RU2766637C1 - Drive structure - Google Patents

Drive structure Download PDF

Info

Publication number
RU2766637C1
RU2766637C1 RU2021121462A RU2021121462A RU2766637C1 RU 2766637 C1 RU2766637 C1 RU 2766637C1 RU 2021121462 A RU2021121462 A RU 2021121462A RU 2021121462 A RU2021121462 A RU 2021121462A RU 2766637 C1 RU2766637 C1 RU 2766637C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
screw
nut
drive
design
power rods
Prior art date
Application number
RU2021121462A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2766637C9 (en
Inventor
Елена Вячеславовна Поезжаева
Евгений Юрьевич Тонков
Дмитрий Николаевич Кучев
Михаил Александрович Веснин
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический 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 автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"
Priority to RU2021121462A priority Critical patent/RU2766637C9/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2766637C1 publication Critical patent/RU2766637C1/en
Publication of RU2766637C9 publication Critical patent/RU2766637C9/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
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: drive structure comprises an electric engine, a screw, a nut. The electric engine is located on a supporting base, connected by means of a coupling with a rotation screw, constituting, in turn, the input link. A nut - output link - is located on the rotation screw, connected by means of hinged elements with one end of the power rods, and by the other end, the power rods are similarly installed on the foundation platform installed to the supporting base by means of a hinged element, the base is configured for installation of a subsequent supporting base.
EFFECT: structural simplification of the drive is provided.
4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, промышленной робототехники, а именно к конструкциям электромеханических приводов, может быть применено при сборке тяжелых агрегатов, например их покраске, машиностроении, а также при погрузке любых грузов на предприятии и их паллетировании с высокой точностью позиционирования несущего основания конструкции привода.The invention relates to the field of mechanical engineering, industrial robotics, and in particular to the designs of electromechanical drives, can be used in the assembly of heavy units, for example, their painting, mechanical engineering, as well as when loading any goods at the enterprise and palletizing them with high positioning accuracy of the supporting base of the drive structure.

Известен электро-механический привод поступательного действия (патент РФ № 2526366, F16H 25/22), изобретение относится к области машиностроения и предназначено для преобразования вращательного движения управляющего двигателя в поступательное движение выходного звена. Электромеханический силовой мини-привод состоит из электродвигателя и корпуса, внутри которого расположены последовательно соединенные промежуточная волновая передача с телами качения и поступательная передача с выходным звеном. Входным звеном промежуточной волновой передачи является механический преобразователь с эксцентриковыми втулками, а выходным звеном - сепаратор с телами качения. Сепаратор выполнен заодно с входным звеном поступательной передачи, шарики которой контактируют с наружной поверхностью выходного звена и внутренней поверхностью корпуса. Электродвигатель размещен в корпусе силового мини-привода. Ротор электродвигателя, эксцентриковые втулки и вал механического волнообразователя промежуточной волновой передачи выполнены в виде пустотелых валов и связаны между собой через две последовательно соединенные фрикционные электромагнитные муфты, закрепленные на корпусе. На внутренней поверхности пустотелого вала механического волнообразователя имеется канавка, внутри которой размещены опорные ролики, контактирующие с наружной поверхностью выходного звена поступательной передачи.Known electro-mechanical translational drive (RF patent No. 2526366, F16H 25/22), the invention relates to the field of mechanical engineering and is designed to convert the rotational motion of the control motor into translational motion of the output link. The electromechanical power mini-drive consists of an electric motor and a housing, inside which are located in series connected an intermediate wave transmission with rolling elements and a translational transmission with an output link. The input link of the intermediate wave transmission is a mechanical converter with eccentric bushings, and the output link is a cage with rolling elements. The separator is made integral with the input link of the translational gear, the balls of which are in contact with the outer surface of the output link and the inner surface of the housing. The electric motor is placed in the case of the power mini-drive. The electric motor rotor, eccentric bushings and the shaft of the mechanical waveformer of the intermediate wave transmission are made in the form of hollow shafts and are interconnected through two serially connected frictional electromagnetic clutches fixed on the housing. On the inner surface of the hollow shaft of the mechanical waveformer there is a groove, inside of which there are support rollers that contact with the outer surface of the output link of the translational transmission.

