RU2673880C2

RU2673880C2 - Linear displacement drive

Info

Publication number: RU2673880C2
Application number: RU2015120405A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Литвиненко; Роман Михайлович Бохер
Priority date: 2015-05-28
Filing date: 2015-05-28
Publication date: 2018-12-03
Also published as: RU2015120405A

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering, to electrodynamic elements intended to convert electrical energy into mechanical, and can be used in robotics, mainly in the execution systems of the manipulator. In the method, the linear actuator comprises an element made in the form of a loop of insulated wire, whose ends are connected with the source of electrical energy. Further, the external magnetic system is made in the form of a one-sheeted hyperboloid, having two pairs of mutually proportional axial segments. One of those is made in the form of the tips of the magnetic system, and the other – in the form of non-magnetic sections.EFFECT: technical result consists in increasing the capacity and simplifying the operation.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электромеханике, а точнее к электродинамическим элементам, предназначенным для преобразования электрической энергии в механическую. Такого рода приводы могут быть использованы в робототехнике, преимущественно в исполнительных системах манипулятора.The invention relates to electromechanics, and more specifically to electrodynamic elements designed to convert electrical energy into mechanical energy. Such drives can be used in robotics, mainly in the executive systems of the manipulator.

Известен электродинамический элемент (Авторское свидетельство Литвиненко A.M. СССР №1092673, опубл. 15.05.84, бюл. №18, заявка №3586023/24-07 от 27.04.83), содержащий подвижную часть в виде двух гибких изолированных проводников, одни концы которых закреплены на неподвижном основании, а другие соединены между собой и размещены на подвижной пластине, взаимодействующей с возвратной пружиной, ось пластины установлена в направляющих, согласно изобретению с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения поворотного движения подвижной пластины гибкие изолированные проводники подвижной части скручены, а их концы закреплены на неподвижном основании, подключены к зажимам источника питания.A known electrodynamic element (Author’s certificate Litvinenko AM USSR No. 1092673, publ. 05.15.84, bull. No. 18, application No. 3586023 / 24-07 of 04/27/83), containing a movable part in the form of two flexible insulated conductors, one end of which is fixed on a fixed base, while the others are interconnected and placed on a movable plate interacting with the return spring, the axis of the plate is installed in the guides according to the invention in order to expand functionality by providing rotary movement of the movable plate s flexible insulated conductors movable part twisted and their ends are fixed to the stationary base, are connected to the terminals of the power source.

Недостатком элемента является малое усилие вращательного движения.The disadvantage of this element is the small force of the rotational motion.

Этот недостаток устранен в приводе линейного перемещения (Авторское свидетельство Литвиненко A.M. СССР №1283082, опубл. 15.01.87, бюл. №2, заявка №3828320/31-08 от 19.12.84), содержащий установленный в корпусе электродинамический двигатель с двумя соединенными параллельно активными элементами, которые при протекании по ним тока раскручиваются под действием встречно протекающих токов, закручивая пружины. При этом активные элементы своей поверхностью взаимодействуют с наполнителями из упругого материала, расположенными в кольцевых камерах, перемещая их поступательно по аналогии с передачей винт-гайка, перемещая тем самым во встречных направлениях шток и корпус, обратное направление перемещения которых происходит при уменьшении тока под действием спиральных пружин.This drawback was eliminated in the linear displacement drive (Copyright certificate of Litvinenko AM USSR No. 1283082, publ. 15.01.87, bull. No. 2, application No. 3828320 / 31-08 of 12.19.84) containing an electrodynamic motor installed in the housing with two connected in parallel active elements that, when current flows through them, unwind under the action of countercurrent currents, twisting the springs. In this case, the active elements interact with their surface with fillers of elastic material located in the annular chambers, translating them translationally by analogy with screw-nut transmission, thereby moving the rod and body in opposite directions, the reverse direction of movement of which occurs when the current decreases under the action of spiral springs.

Недостатком данного устройства является сложность конструкторского исполнения, которая обусловлена необходимостью строгого соблюдения линейного размера спирали для обеспечения равномерной нагрузки.The disadvantage of this device is the complexity of the design, which is due to the need for strict adherence to the linear size of the spiral to ensure uniform load.

Наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является привод линейного перемещения (Авторское свидетельство Литвиненко A.M. СССР №1386442, опубл. 07.04.88, бюл. №13, заявка №3987773/31-08 от 09.12.85), который снабжен дополнительными токопроводящими петлями, образующими вместе с основной петлей две группы спиралей, расположенных друг против друга, а также дополнительной обоймой, двумя штоками, закрепленными на этих обоймах, и стержнями, при этом концы спирали каждой группы закреплены на соответствующей обойме, а другие их концы расположены друг против друга, соединены между собой стержнями.Closest to the claimed combination of essential features is a linear displacement drive (Copyright certificate of Litvinenko AM USSR No. 1386442, publ. 07.04.88, bull. No. 13, application No. 3987773 / 31-08 of 09.12.85), which is equipped with additional conductive loops forming together with the main loop two groups of spirals located opposite each other, as well as an additional clip, two rods fixed on these clips and rods, while the ends of the spirals of each group are fixed on the corresponding clip, and their other ends laid against each other, interconnected by rods.

Изобретение направлено на повышение усилия и улучшения эксплуатационных характеристик.The invention is directed to increasing efforts and improving operational characteristics.

Привод линейного перемещения содержит немагнитное основание и элемент перемещения, выполненный в виде спирали из двух ветвей изолированного провода, закрепленных на немагнитном основании, концы которых соединены с блоком питания, а с другого конца элемент соединен со штоком, при этом согласно изобретению привод содержит магнитную систему, состоящую из статора, имеющую пару полюсов, между которыми выполнена пара немагнитных участков, и катушки возбуждения.The linear displacement drive contains a non-magnetic base and a displacement element made in the form of a spiral of two branches of an insulated wire, mounted on a non-magnetic base, the ends of which are connected to the power supply, and the element is connected to the rod from the other end, while according to the invention, the drive contains a magnetic system, consisting of a stator having a pair of poles, between which a pair of non-magnetic sections is made, and an excitation coil.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан привод линейного перемещения в исходном состоянии, вид спереди. Вид спереди в разрезе показан на фиг. 2. Рабочее состояние показано на фиг. 3.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a linear displacement drive in the initial state, front view. A sectional front view is shown in FIG. 2. The operating state is shown in FIG. 3.

Привод линейного перемещения содержит основание 1, внешнюю магнитную систему, состоящую из магнитопровода 2 и катушки возбуждения 3. Магнитопровод 2 имеет пару полюсов 4, 5, между которыми расположена пара немагнитных участков 6. Элемент 7, закрученный в спираль, образующий две ветви 8, 9, закреплен на немагнитном основании 10, расположенном в основании гиперболоида. С другого конца элемент 7 соединен со штоком 11. Концы элемента 7 соединены с блоком питания 12.The linear displacement drive contains a base 1, an external magnetic system consisting of a magnetic circuit 2 and an excitation coil 3. The magnetic circuit 2 has a pair of poles 4, 5, between which there is a pair of non-magnetic sections 6. Element 7, twisted into a spiral, forming two branches 8, 9 mounted on a non-magnetic base 10 located at the base of the hyperboloid. At the other end, the element 7 is connected to the rod 11. The ends of the element 7 are connected to the power supply 12.

Привод линейного перемещения работает следующим образом. При подаче напряжения элемент 7 приходит в движение. Так как элемент 7 образует спираль из двух ветвей 8 и 9, а ток в этих ветвях антинаправлен, то происходит раскручивание и, соответственно, движение штока 11. Катушка возбуждения 3 создает магнитное поле между полюсами 4 и 5, что приводит к увеличению усилия элемента 7. Данная система обеспечивает поступательное перемещение.The linear actuator operates as follows. When voltage is applied, element 7 starts to move. Since the element 7 forms a spiral of two branches 8 and 9, and the current in these branches is antidirectional, the unwinding and, accordingly, the movement of the rod 11 occurs. The excitation coil 3 creates a magnetic field between the poles 4 and 5, which leads to an increase in the force of the element 7 This system provides translational movement.

Введение магнитной системы обеспечивает повышение усилий и срока службы, а следовательно, повышает производительность и уменьшает удельные затраты на устройство.The introduction of a magnetic system provides an increase in effort and service life, and therefore, increases productivity and reduces unit costs of the device.

Claims

A linear displacement drive containing a non-magnetic base and a displacement element made in the form of a spiral of two branches of an insulated wire mounted on a non-magnetic base, the ends of which are connected to the power supply, and the element is connected to the rod from the other end, characterized in that the drive contains a magnetic system , consisting of a stator, having a pair of poles, between which a pair of non-magnetic sections is made, and an excitation coil.