RU2526366C2 - Electromechanical mini-drive of translational action - Google Patents
Electromechanical mini-drive of translational action Download PDFInfo
- Publication number
- RU2526366C2 RU2526366C2 RU2012137639/11A RU2012137639A RU2526366C2 RU 2526366 C2 RU2526366 C2 RU 2526366C2 RU 2012137639/11 A RU2012137639/11 A RU 2012137639/11A RU 2012137639 A RU2012137639 A RU 2012137639A RU 2526366 C2 RU2526366 C2 RU 2526366C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- translational
- drive
- transmission
- output link
- electric motor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для преобразования вращательного движения управляющего двигателя в поступательное движение выходного звена и может быть использовано в приводах летательных аппаратов, в робототехнике и других областях техники.The invention relates to mechanical engineering and is intended to convert the rotational motion of the control engine into the translational motion of the output link and can be used in aircraft drives, in robotics and other technical fields.
Известны электромеханические исполнительные механизмы с поступательным движением выходного звена. В общем случае они состоят из электродвигателя, механических передач, преобразующих вращательное движение ротора во вращательное движение промежуточного вала, и механических передач, преобразующих вращательное движение промежуточного вала в поступательное движение выходного звена (Патент РФ 227195 С2, патент Франция 2604684)Known electromechanical actuators with translational movement of the output link. In the General case, they consist of an electric motor, mechanical gears that convert the rotational motion of the rotor into rotational motion of the intermediate shaft, and mechanical gears that convert the rotational motion of the intermediate shaft to translational motion of the output link (RF Patent 227195 C2, patent France 2604684)
Недостатками указанных аналогов являются высокие массогабаритные показатели и низкий КПД.The disadvantages of these analogues are the high overall dimensions and low efficiency.
Наиболее близким по технической сути и по количеству совпадающие признаков является электромеханический исполнительный механизм, построенный на основе волновой передачи с телами качения. Наличие во всех передачах тел качения обеспечивает ему высокий КПД. Конструкция прототипа (Патент РФ 2265147) содержит электродвигатель, промежуточную механическую передачу, преобразующую вращательное движение во вращательное, выполненную в виде волновой передачи с телами качения, у которой входное звено - эксцентриковая втулка механического волнообразователя, жестко соединенная с валом электродвигателя, а выходное - сепаратор, выполненный заодно с входным звеном передачи, преобразующей вращательное движение в поступательное движение выходного звена поступательной передачи, шарики которой расположены в отверстиях сепаратора и контактируют с наружной поверхностью выходного звена и внутренней поверхностью неподвижного корпуса.The closest in technical essence and in the number of matching features is an electromechanical actuator built on the basis of wave transmission with rolling bodies. The presence of rolling elements in all gears provides it with high efficiency. The design of the prototype (RF Patent 2265147) contains an electric motor, an intermediate mechanical transmission that converts rotational motion into rotational, made in the form of a wave transmission with rolling bodies, in which the input link is an eccentric sleeve of a mechanical wave former rigidly connected to the motor shaft, and the output is a separator, made integrally with the input link of the transmission, which converts the rotational motion into the translational motion of the output link of the translational transmission, the balls of which are located in the holes of the separator and are in contact with the outer surface of the output link and the inner surface of the stationary housing.
Недостатками прототипа являются большие габариты, обусловленные расположением всех элементов исполнительного механизма последовательно вдоль продольной оси, и выполнение их в отдельных корпусах, при этом конструкция не позволяет удерживать нагрузку в заданном положении без потребления энергии и отключать электродвигатель от редуктора с нагрузкой при отказе в системе управления, что необходимо для резервированного привода.The disadvantages of the prototype are large dimensions, due to the location of all elements of the actuator sequentially along the longitudinal axis, and their execution in separate buildings, while the design does not allow you to hold the load in the set position without energy consumption and disconnect the motor from the gearbox with the load in case of failure in the control system, what is needed for a redundant drive.
Цель предлагаемого изобретения уменьшить массогабаритные показатели при сохранении высокого КПД и расширить функциональные возможности привода.The purpose of the invention is to reduce overall dimensions while maintaining high efficiency and expand the functionality of the drive.
