU2604762C2/en
Publication of RU2012135989A publication Critical patent/RU2012135989A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2604762C2 publication Critical patent/RU2604762C2/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H21/00—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides
    • F16H21/10—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane
    • F16H21/44—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M11/00—Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
    • F16M11/02—Heads
    • F16M11/04—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand
    • F16M11/06—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting
    • F16M11/12—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting in more than one direction
    • F16M11/14—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting in more than one direction with ball-joint
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/06—Extensible conductors or cables, e.g. self-coiling cords
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G11/00—Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts

Abstract

FIELD: engines.
SUBSTANCE: invention relates to kinematic systems drives used, for example, for flight simulators, and more specifically to linear drives. Load transfer (3) linear drive (2) contains post (4) connected with load (3) by means of ball hinge, and plate (6), movable in motion along axis (5) of drive (2) base (9) plane. Mobile plate (6) is mechanically connected to post (4). Linear drive comprises at least one first resilient cable (7, 41), attached by one of its ends to movable plate (6) and by other end is to support (9), while being engaged with first pulley (20, 50) attached to support (9).
EFFECT: linear drive can be used for transfer of simulation system platform installed on six posts structure.
11 cl, 5 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к линейному приводу, в частности, используемому для перемещения платформы системы моделирования, установленной на шестистоечную конструкцию.The present invention relates to a linear actuator, in particular, used to move the platform of a simulation system mounted on a six-post structure.

Изобретение относится к области приводов кинематических систем, используемых, например, для тренажеров полета и управления транспортным средством. Тренажеры, к которым применяется изобретение, представляют собой тренажеры, содержащие, например, настоящую пилотажную или водительскую кабину. Использование настоящей кабины означает, что тренажер имеет вес и размер, которые являются значительными.The invention relates to the field of drives of kinematic systems used, for example, for flight simulators and vehicle control. The simulators to which the invention is applied are simulators containing, for example, a real flight or driver’s cabin. Using a real cab means that the simulator has a weight and size that are significant.

Чтобы содержать тренажеры, уменьшить стоимость инфраструктуры, в которой размещены тренажеры, и стоимость энергии, которую необходимо подать, чтобы привести в движение тренажер, становится все более обычным использование электрических приводов движения вместо гидравлических приводов движения.In order to maintain simulators, to reduce the cost of the infrastructure in which the simulators are located, and the cost of energy that must be supplied to set the simulator in motion, it is becoming more common to use electric motion drives instead of hydraulic motion drives.

Одна из проблем, связанных с использованием электрических приводов движения, относится к необходимости учитывать статические силы, связанные с перемещаемым грузом, и динамические силы, связанные с весом и инерцией перемещаемого груза.One of the problems associated with the use of electric motion drives relates to the need to take into account the static forces associated with the transported load and the dynamic forces associated with the weight and inertia of the transported load.

Доступны различные решения компенсации, такие как пневматическая компенсация и гидравлическая компенсация.Various compensation solutions are available, such as pneumatic compensation and hydraulic compensation.

Система пневматической компенсации работает, в частности, с аккумуляторами и компрессором. Компрессор сжимает газ в аккумуляторах. Аккумуляторы где-то связаны с приводом или с компенсационным цилиндром. Система пневматической компенсации обеспечивает относительно постоянную однонаправленную силу.The pneumatic compensation system works in particular with batteries and a compressor. The compressor compresses the gas in the batteries. The batteries are somewhere connected to the drive or to the compensation cylinder. A pneumatic compensation system provides a relatively constant unidirectional force.

Система гидравлической компенсации работает, в частности, с аккумуляторами и гидравлической установкой. Гидравлическая установка сжимает масляный раствор в аккумуляторах. Аккумуляторы связаны с приводом. Система гидравлической компенсации также обеспечивает относительно постоянную, однонаправленную силу.The hydraulic compensation system works in particular with batteries and a hydraulic system. The hydraulic unit compresses the oil solution in the batteries. Batteries are associated with the drive. The hydraulic compensation system also provides a relatively constant, unidirectional force.

Решения пневматической и гидравлической компенсации имеют следующие основные недостатки:Pneumatic and hydraulic compensation solutions have the following main disadvantages:

- они занимают большую площадь на земле;- they occupy a large area on the earth;

- они дороги в производстве и обслуживании;- they are expensive to manufacture and maintain;

- они подпадают под стандарты использования оборудования давления, которые являются очень ограничивающими; и- they fall under pressure equipment standards that are very restrictive; and

- они не приспосабливаются хорошо в соответствии с изменениями статической силы, приложенной к приводу, поскольку сила компенсации является относительно постоянной.- they do not adapt well in accordance with changes in the static force applied to the drive, since the compensation force is relatively constant.

Более того, системы пневматической компенсации требуют относительно длительного времени для запуска, добавляя еще одно ограничение для использования в тренажере.Moreover, pneumatic compensation systems require a relatively long time to start up, adding another limitation for use in the simulator.

Одной из задач настоящего изобретения является, в частности, устранение вышеупомянутых недостатков. Для решения этой задачи предметом изобретения является линейный привод, подходящий для обеспечения подвижности грузу. Линейный привод содержит:One of the objectives of the present invention is, in particular, the elimination of the aforementioned disadvantages. To solve this problem, the subject of the invention is a linear drive suitable for providing mobility to the load. The linear drive contains:

стойку, связанную с грузом одним из своих концов с помощью шарового шарнира с тремя степенями свободы вращения;a rack connected to the load by one of its ends with the help of a ball joint with three degrees of freedom of rotation;

пластину, которая подвижна в передвижении вдоль оси, принадлежащей плоскости основания привода, при этом подвижная пластина механически связана со стойкой другим ее концом.a plate that is movable in movement along an axis belonging to the plane of the base of the drive, while the movable plate is mechanically connected to the rack with its other end.