Недостатком привода является сложность конструкции, малая грузоподъемность вследствие того, что входным звеном является сепаратор с телами качения, а выходным звеном винт, расположенный внутри сепаратора.The disadvantage of the drive is the complexity of the design, low load capacity due to the fact that the input link is a separator with rolling elements, and the output link is a screw located inside the separator.

Наиболее близким к данной конструкции является электромеханический привод поступательного действия (патент РФ № 2671622, F16H 25/22). Электромеханический привод поступательного действия, содержащий электродвигатель, редуктор с промежуточной передачей и винтовую передачу с винтом и сепаратором с телами качения, отличающийся тем, что входным звеном винтовой передачи является вращающийся винт, а выходным звеном-гайка, выполненная в форме поршня, состоящего из сепаратора с гнездами, в которых размещены тела качения, и корпуса с гладкой цилиндрической внутренней поверхностью, сепаратор и корпус расположены коаксиально и жестко соединены между собой по торцам сепаратора так, что тела качения, в процессе работы привода, постоянно контактируют с поверхностью профиля винта, внутренней поверхностью профиля гайки и поверхностями гнезд сепаратора, расположенных по винтовой линии с шагом, равным шагу винта, при этом в качестве тел качения используются шарики или ролики, выполненные с коническими торцевыми поверхностями и сферическими вершинами, причем конусность продольного профиля ролика соответствует конусности продольного профиля винтовой линии винта.The closest to this design is a translational electromechanical drive (RF patent No. 2671622, F16H 25/22). Sliding electromechanical drive containing an electric motor, a gearbox with an intermediate gear and a screw gear with a screw and a cage with rolling elements, characterized in that the input link of the screw gear is a rotating screw, and the output link is a nut made in the form of a piston, consisting of a separator with nests in which the rolling elements are placed, and housings with a smooth cylindrical inner surface, the separator and the housing are located coaxially and are rigidly connected to each other along the ends of the separator so that the rolling elements, during the operation of the drive, are constantly in contact with the surface of the screw profile, the inner surface of the profile nuts and surfaces of the separator nests located along a helical line with a pitch equal to the pitch of the screw, while balls or rollers made with conical end surfaces and spherical tops are used as rolling elements, and the taper of the longitudinal profile of the roller corresponds to the taper of the longitudinal profile or helix of the screw.

К недостаткам данного устройства можно отнести снижение жесткости штока при достижении выходного звена-гайки, крайнего положения на винте, что соответствует низкой грузоподъемности механизма; присутствие редуктора усложняет конструкцию и порождает трудности со смазыванием зубчатых колес, их перегрев, появления люфта. По достижении крайнего положения выходным звеном на винт, вал электродвигателя, подшипниковый узел электродвигателя приходится максимальный изгибающий момент.The disadvantages of this device include a decrease in the rigidity of the rod when reaching the output link-nut, the extreme position on the screw, which corresponds to the low load capacity of the mechanism; the presence of a gearbox complicates the design and creates difficulties with gear lubrication, their overheating, and backlash. Upon reaching the extreme position of the output link, the screw, the motor shaft, the motor bearing assembly have the maximum bending moment.

Признаки прототипа, являющиеся общими с заявляемым техническим решением, - электродвигатель, винт, гайка.Signs of the prototype, which are common with the proposed technical solution - electric motor, screw, nut.

Задача изобретения - разработка более простой и дешевой конструкции привода, обладающего большей грузоподъемностью, выдерживающей максимальные нагрузки и способного перемещать в пространстве наиболее тяжелые объекты с высокой точностью.The objective of the invention is the development of a simpler and cheaper drive design, which has a greater load capacity, withstands maximum loads and is able to move the heaviest objects in space with high accuracy.