Заявленный технический результат достигается тем, что в электромеханическом силовом мини-приводе поступательного действия, состоящем из электродвигателя, корпуса, внутри которого расположены последовательно соединенные промежуточная волновая передача с телами качения и поступательная передача с выходным звеном, при этом входным звеном промежуточной волновой передачи является механический волнообразователь с эксцентриковыми втулками, а выходным звеном - сепаратор с телами качения, выполненный заодно с входным звеном поступательной передачи, шарики которой контактируют с наружной поверхностью выходного звена и внутренней поверхностью корпуса, согласно заявляемому изобретению электродвигатель размещен в корпусе силового минипривода, 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 сцепления, закрепленные на корпусе, при этом на внутренней поверхности пустотелого вала механического волнообразователя имеется канавка, внутри которой размещены опорные ролики, контактирующие с наружной поверхностью выходного звена поступательной передачи, размещенного внутри этих валов.The claimed technical result is achieved by the fact that in the electromechanical power mini-drive of translational action, consisting of an electric motor, a housing, inside of which are located an intermediate wave transmission with rolling bodies and a translational transmission with an output link, while the input wave of the intermediate wave transmission is a mechanical wave former with eccentric bushings, and the output link is a separator with rolling bodies, made integrally with the input link translationally first gear, the balls of which are in contact with the outer surface of the output link and the inner surface of the housing, according to the claimed invention, the electric motor is placed in the housing of the power mini-drive, the electric motor rotor, eccentric bushings and the shaft of the mechanical wave former of the intermediate wave transmission are made in the form of hollow shafts and are connected through two in series connected friction electromagnetic clutch mounted on the housing, while on the inner surface of the hollow mechanical shaft volnoobrazovatelya a groove inside which the supporting rollers are arranged in contact with the outer surface of the output link transmission translational placed inside these shafts.
Выходное звено поступательной передачи может быть выполнено с центральным отверстием, внутри которого размещена потенциометрическая линейка датчика обратной связи.The output link of the translational transmission can be made with a Central hole, inside which is placed a potentiometric ruler of the feedback sensor.
Внутренняя поверхность корпуса, контактирующая с выходным звеном поступательной передачи, может быть выполнена цилиндрической, а наружная поверхность выходного звена поступательной передачи - винтовой или входное звено поступательной передачи может быть дополнено винтовой гайкой, а выходное звено выполнено в виде винта.The inner surface of the housing in contact with the output link of the translational transmission can be made cylindrical, and the outer surface of the output link of the translational transmission is screw or the input link of the translational transmission can be supplemented with a screw nut, and the output link is made in the form of a screw.
Техническая сущность и принцип действия силового мини-привода поступательного действия поясняется чертежами на которых изображено:The technical essence and principle of operation of the power mini-drive translational action is illustrated by the drawings which depict:
На фиг.1 - продольный разрез силового мини-привода с выходной волновой передачей, преобразующей вращательное движение в поступательное.Figure 1 is a longitudinal section of a power mini-drive with an output wave transmission that converts rotational motion into translational.
На фиг.2 - поперечный разрез по А-А на фиг.1.Figure 2 is a cross section along aa in figure 1.
На фиг.3 - поперечный разрез по Б-Б на фиг.1.Figure 3 is a transverse section along BB in figure 1.
На фиг.4 - продольный разрез силового мини-привода с выходной поступательной передачей, преобразующей вращательное движение в поступательное, у которой входным звеном является сепаратор, а выходным звеном - винт.Figure 4 is a longitudinal section of a power mini-drive with output translational transforming rotational motion into translational, in which the input link is a separator, and the output link is a screw.
На фиг.5 - поперечный разрез по В-В на фиг.4.Figure 5 is a cross section along bb in figure 4.
На фиг.6 - продольный разрез силового мини-привода с выходной поступательной передачей, у которой входное звено дополнено винтовой гайкой, а выходным звеном является винт.6 is a longitudinal section of a power mini-drive with an output translational transmission, in which the input link is supplemented with a screw nut, and the screw is the output link.
Электромеханический силовой мини-привод с поступательным движением выходного звена, имеет высокоскоростной бескорпусной электродвигатель, который содержит статор 1 и полый ротор 2. Статор 1 неподвижно закреплен в корпусе 3, ротор 2 устанавливается в подшипники 4, 5 внутри статора. Входной вал сцепляющей муфты 6 соединен с ротором 2, пустотелый вал 7, соединенный с выходом тормозящей муфты 8, является входным звеном для промежуточной волновой передачи. На пустотелом валу 7 насажены эксцентриковые втулки 9 для создания эксцентриситета в промежуточной волновой передаче. Таким образом, вал 7 и втулки 9 образуют волнообразователь. Обмотки управления муфт 10, 11 закреплены на корпусе 3. Промежуточная волновая передача опирается на выходное звено 12 поступательной передачи через ролики 13. Выходное звено имеет наружный волновой профиль. Помимо волнообразователя волновая передача содержит тела качения, жесткое колесо 14 и сепаратор 15. В качестве тел качения используются