Привод также содержит, по меньшей мере, один первый упругий кабель, прикрепленный одним из его концов к подвижной пластине, и прикрепленный другим его концом к опоре, являясь сцепленным с первым шкивом, прикрепленным к опоре.The drive also contains at least one first elastic cable attached at one of its ends to the movable plate and attached at its other end to the support, being engaged with the first pulley attached to the support.

В особенно предпочтительном варианте осуществления первый упругий кабель и первый шкив могут быть расположены так, чтобы получить устойчивое равновесие для линейного привода.In a particularly preferred embodiment, the first elastic cable and the first pulley can be positioned so as to obtain a stable equilibrium for the linear actuator.

В другом варианте осуществления первый упругий кабель может быть прикреплен к первой боковой части подвижной пластины. Линейный привод может содержать, по меньшей мере, один второй упругий кабель, прикрепленный одним из его концов ко второй боковой части подвижной пластины и прикрепленный другим его концом к опоре. Второй упругий кабель сцеплен со вторым шкивом, прикрепленным к опоре. Первый и второй упругие кабели, первый шкив и второй шкив расположены так, чтобы получить устойчивое равновесие для линейного привода.In another embodiment, the first resilient cable may be attached to the first side portion of the movable plate. The linear actuator may include at least one second elastic cable attached to one of its ends to the second side of the movable plate and attached to the support with its other end. The second elastic cable is coupled to a second pulley attached to the support. The first and second elastic cables, the first pulley and the second pulley are arranged so as to obtain a stable equilibrium for the linear drive.

Первый упругий кабель и второй упругий кабель могут действовать на подвижную пластину в одном направлении.The first elastic cable and the second elastic cable can act on the movable plate in one direction.

В другом варианте осуществления изобретения первый упругий кабель и второй упругий кабель могут действовать на подвижную пластину в противоположных направлениях.In another embodiment of the invention, the first elastic cable and the second elastic cable can act on the movable plate in opposite directions.

Упругие кабели могут быть амортизирующими шнурами.Elastic cables can be shock absorbing cords.

В особенно предпочтительном варианте осуществления первый кабель и второй кабель могут иметь различную жесткость.In a particularly preferred embodiment, the first cable and the second cable may have different stiffnesses.

Другим предметом изобретения является привод шестистоечной конструкции, содержащий, по меньшей мере, один линейный привод согласно изобретению.Another subject of the invention is a six-post drive containing at least one linear actuator according to the invention.

Преимущественно привод шестистоечной конструкции может быть использован для обеспечения подвижности платформы системы моделирования.Advantageously, the six-post drive can be used to provide mobility to the platform of the simulation system.

Преимущественно привод шестистоечной конструкции может быть использован для обеспечения подвижности платформы системы моделирования управляющего устройства подвижного транспортного средства.Advantageously, a six-post drive can be used to provide mobility to the platform of a simulation system of a control device of a mobile vehicle.

Главные преимущества изобретения заключаются, в частности, в том, что оно надежно и обеспечивает хорошую устойчивость с течением времени.The main advantages of the invention are, in particular, in that it is reliable and provides good stability over time.

Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут вытекать из последующего описания, приведенного в качестве неограничивающей иллюстрации, и в свете прилагаемых чертежей, на которых:Other features and advantages of the invention will arise from the following description, given by way of non-limiting illustration, and in light of the accompanying drawings, in which:

Фиг. 1 - шестистоечное устройство позиционирования, использующее, по меньшей мере, один привод согласно изобретению;FIG. 1 is a six-post positioning device using at least one actuator according to the invention;

Фиг. 2 - привод согласно изобретению;FIG. 2 - drive according to the invention;

Фиг. 3 - система компенсации привода согласно изобретению;FIG. 3 is a drive compensation system according to the invention;

Фиг. 4 - пример задания размеров системы компенсации привода согласно изобретению иFIG. 4 is an example of dimensioning a drive compensation system according to the invention, and

Фиг. 5 - другой вариант осуществления системы компенсации привода согласно изобретению.FIG. 5 is another embodiment of a drive compensation system according to the invention.

Фиг. 1 представляет шестистоечное устройство 1 позиционирования, содержащее, по меньшей мере, один привод 2 согласно изобретению. Шестистоечное устройство 1 позиционирования может приводить подвижную платформу 3 в движение. Шестистоечное устройство 1 позиционирования может быть выполнено согласно концепции платформы Стюарта, допускающей движение подвижной платформы 3 в соответствии с шестью степенями свободы. Три степени свободы передвижения, три степени свободы вращения согласно углам наклона, поворота и рыскания, иначе называемым углами Эйлера. Платформы Стюарта, в частности, используются для производства тренажеров по дизайну К. Каппела. Платформы Стюарта формируют часть семейства параллельных роботов.FIG. 1 represents a six-post positioning device 1 comprising at least one actuator 2 according to the invention. The six-positioned positioning device 1 can drive the movable platform 3. Six-positioned device 1 positioning can be performed according to the concept of the Stuart platform, allowing the movement of the movable platform 3 in accordance with six degrees of freedom. Three degrees of freedom of movement, three degrees of freedom of rotation according to the angles of inclination, rotation and yaw, otherwise called Euler angles. Stuart platforms, in particular, are used for the production of K. Kappel design simulators. Stuart platforms form part of a family of parallel robots.