Поставленная задача была решена за счет того, что известный электромеханический привод поступательного действия, содержащий электродвигатель, винт и гайку, при чем электродвигатель расположен на несущем основании, который соединен посредством муфты с винтом вращения, которые в свою очередь являются входным звеном, при этом, на винте вращения расположена гайка - выходное звено, соединенная при помощи шарнирных элементов с одним концом силовых тяг, а другим концом силовые тяги тем же образом установлены на фундаментную площадку, которая при помощи шарнирного элемента установлена к несущему основанию, оно выполнено с возможность установки последующего несущего основания.The problem was solved due to the fact that the well-known electromechanical translational drive, containing an electric motor, a screw and a nut, and the electric motor is located on a supporting base, which is connected by means of a coupling with a rotation screw, which in turn are an input link, while, on a nut is located on the rotation screw - an output link connected by means of hinged elements to one end of the power rods, and the other end of the power rods is installed in the same way on the foundation platform, which is installed to the supporting base with the help of a hinged element, it is made with the possibility of installing a subsequent supporting base .

Кроме того, винт выполнен с ограничителем движения гайки.In addition, the screw is made with a nut movement limiter.

Кроме того, входным звеном является муфта с вращающимся винтом.In addition, the input link is a coupling with a rotating screw.

Кроме того, выходным звеном является гайка, соединенная посредством шарниров, с силовыми тягами.In addition, the output link is a nut connected by means of hinges with power rods.

Признаки заявляемого технического решения, являющиеся отличительными от прототипа, - электродвигатель расположен на несущем основании, который посредством муфты соединен с винтом, на котором расположена гайка, соединенная при помощи шарнирных элементов с одним концом силовых тяг, а другим концом силовые тяги тем же образом установлены на фундаментную площадку, которая при помощи шарнирного элемента установлена к несущему основанию, оно выполнено с возможность установки последующего несущего основания.Features of the proposed technical solution, which are distinctive from the prototype, - the electric motor is located on the bearing base, which is connected by means of a coupling to the screw on which the nut is located, connected by means of hinged elements to one end of the power rods, and the other end of the power rods are installed in the same way on a foundation platform, which is installed to the bearing base with the help of a hinged element, it is made with the possibility of installing a subsequent bearing base.

Установка электродвигателя на несущем основании позволяет упростить конструкцию.Installation of the electric motor on a supporting base allows to simplify the design.

Использование муфты позволяет облегчить и упростить конструкцию привода.The use of a coupling makes it possible to facilitate and simplify the design of the drive.

Использование в качестве выходного звена гайку с силовыми тягами, а в роли входного звена муфту с винтом, позволяет увеличить силовую составляющую привода, т.к. основная нагрузка распределена на силовые тяги и винт.The use of a nut with power rods as an output link, and a coupling with a screw as an input link, allows you to increase the power component of the drive, because the main load is distributed to the power rods and propeller.

Использование по крайней мере одной силовой тяги позволяет увеличить грузоподъемность приводаThe use of at least one power rod allows you to increase the load capacity of the drive

Использование шарнирных соединений: фундаментная площадка -несущее основание; гайка - силовые тяги, силовые тяги - фундаментная площадка позволяет равномерно распределять нагрузку по всей конструкции привода.The use of swivel joints: foundation platform - bearing base; nut - power rods, power rods - the foundation platform allows you to evenly distribute the load throughout the entire drive structure.

Фундаментная площадка имеет возможность вращаться вокруг своей оси ±360 град, вокруг своей оси, например, при помощи электродвигателя (на чертежах не показано).The foundation platform has the ability to rotate around its axis ±360 degrees, around its axis, for example, using an electric motor (not shown in the drawings).

Диапазон отклонения в градусах, несущего основания относительно фундаментной площадки определяется выражением ϕ=5,6⋅х+2,26⋅у, где х - это длина несущего основания в мм, а у - это длина винта мм.The range of deviation in degrees of the bearing base relative to the foundation platform is determined by the expression ϕ=5.6⋅x+2.26⋅y, where x is the length of the bearing base in mm, and y is the length of the screw mm.

Несущее основание выполнено таким образом, чтобы было возможность установить последующие несущие основания.The load-bearing base is made in such a way that it is possible to install subsequent load-bearing bases.

Конструкция привода поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен чертеж конструкции привода на виде спереди, на фиг. 2 – на виде справа, на фиг. 3 – в изометрии.The design of the drive is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows a drawing of the drive structure in front view, in Fig. 2 - in the right view, in Fig. 3 - in isometry.