Шестистоечное устройство 1 позиционирования, в частности, содержит 6 приводов. Груз платформы 3 распределен по шести приводам шестистоечного устройства 1 позиционирования. Например, шесть приводов могут быть приводами 2 согласно изобретению. В другом примерном варианте осуществления шестистоечное устройство позиционирования может содержать, по меньшей мере, один привод 2 согласно изобретению и другие приводы согласно предшествующему уровню техники. Привод 2 согласно изобретению, в частности, содержит стойку 4, которая может, например, быть представлена прицепным шатуном и иметь постоянную длину или цилиндром и иметь переменную длину. Каждая стойка 4 соединена верхним концом с подвижной платформой 3 через шаровой шарнир с тремя степенями свободы вращения, не представленный на Фиг. 1. Шаровой шарнир прикреплен к подвижной платформе 3. Нижние концы каждой стойки могут быть смещены вдоль прямолинейного сегмента. Прямолинейный сегмент может быть представлен рампой 5, например, наклонной, на которой перемещается каретка 6. Следовательно, каретка 6 перемещается вдоль оси, которая, по существу, параллельна рампе 5. Нижний конец стойки 4 может быть установлен на каретку, с тем чтобы иметь степень свободы вращения вокруг оси, которая, например, по существу, перпендикулярна рампе 5. Привод 2 согласно изобретению может также содержать первое упругое устройство компенсации, содержащее, по меньшей мере, один упругий кабель 7, 8. На Фиг. 1 и для примера первое устройство компенсации содержит два упругих кабеля 7, 8. Первый кабель 7 первого упругого устройства компенсации может быть соединен одним из его концов, например, с первой боковой частью корпуса 9, на котором закреплена рампа 5. Корпус 9 может, например, быть размещен прямо на земле. Корпус 9 неподвижен по определению. Первый кабель 7 первого упругого устройства компенсации может быть соединен другим из его концов, например, с первой частью каретки 6. Второй упругий кабель 8 первого упругого устройства компенсации может быть соединен одним из его концов, например, со второй боковой частью корпуса 9 посредством первого стационарного узла 10 крепления. Второй упругий кабель 8 первого упругого устройства компенсации может быть соединен другим из его концов со второй частью каретки 6. Различные узлы крепления упругих кабелей первого устройства компенсации на корпусе 9 и на каретке 6 приведены в качестве примера и могут быть приспособлены согласно различным другим конфигурациям шестистоечного устройства 1 позиционирования. На Фиг. 1 упругий компенсатор, согласно изобретению, изображен в соответствии с двумя из всех возможных положений: первое положение 71, 81, в котором каретка 6 находится в первом конце рампы 5, и второе положение 72, 82, в котором каретка находится во втором конце рампы 5.Six-positioned device 1 positioning, in particular, contains 6 drives. The load of the platform 3 is distributed among six drives of the six-post positioning device 1. For example, six drives may be drives 2 according to the invention. In another exemplary embodiment, the six-post positioning device may comprise at least one actuator 2 according to the invention and other actuators according to the prior art. The drive 2 according to the invention, in particular, contains a rack 4, which can, for example, be represented by a trailed connecting rod and have a constant length or a cylinder and have a variable length. Each post 4 is connected by its upper end to the movable platform 3 through a ball joint with three degrees of freedom of rotation, not shown in FIG. 1. The ball joint is attached to the movable platform 3. The lower ends of each rack can be offset along a straight segment. The straight segment can be represented by a ramp 5, for example, an inclined ramp, on which the carriage 6 moves. Therefore, the carriage 6 moves along an axis that is essentially parallel to the ramp 5. The lower end of the strut 4 can be mounted on the carriage so as to have a degree freedom of rotation about an axis, which, for example, is essentially perpendicular to the ramp 5. The drive 2 according to the invention may also comprise a first elastic compensation device comprising at least one elastic cable 7, 8. In FIG. 1 and by way of example, the first compensation device comprises two elastic cables 7, 8. The first cable 7 of the first elastic compensation device can be connected at one of its ends, for example, to the first side part of the housing 9 on which the ramp 5 is fixed. The housing 9 can, for example be placed directly on the ground. The housing 9 is stationary by definition. The first cable 7 of the first elastic compensation device can be connected to the other from its ends, for example, to the first part of the carriage 6. The second elastic cable 8 of the first elastic compensation device can be connected to one of its ends, for example, to the second side part of the housing 9 through the first stationary assembly 10 mounting. The second elastic cable 8 of the first elastic compensation device can be connected by the other of its ends to the second part of the carriage 6. The various fastening nodes of the elastic cables of the first compensation device on the housing 9 and on the carriage 6 are given as an example and can be adapted according to various other configurations of the six-post device 1 positioning. In FIG. 1, the elastic compensator according to the invention is depicted in accordance with two of all possible positions: a first position 71, 81 in which the carriage 6 is at the first end of the ramp 5, and a second position 72, 82 in which the carriage is at the second end of the ramp 5 .

Фиг. 2 изображает местный вид привода 2 согласно изобретению. Фиг. 2, в частности, изображает первый и второй упругие кабели 7, 8, как изображено на Фиг. 1.FIG. 2 is a partial view of the actuator 2 according to the invention. FIG. 2, in particular, depicts the first and second elastic cables 7, 8, as shown in FIG. one.

Фиг. 2 также изображает два из возможных положений каретки 6 на рампе 5: первое положение 71, 81, в котором каретка находится в первом конце рампы 5, и второе положение 72, 82, в котором каретка находится во втором конце рампы 5. Первое положение 71, 81 может быть так называемым "нижним" положением, а второе положение 81, 82 может быть так называемым "верхним" положением.FIG. 2 also depicts two of the possible positions of the carriage 6 on the ramp 5: the first position 71, 81, in which the carriage is at the first end of the ramp 5, and the second position 72, 82, in which the carriage is at the second end of the ramp 5. The first position 71, 81 may be the so-called "lower" position, and the second position 81, 82 may be the so-called "upper" position.

Первый шкив 20 прикреплен к первой боковой части корпуса 9. Второй упругий кабель 8 сцеплен с первым шкивом 20, чтобы следовать за движением каретки 6 вдоль рампы 5 из первого положения 71, например, нижнего положения, во второе положение 81, например, верхнее положение. Первый шкив 20 является, в частности, возвратным шкивом.The first pulley 20 is attached to the first side of the housing 9. The second elastic cable 8 is coupled to the first pulley 20 to follow the movement of the carriage 6 along the ramp 5 from the first position 71, for example, the lower position, to the second position 81, for example, the upper position. The first pulley 20 is, in particular, a return pulley.

Второй шкив, не представленный на Фиг. 2, прикреплен ко второй боковой части корпуса 9. Первый упругий кабель 7 сцеплен со вторым шкивом, чтобы следовать за движением каретки 6 вдоль рампы 5 из первого нижнего положения 71 во второе верхнее положение 81. Второй шкив является, в частности, возвратным шкивом.A second pulley not shown in FIG. 2 is attached to the second side of the housing 9. The first resilient cable 7 is coupled to the second pulley to follow the movement of the carriage 6 along the ramp 5 from the first lower position 71 to the second upper position 81. The second pulley is, in particular, a return pulley.

Такая конфигурация устройства компенсации преимущественно позволяет применить к каретке возвратную силу, которая изменяется в соответствии с положением каретки 6 на рампе 5. Возвратная сила вызывается первым и вторым упругими кабелями, которые действуют в одном направление на Фиг. 2. Например, для устройства, как показано на Фиг. 2, возвратная сила является:Such a configuration of the compensation device advantageously allows applying a return force to the carriage, which varies according to the position of the carriage 6 on the ramp 5. The return force is caused by the first and second elastic cables that act in the same direction in FIG. 2. For example, for a device as shown in FIG. 2, the return force is:

- максимальной, когда каретка 6 находится в первом нижнем положении 71;- maximum when the carriage 6 is in the first lower position 71;

- равной нулю, когда каретка вертикальна по отношению к первому и второму шкивам 20;- equal to zero when the carriage is vertical with respect to the first and second pulleys 20;

- противоположно направленной, когда каретка 6 находится во втором верхнем положении 81.- oppositely directed when the carriage 6 is in the second upper position 81.

Преимущественно такое устройство компенсации позволяет вернуть каретку 6 в положение устойчивого равновесия, то есть в положение, для которого возвратная сила равна нулю, без подачи дополнительной энергии. Такая способность позволяет увеличить безопасность устройства позиционирования, поскольку, если возникает проблема, привод, согласно изобретению, возвращается в устойчивое равновесие, не требуя подачи дополнительной энергии. Это особенно предпочтительно, когда источники энергии неисправны.Advantageously, such a compensation device makes it possible to return the carriage 6 to a position of stable equilibrium, that is, to a position for which the return force is zero without supplying additional energy. This ability allows you to increase the safety of the positioning device, because if a problem occurs, the drive according to the invention returns to a stable equilibrium, without requiring additional energy. This is especially preferred when energy sources are out of order.

Фиг. 3 схематично изображает в профиль часть привода согласно изобретению. Фиг. 3, в частности, изображает второй упругий кабель 8, корпус 9, каретку 6 в двух крайних положениях 81, 82 и второй шкив 20.FIG. 3 schematically depicts in profile a part of a drive according to the invention. FIG. 3, in particular, depicts a second elastic cable 8, a housing 9, a carriage 6 in two extreme positions 81, 82, and a second pulley 20.

В особенно предпочтительном примерном варианте осуществления первого устройства компенсации упругие кабели 7, 8 могут быть амортизирующими шнурами, то есть упругими кабелями, состоящими из сердечника, выполненного из резины, и оболочки, выполненной, например, из ткани, включая, например, петли на каждом конце, чтобы прикрепить их.In a particularly preferred exemplary embodiment of the first compensation device, the elastic cables 7, 8 can be shock absorbing cords, that is, elastic cables consisting of a core made of rubber and a sheath made of, for example, fabric, including, for example, loops at each end to attach them.

Упругие кабели 7, 8 первого устройства компенсации имеют функцию возврата. Таким образом, любое возвратное устройство, такое как пружина, может быть использовано вместо упругих кабелей 7, 8. Однако использование, например, кабелей, выполненных из эластомера, является преимущественно недорогим. Преимущественно первое устройство компенсации может быть выполнено согласно требуемым размерам и сконфигурировано согласно характеристикам, в частности упругости, используемого эластомера. Подобным образом характеристики используемого эластомера могут быть выбраны как функция размеров и характеристик привода согласно изобретению и, более широко, устройства позиционирования, частью которого, согласно изобретению, является привод. Преимущественно первое устройство компенсации, изображенное на Фиг. 3, содержит мало компонентов.The elastic cables 7, 8 of the first compensation device have a return function. Thus, any return device, such as a spring, can be used instead of elastic cables 7, 8. However, the use of, for example, cables made of elastomer is advantageously inexpensive. Advantageously, the first compensation device can be made according to the required dimensions and configured according to the characteristics, in particular the elasticity, of the elastomer used. Similarly, the characteristics of the elastomer used can be selected as a function of the dimensions and characteristics of the drive according to the invention and, more generally, the positioning device, of which, according to the invention, is a drive. Advantageously, the first compensation device shown in FIG. 3, contains few components.