На фиг. 1-3 представлен пример конструкции привода. Он состоит из электродвигателя 1 установленного на несущем основании 2, при помощи муфты 3 электродвигатель 1 соединен с винтом 4, на который установлена гайка 5, что при помощи шарнирных элементов 6 связана с одним концом силовых тяг 7, а другим концом они установлены тем же образом при помощи шарниров 8 на фундаментную площадку 9, на которой при помощи шарнира 10 установлено несущее основание 2, на нем свою очередь выполнена проушина 11 для установки последующего несущего основания.In FIG. 1-3 shows an example of a drive design. It consists of an electric motor 1 mounted on a bearing base 2, using a coupling 3, the electric motor 1 is connected to a screw 4, on which a nut 5 is installed, which is connected with one end of the power rods 7 by means of hinge elements 6, and they are installed at the other end in the same way with the help of hinges 8 on the foundation platform 9, on which the bearing base 2 is installed with the help of the hinge 10, on which, in turn, an eye 11 is made for installing the subsequent bearing base.

Конструкция привода осуществляет работу следующим образом.The design of the drive operates as follows.

При вращении вала электродвигателя 1 вдоль своей оси, соединенного при помощи муфты 3 вращается винт 4, на котором гайка 5 начинает совершать поступательное движение вдоль оси вращения винта 4, в направлении в зависимости от направления вращения винта 4; гайка 5, посредством шарниров 6 вынуждает совершать плоско параллельное движение силовые тяги 7. Они свою очередь заставляют перемещаться несущее основание 2 посредством шарниров 8 и 10 относительно фундаментной площадки 9.When the shaft of the electric motor 1 rotates along its axis, connected by means of a coupling 3, the screw 4 rotates, on which the nut 5 begins to perform translational movement along the axis of rotation of the screw 4, in the direction depending on the direction of rotation of the screw 4; nut 5, through hinges 6, forces force rods 7 to perform a plane parallel movement. They, in turn, force the carrier base 2 to move through hinges 8 and 10 relative to the foundation platform 9.

Таким образом, с помощью заявляемой конструкции привода, возможно, перемещать тяжелые объекты с высокой точностью в широком диапазоне отраслей промышленности, при этом воспринимаемая нагрузка распределяется равномерно по всей конструкции привода звена.Thus, with the help of the inventive drive design, it is possible to move heavy objects with high accuracy in a wide range of industries, while the perceived load is distributed evenly throughout the link drive structure.

Предлагаемая конструкция привода в отличие от электромеханического привода поступательного действия по прототипу является более простой, динамичной, надежной и многофункциональной в работе. При помощи уникальной конструкции привод имеет возможность перемещаться в пространстве объекты большой массы, благодаря тому, что нагрузка равномерно распределяется на винт, шарнирные элементы, силовые тяги. Данная конструкция также обеспечивает высокую точность перемещения несущего основания, что позволяет использовать конструкцию привода в широком диапазоне отраслей промышленности.The proposed drive design, in contrast to the progressive electromechanical drive according to the prototype, is simpler, more dynamic, reliable and multifunctional in operation. With the help of a unique design, the drive has the ability to move objects of large mass in space, due to the fact that the load is evenly distributed on the screw, hinge elements, power rods. This design also ensures high precision of the movement of the bearing base, which allows the drive design to be used in a wide range of industries.

Claims (4)