Фиг. 4 представляет пример расположения упругих кабелей 7, 8 по отношению к приводу согласно изобретению для того, чтобы быть в состоянии генерировать силы компенсации в обоих направлениях смещения каретки 6 линейного привода 2 согласно изобретению. Фиг. 4, как и Фиг. 3, показывает вид устройства в профиль. Расположение первого кабеля 7 выполнено таким же образом, как и расположение второго кабеля 8, как описано ниже.FIG. 4 shows an example of the arrangement of elastic cables 7, 8 with respect to the drive according to the invention in order to be able to generate compensation forces in both directions of bias of the carriage 6 of the linear actuator 2 according to the invention. FIG. 4, as in FIG. 3, shows a profile view of the device. The location of the first cable 7 is made in the same way as the location of the second cable 8, as described below.

Расположение и определение размеров кабелей 7, 8 может быть определено следующим образом:The location and sizing of cables 7, 8 can be determined as follows:

- определение статических сил, которые будут подаваться кабелями 7, 8 согласно смещению каретки 6, чтобы получить компенсацию, которая наилучшим образом подходит для линейного привода согласно изобретению;- determination of the static forces that will be supplied by cables 7, 8 according to the offset of the carriage 6 in order to obtain the compensation that is best suited for the linear actuator according to the invention;

- определение положения кабелей 7, 8, которое позволяет воспроизвести эти силы.- determination of the position of the cables 7, 8, which allows you to reproduce these forces.

Формулы для определения размеров привода согласно изобретению могут быть следующими:Formulas for determining the dimensions of the drive according to the invention can be as follows:

I=L+sqrt(A2+(P-c)2) (1000),I = L + sqrt (A 2 + (Pc) 2 ) (1000),

sin(a)=A/(I-L)=A/sqrt( A2+(P-c)2) (1001),sin (a) = A / (IL) = A / sqrt (A 2 + (Pc) 2 ) (1001),

f=F(I/I0) * cos(a) (1002),f = F (I / I0) * cos (a) (1002),

в которых:in which:

P может быть положением второго шкива 20, спроецированным на ось смещения каретки 6, при этом P, например, измерено по отношению к узлу крепления второго кабеля 8 на каретке 6, когда каретка 6 находится во втором нижнем положении 82, P может быть независимым от перемещения каретки;P can be the position of the second pulley 20 projected onto the displacement axis of the carriage 6, while P, for example, is measured with respect to the attachment unit of the second cable 8 on the carriage 6, when the carriage 6 is in the second lower position 82, P can be independent of movement carriages;

A может быть положением второго шкива 20, спроецированным на ось, которая, по существу, ортогональна оси смещения каретки 6, при этом P измерено по отношению к узлу крепления второго кабеля 8 на каретке 6, A может быть независимым от перемещения каретки;A may be the position of the second pulley 20 projected onto an axis that is substantially orthogonal to the displacement axis of the carriage 6, while P is measured with respect to the attachment point of the second cable 8 on the carriage 6, A may be independent of the movement of the carriage;

L может быть расстоянием между первым стационарным узлом 10 крепления второго кабеля 8 на корпусе 9 и шкивом 20, при этом L, возможно, независимо от перемещения каретки 6;L may be the distance between the first stationary node 10 of the fastening of the second cable 8 on the housing 9 and the pulley 20, while L, possibly regardless of the movement of the carriage 6;

c может представлять длину перемещения каретки 6: когда каретка находится во втором нижнем положении 82, c, например, равно нулю, а когда каретка находится в первом верхнем положении 81, с, например, равно cmax;c may represent the length of movement of the carriage 6: when the carriage is in the second lower position 82, c, for example, is zero, and when the carriage is in the first upper position 81, c, for example, is equal to c max ;

a может быть углом между осью смещения каретки 6 и прямой линией, проходящей через центр второго шкива 20 и первый стационарный узел 10 крепления;a may be the angle between the displacement axis of the carriage 6 and the straight line passing through the center of the second pulley 20 and the first stationary mount 10;

I может быть длиной эластомера между вторым шкивом 20 и узлом крепления второго кабеля 8, при этом I меняется в соответствии с положением каретки 6 на рампе 5;I may be the length of the elastomer between the second pulley 20 and the attachment point of the second cable 8, while I changes in accordance with the position of the carriage 6 on the ramp 5;

I0 может быть длиной второго кабеля 8 в состоянии провисания, то есть длиной второго кабеля 8, когда он не прикреплен;I 0 may be the length of the second cable 8 in a sagging state, that is, the length of the second cable 8 when it is not attached;

F может быть возвратной силой, с которой кабель 8 действует на каретку 6, возвратная сила может зависеть от длины кабеля 8 и, в частности, от соотношения I/I0 и от упругости кабеля 8, при этом упругость зависит от материала, используемого для изготовления кабеля 8, следовательно, F может быть функцией, зависящей от I/I0;F may be the return force with which the cable 8 acts on the carriage 6, the return force may depend on the length of the cable 8 and, in particular, on the ratio I / I 0 and on the elasticity of the cable 8, while the elasticity depends on the material used for manufacturing cable 8, therefore, F may be a function depending on I / I 0 ;

f может быть проекцией на ось смещения возвратной силы, которая вызывается вторым кабелем 8 на каретке 6.f may be a projection onto the displacement axis of the return force, which is caused by the second cable 8 on the carriage 6.

Среди этих параметров c зависит от условий использования привода согласно изобретению; следовательно, с является постоянным параметром. Подобным образом значения f для c=0 и c=cmax зависят от использования привода согласно изобретению, следовательно, f постоянно.Among these parameters, c depends on the conditions of use of the drive according to the invention; therefore, c is a constant parameter. Similarly, the values of f for c = 0 and c = c max depend on the use of the drive according to the invention, therefore f is constant.

Чтобы облегчить установку привода согласно изобретению, I0 может быть выбрано таким, что I0=L+A: таким образом, f для c=P равно нулю.To facilitate installation of the drive according to the invention, I 0 can be chosen such that I 0 = L + A: thus, f for c = P is zero.

Следует отметить, что определение размеров привода осуществляется одинаково при использовании одного или двух кабелей, поскольку силы распределены одинаково на обоих кабелях.It should be noted that the determination of the size of the drive is the same when using one or two cables, since the forces are distributed equally on both cables.

Фиг. 5 изображает пример второго варианта осуществления линейного привода согласно изобретению. Фиг. 5 представляет собой изображение в профиль части привода 2 согласно изобретению.FIG. 5 shows an example of a second embodiment of a linear actuator according to the invention. FIG. 5 is a profile view of part of a drive 2 according to the invention.

Второй вариант осуществления линейного привода 2 согласно изобретению, как представлено на Фиг. 2, например, может содержать второе устройство компенсации, содержащее четыре упругих кабеля 41, 51. Четыре упругих кабеля 41, 51 заменяют первый и второй упругие кабели 7, 8, представленные на Фиг. 1, 2, 3, 4. На Фиг. 5 только два кабеля 41, 51 представлены для примера, при этом другие два кабеля расположены симметрично третьему и четвертому упругим кабелям 41, 51 относительно оси смещения каретки 6. В другом варианте осуществления можно использовать только два упругих кабеля 41, 51, при этом два упругих кабеля расположены таким образом, чтобы действовать как четыре упругих кабеля, приведенные в примере.A second embodiment of a linear actuator 2 according to the invention, as shown in FIG. 2, for example, may comprise a second compensation device comprising four elastic cables 41, 51. Four elastic cables 41, 51 replace the first and second elastic cables 7, 8 shown in FIG. 1, 2, 3, 4. In FIG. 5, only two cables 41, 51 are shown for example, while the other two cables are located symmetrically to the third and fourth elastic cables 41, 51 relative to the offset axis of the carriage 6. In another embodiment, only two elastic cables 41, 51 can be used, with two elastic cables are arranged in such a way as to act as four elastic cables shown in the example.

Второе устройство компенсации, в частности, содержит третий кабель 41. Третий кабель 41 может быть прикреплен, с одной стороны, к каретке 6 и, с другой стороны, к корпусу 9 через второй стационарный узел 42 крепления. Третий упругий кабель 41 сцеплен с третьим шкивом 40, прикрепленным к корпусу 9. Третий шкив 40 может быть расположен, например, вертикально по отношению к нижнему окончанию перемещения каретки 6. Другие положения также могут быть предусмотрены без ущерба для преимуществ, которые обеспечивает вторая система компенсации.The second compensation device, in particular, includes a third cable 41. The third cable 41 can be attached, on the one hand, to the carriage 6 and, on the other hand, to the housing 9 through the second stationary mounting unit 42. The third elastic cable 41 is coupled to a third pulley 40 attached to the housing 9. The third pulley 40 may be positioned, for example, vertically with respect to the lower end of the movement of the carriage 6. Other provisions may also be provided without prejudice to the benefits provided by the second compensation system .

Второе устройство компенсации также содержит четвертый кабель 51, прикрепленный, с одной стороны, к каретке 6 и, с другой стороны, к корпусу 9 через третий стационарный узел 52 крепления. Четвертый упругий кабель 51 сцеплен с четвертым шкивом 50, прикрепленным к корпусу 9. Например, четвертый шкив 50 расположен в верхнем окончании перемещения каретки 6. Другие положения также могут быть предусмотрены без ущерба для преимуществ, которые обеспечивает вторая система компенсации.The second compensation device also includes a fourth cable 51, attached, on the one hand, to the carriage 6 and, on the other hand, to the housing 9 through the third stationary mount 52. A fourth elastic cable 51 is coupled to a fourth pulley 50 attached to the housing 9. For example, a fourth pulley 50 is located at the upper end of the carriage 6. Other provisions can also be made without prejudice to the benefits provided by the second compensation system.

Второе устройство компенсации обеспечивает те же преимущества, что и первое устройство компенсации. Второе устройство компенсации также имеет преимущество, заключающееся в возможности использования третьего и четвертого кабелей 41, 42 различной жесткости, чтобы улучшить управление возвратными силами. Это возможно благодаря тому, что третий и четвертый кабели 41, 42 вызывают возвратную силу в противоположных направлениях.The second compensation device provides the same advantages as the first compensation device. The second compensation device also has the advantage of using the third and fourth cables 41, 42 of different stiffnesses to improve control of the return forces. This is possible due to the fact that the third and fourth cables 41, 42 cause a reverse force in opposite directions.

Устройство компенсации, используемое линейным приводом согласно изобретению, может быть выполнено согласно требуемым размерам и определено следующим образом:The compensation device used by the linear actuator according to the invention can be made according to the required dimensions and defined as follows:

- определение статических сил, которые необходимо компенсировать согласно смещению каретки 6, чтобы определить оптимальную компенсацию для линейного привода 2;- determination of the static forces that must be compensated according to the offset of the carriage 6 in order to determine the optimal compensation for the linear actuator 2;

- определение сочетания упругих кабелей, которые обеспечивают воспроизведение статических сил, определенных ранее.- the definition of a combination of elastic cables that provide reproduction of static forces as previously defined.