1. Конструкция привода содержит электродвигатель, винт, гайку, отличающаяся тем, что электродвигатель расположен на несущем основании, который соединен посредством муфты с винтом вращения, которые в свою очередь являются входным звеном, при этом на винте вращения расположена гайка - выходное звено, соединенная при помощи шарнирных элементов с одним концом силовых тяг, а другим концом силовые тяги тем же образом установлены на фундаментную площадку, которая при помощи шарнирного элемента установлена к несущему основанию, оно выполнено с возможность установки последующего несущего основания.1. The design of the drive contains an electric motor, a screw, a nut, characterized in that the electric motor is located on a bearing base, which is connected by means of a coupling to a rotation screw, which in turn are an input link, while a nut is located on the rotation screw - an output link connected at using hinged elements with one end of the power rods, and the other end of the power rods, in the same way, they are installed on the foundation platform, which is installed to the bearing base with the help of a hinged element, it is made with the possibility of installing a subsequent bearing base. 2. Конструкция привода по п. 1, отличающаяся тем, что винт выполнен с ограничителем движения гайки.2. The design of the drive according to claim 1, characterized in that the screw is made with a nut movement limiter. 3. Конструкция привода по п. 1, отличающаяся тем, что входным звеном является муфта с вращающимся винтом.3. The design of the drive according to claim 1, characterized in that the input link is a coupling with a rotating screw. 4. Конструкция привода по п. 1, отличающаяся тем, что выходным звеном является гайка, соединенная посредством шарниров с силовыми тягами.4. The design of the drive according to claim 1, characterized in that the output link is a nut connected by means of hinges with power rods.
RU2021121462A 2021-07-19 2021-07-19 Drive structure RU2766637C9 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021121462A RU2766637C9 (en) 2021-07-19 2021-07-19 Drive structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021121462A RU2766637C9 (en) 2021-07-19 2021-07-19 Drive structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2766637C1 true RU2766637C1 (en) 2022-03-15
RU2766637C9 RU2766637C9 (en) 2022-04-26

Family

ID=80736493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021121462A RU2766637C9 (en) 2021-07-19 2021-07-19 Drive structure

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2766637C9 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2339332C2 (en) * 2006-02-02 2008-11-27 Вячеслав Васильевич Козырев Orthopedic apparatus for osteosynthesis
US20110042511A1 (en) * 2009-08-20 2011-02-24 Airbus Operations Limited Apparatus for use on an aircraft
US10995539B2 (en) * 2014-10-29 2021-05-04 Westinghouse Air Brake Technologies Corporation Clutch mechanism between leadscrew and electric motor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2339332C2 (en) * 2006-02-02 2008-11-27 Вячеслав Васильевич Козырев Orthopedic apparatus for osteosynthesis
US20110042511A1 (en) * 2009-08-20 2011-02-24 Airbus Operations Limited Apparatus for use on an aircraft
US10995539B2 (en) * 2014-10-29 2021-05-04 Westinghouse Air Brake Technologies Corporation Clutch mechanism between leadscrew and electric motor

Also Published As

Publication number Publication date
RU2766637C9 (en) 2022-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6698622B2 (en) Gear device
US20190203814A1 (en) Speed change device
EP0582307A1 (en) Continuous V-belt transmission
NL2013496B1 (en) Compound planetary friction drive.
RU2698258C1 (en) Transmission mechanism, roller-helical reduction gear comprising a transmission mechanism and a method for its assembly
CN106903712A (en) The conllinear joint of mechanical arm of two-freedom based on differential rope drive
RU2766637C1 (en) Drive structure
EP3643946B1 (en) Rotary actuator and linear actuator
US20230407943A1 (en) Nutation Reducer
RU2526366C2 (en) Electromechanical mini-drive of translational action
GB2218181A (en) Gearing device
US11885405B2 (en) Housing for plastic gearbox and associated plastic gearbox and robot
WO2020000303A1 (en) Planetary gearbox and associated robot joint and robot
US3469463A (en) Frictional drive speed changer
EP2473734B1 (en) Stepless gear ratio variator
RU2672150C1 (en) Electromechanical drive
RU156329U1 (en) DEVICE FOR CONVERTING ROTARY MOTION TO PURPOSE MOVEMENT
RU2671662C2 (en) Translational electromechanical drive
RU214246U1 (en) Sliding Electromechanical Actuator
CN2634199Y (en) Stepless variable speed harmonic driving device
RU2776628C1 (en) Airfoil control mechanism
GB2211908A (en) Linear actuator
RU2124661C1 (en) Planetary gear (design versions)
RU2812085C1 (en) Multi-thread bearingless planetary gear
RU2153613C1 (en) Planetary cycloid reduction gear

Legal Events

Date Code Title Description
TH4A Reissue of patent specification