Преимущественно компенсация статических сил пассивным устройством компенсации, как описано в изобретении, позволяет уменьшить размер цепи привода двигателя привода согласно изобретению.Advantageously, the compensation of static forces by a passive compensation device, as described in the invention, allows to reduce the size of the drive circuit of the drive motor according to the invention.

Генерирование силы, способной компенсировать статическую силу, прилагаемую к приводу согласно изобретению, также позволяет уменьшить максимальное потребление энергии приводом согласно изобретению.The generation of a force capable of compensating for the static force applied to the drive according to the invention also reduces the maximum energy consumption of the drive according to the invention.

Преимущественно привод согласно изобретению позволяет генерировать переменную силу, потому что статическая сила, которую необходимо компенсировать, меняется согласно динамической конфигурации привода согласно изобретению.Advantageously, the drive according to the invention allows the generation of a variable force, because the static force to be compensated varies according to the dynamic configuration of the drive according to the invention.

В приводе согласно изобретению сила компенсации может преимущественно быть изменена на противоположную, что делает устройство компенсации эффективным для всех рабочих конфигураций привода.In the drive according to the invention, the compensation force can advantageously be reversed, which makes the compensation device effective for all operating configurations of the drive.

Преимущественно сама система компенсации не потребляет энергии.Mostly the compensation system itself does not consume energy.

Привод согласно изобретению также предлагает улучшенную безопасность относительно приводов, содержащих устройства компенсации, находящиеся под давлением. Это возможно благодаря тому, что привод согласно изобретению преимущественно позволяет избегать возврата привода в положение его устойчивого равновесия на полной скорости.The actuator according to the invention also offers improved safety with respect to actuators containing pressure compensating devices. This is possible due to the fact that the drive according to the invention advantageously avoids the drive returning to its stable equilibrium position at full speed.

Преимущественно привод согласно изобретению позволяет исключить неэффективное перемещение.Advantageously, the drive according to the invention eliminates inefficient movement.

Преимущественно каждый упругий кабель может быть выполнен в форме одного или более упругих кабелей или амортизирующих шнуров, чтобы была возможность приспособить компенсацию очень точно относительно сил в игре за то, чтобы сделать подвижной платформу системы моделирования.Advantageously, each elastic cable may be in the form of one or more elastic cables or shock absorbing cords so that it is possible to adapt the compensation very precisely with respect to the forces in the game to make the platform of the simulation system movable.

Claims (11)

1. Линейный привод (2) для перемещения груза (3), содержащий:
стойку (4), связанную с грузом (3) одним из своих концов с помощью шарового шарнира с тремя степенями свободы вращения;
пластину, которая подвижна в передвижении (6) вдоль оси (5), принадлежащей плоскости основания (9) привода (2), при этом подвижная пластина (6) механически связана со стойкой (4) другим ее концом,
отличающийся тем, что он также содержит, по меньшей мере, один первый упругий кабель (7, 41), прикрепленный одним из его концов к подвижной пластине (6) и другим его концом - к опоре (9), являясь сцепленным с первым шкивом (20, 50), прикрепленным к опоре (9).1. A linear actuator (2) for moving cargo (3), comprising:
a stand (4) connected to the load (3) by one of its ends with a ball joint with three degrees of freedom of rotation;
a plate that is movable in movement (6) along an axis (5) belonging to the plane of the base (9) of the actuator (2), while the movable plate (6) is mechanically connected to the stand (4) with its other end,
characterized in that it also contains at least one first elastic cable (7, 41) attached to one of its ends to the movable plate (6) and its other end to the support (9), being engaged with the first pulley ( 20, 50) attached to the support (9). 2. Линейный привод по п.1, отличающийся тем, что первый упругий кабель (7) и первый шкив (20) расположены так, чтобы получить устойчивое равновесие для линейного привода (2).2. The linear actuator according to claim 1, characterized in that the first elastic cable (7) and the first pulley (20) are located so as to obtain a stable equilibrium for the linear actuator (2). 3. Линейный привод по п.1, отличающийся тем, что первый упругий кабель (7, 41) прикреплен к первой боковой части подвижной пластины (6), причем линейный привод содержит, по меньшей мере, один второй упругий кабель (8, 51), прикрепленный одним из его концов ко второй боковой части подвижной платформы (6) и другим его концом - к опоре (9), являясь сцепленным со вторым шкивом, прикрепленным к опоре (9), при этом первый упругий кабель (7), второй упругий кабель (8), первый шкив (20) и второй шкив расположены так, чтобы получить устойчивое равновесие для линейного привода (2).3. The linear actuator according to claim 1, characterized in that the first elastic cable (7, 41) is attached to the first side of the movable plate (6), and the linear actuator contains at least one second elastic cable (8, 51) attached to one of its ends to the second side of the movable platform (6) and its other end to the support (9), being engaged with the second pulley attached to the support (9), while the first elastic cable (7), the second elastic the cable (8), the first pulley (20) and the second pulley are located so as to obtain a stable equilibrium for linear water (2). 4. Линейный привод по п.3, отличающийся тем, что первый упругий кабель (7) и второй упругий кабель (8) действуют на подвижную пластину (6) в одном направлении.4. The linear actuator according to claim 3, characterized in that the first elastic cable (7) and the second elastic cable (8) act on the movable plate (6) in one direction. 5. Линейный привод по п.3, отличающийся тем, что первый упругий кабель (41) и второй упругий кабель (51) действуют на подвижную пластину (6) в противоположных направлениях.5. The linear actuator according to claim 3, characterized in that the first elastic cable (41) and the second elastic cable (51) act on the movable plate (6) in opposite directions. 6. Линейный привод по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что упругие кабели (7, 8, 41, 51) являются амортизирующими шнурами.6. A linear actuator according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the elastic cables (7, 8, 41, 51) are shock absorbing cords. 7. Линейный привод по п.6, отличающийся тем, что первый кабель (41) и второй кабель (51) имеют различную жесткость.7. The linear actuator according to claim 6, characterized in that the first cable (41) and the second cable (51) have different stiffnesses. 8. Линейный привод по п.5, отличающийся тем, что первый кабель (41) и второй кабель (51) имеют различную жесткость.8. The linear actuator according to claim 5, characterized in that the first cable (41) and the second cable (51) have different stiffnesses. 9. Привод шестистоечной конструкции, отличающийся тем, что он содержит, по меньшей мере, один линейный привод по любому из пп.1-8.9. A six-post drive design, characterized in that it contains at least one linear drive according to any one of claims 1 to 8. 10. Привод шестистоечной конструкции по п.9, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью использования для перемещения платформы системы моделирования.10. The six-post drive according to claim 9, characterized in that it is made with the possibility of using a modeling system to move the platform. 11. Привод шестистоечной конструкции по п.10, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью использования для перемещения платформы системы моделирования управляющего устройства подвижного транспортного средства. 11. The six-post drive according to claim 10, characterized in that it is made with the possibility of using to move the platform of the simulation system of the control device of a moving vehicle.
RU2012135989/11A 2012-08-22 2012-08-22 Linear drive RU2604762C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012135989/11A RU2604762C2 (en) 2012-08-22 2012-08-22 Linear drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012135989/11A RU2604762C2 (en) 2012-08-22 2012-08-22 Linear drive

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012135989A RU2012135989A (en) 2014-02-27
RU2604762C2 true RU2604762C2 (en) 2016-12-10

Family

ID=50151641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012135989/11A RU2604762C2 (en) 2012-08-22 2012-08-22 Linear drive

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2604762C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2760776C2 (en) * 2017-09-08 2021-11-30 Лифтвэйв, Инк. Дба Райз Роботикс Linear belt drive with high reduction

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU843061A1 (en) * 1979-08-28 1981-06-30 Предприятие П/Я А-7809 Explosion-proof station of thyristorized converter
SU1339914A1 (en) * 1985-12-11 1987-09-23 Предприятие П/Я М-5755 Screened chassis
US5941128A (en) * 1996-10-21 1999-08-24 Toyoda Kokoi Kabushiki Kaisha Machine tool having parallel structure
RU23503U1 (en) * 2001-11-05 2002-06-20 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" CAR FASTENING SYSTEM ON A DYNAMIC STAND WITH RUNNING DRUMS (OPTIONS)
GB2391061A (en) * 2002-06-14 2004-01-28 Thales Plc Electrical loading of a user control by rotary to liner conversion of a motor drive using a pulley and pulley line

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU843061A1 (en) * 1979-08-28 1981-06-30 Предприятие П/Я А-7809 Explosion-proof station of thyristorized converter
SU1339914A1 (en) * 1985-12-11 1987-09-23 Предприятие П/Я М-5755 Screened chassis
US5941128A (en) * 1996-10-21 1999-08-24 Toyoda Kokoi Kabushiki Kaisha Machine tool having parallel structure
RU23503U1 (en) * 2001-11-05 2002-06-20 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" CAR FASTENING SYSTEM ON A DYNAMIC STAND WITH RUNNING DRUMS (OPTIONS)
GB2391061A (en) * 2002-06-14 2004-01-28 Thales Plc Electrical loading of a user control by rotary to liner conversion of a motor drive using a pulley and pulley line

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2760776C2 (en) * 2017-09-08 2021-11-30 Лифтвэйв, Инк. Дба Райз Роботикс Linear belt drive with high reduction

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012135989A (en) 2014-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8973460B2 (en) Linear actuator
US10699591B2 (en) Motion simulator
KR101726301B1 (en) Test device
JP6974478B2 (en) Tower vibration damping device
US9666094B2 (en) Test device
TWI736021B (en) Vibration generating device
CN106842546B (en) A kind of direction and vibration isolation integration multidimensional parallel connection platform and system
RU2604762C2 (en) Linear drive
CN102778233B (en) Horizontal framework locking device of aerial remote sensing inertially stabilized platform
CN112014060A (en) Large-scale low-speed wind tunnel flutter test full-mode supporting device
KR101146947B1 (en) 4 degrees of freedom motion limiting device and simulator motion platform utilizing the motion limiting device
US20220252210A1 (en) Actuator and Tripod Structure Equipped Therewith
CN110562473B (en) Unmanned aerial vehicle high accuracy directional vibration isolation cloud platform that connects in parallel
CN110778647B (en) Shock-absorbing device
KR101176414B1 (en) 4 degrees of freedom actuation system and simulator motion platform utilizing the actuation system
CN103963047B (en) With the rope traction parallel robot device of rotation preventing mechanism
CN214136045U (en) Six-freedom-degree swinging device based on Stewart platform
JP2019143700A (en) Vibration isolator and optical product
CN113478460A (en) Six-degree-of-freedom compliant constant-force vibration isolation platform
CN113942666A (en) Near-zero rigidity supporting device for zero-gravity environment simulation
CN113562186A (en) Aircraft and anti-vibration module thereof
CN116292731A (en) Feedforward type active vibration damper and active vibration damping system
CN116221574A (en) Leveling instrument for land mapping and use method
CN114194424A (en) Gravity unloading device for satellite gripper and using method thereof
CN116573161A (en) Quasi-zero rigidity vibration isolation and pointing integrated platform