шарики 16, которые расположены в отверстиях сепаратора 15. Сепаратор 15 выполнен многорядным, тонкостенным, отверстия в части промежуточной волновой передачи расположены по окружности с равным шагом. Жесткое колесо 14 имеет внутренние зубья. В профиль, образованный зубьями жесткого колеса 14, упираются тела качения, имеющие так же постоянный контакт с втулками 9 волнообразователя промежуточной волновой передачи. Сепаратор 15 выполнен общим, как выходное звено волновой передачи и входное звено выходной поступательной передачи передачи. Во второй части сепаратора отверстия равномерно расположены по винтовой линии. В этих отверстиях размещены шарики 17, которые контактируют с одной стороны с корпусом выходной передачи 18, который на этом участке имеет внутренние зубья, а с другой стороны - с волновым профилем выходного звена 12.The electromechanical power mini-drive with translational movement of the output link has a high-speed open-frame electric motor, which contains the
На фиг.4 представлен силовой мини-привод, у которого в качестве входного звена поступательной передачи используется сепаратор, а наружная поверхность выходного звена 12 выполнена винтовой. Корпус выходной передачи 18 имеет гладкую поверхность на этом участке. В сепараторе 15 выполнены отверстия по винтовой линии таким образом, что шарики 17 имеют постоянный контакт как с винтовым профилем выходного звена 12, так и с гладкой поверхностью корпуса выходной передачи 18.Figure 4 presents the power mini-drive, in which a separator is used as an input link of the translational transmission, and the outer surface of the
На фиг.6 представлена конструкция, у которой входным звеном поступательной передачи является гайка 19 которая имеет канал перепуска шариков и выполнена спаренной. Сепаратор 15 жестко соединен с гайкой 19.Figure 6 presents the design, in which the input link of the translational transmission is a
У всех рассмотренных вариантов внутри выходного звена 12 выполнено отверстие, в котором размещается линейка потенциометрического датчика обратной связи 20. Напряжение с датчика снимается с помощью токосъемника 21.For all the options considered, a hole is made inside the
Электромеханический силовой мини-привод с выходной волновой передачей поступательного действия работает следующим образом. При включении электродвигателя, состоящего из статора 1 и ротора 2, на обмотку муфты 9 подается управляющий сигнал, по которому происходит сцепление ротора двигателя 2 с пустотелым валом 7 промежуточной волновой передачи. По управляющему сигналу, подающемуся на обмотку 11, расцепляется корпус 3 с входным звеном волновой передачи. В результате вращение с ротора двигателя 2 передается на волнообразователь. Electromechanical power mini-drive with output wave transmission of translational action works as follows. When you turn on the electric motor, consisting of a
Механический волнообразователь, образованный эксцентриковыми втулками 9 и валом 7, своей наружной поверхностью упирается в шарики 16, которые способны совершать только возвратно-поступательное движение, в результате которого, они, упираясь в зубцы жесткого колеса 14, приводят в движение сепаратор 15, который будет вращаться со скоростью, меньшей скорости вращения ротора двигателя 2, равной отношению скорости вращения ротора 2 к количеству зубцов жесткого колеса 14. Шарики 17, которые находятся в контакте с волновым профилем выходного звена 12, под действием вращения сепаратора 15 будут упираться в этот профиль, и выходное звено 12 начнет совершать поступательно движение. Вращение выходного звена 12 не происходит за счет наличия цапфы, соединяющей его с объектом регулирования, который имеет только одну степень свободы. При снятии управляющих сигналов с обмоток муфт 10 и 11 происходит расцепление промежуточной передачи с ротором двигателя 2 и замыкание входного вала промежуточной передачи на корпус 3.The mechanical wave-forming device formed by the
Силовой мини-привод с поступательной передачей, у которой входным звеном является сепаратор, а выходным - винт, работает таким же образом, что и с выходной волновой передачей поступательного действия. Отличие состоит в том, что сепаратор 15 передает нагрузку на шарики 17, которые, упираясь в винтовой профиль вала 12, заставляют совершать его поступательное движение.The mini-drive with translational transmission, in which the separator is the input link and the screw is the output link, works in the same way as with the translational output wave transmission. The difference is that the
В конструкции силового мини-привода вращение от сепаратора промежуточной передачи передается на гайку 19, в которой шарики 17, перекатываясь по замкнутой траектории благодаря каналу перепуска, упираются в винтовой профиль выходного звена 12, вследствие чего выходной вал движется поступательно.In the design of the power mini-drive, the rotation from the intermediate gear separator is transmitted to the
Таким образом, расположение элементов в указанной последовательности и компановка их так, что выходное звено поступательной передачи проходит внутри всех элементов, позволяет существенно сократить габариты и массу электромеханического силового минипривода, а введение двух электромагнитных муфт, подключенных указанным способом с рассмотренной коммутацией, позволяет удерживать нагрузку в заданном положении без потребления энергии и отключать электродвигатель от редуктора. В результате при отказе в системе управления или двигателе мини-привод переводится в пассивный режим работы, при котором он не будет создавать противодействия для работы других устройств, что расширяет функциональные возможности электромеханического силового мини-привода.Thus, the arrangement of the elements in the indicated sequence and their arrangement in such a way that the output link of the translational transmission passes inside all the elements can significantly reduce the dimensions and mass of the electromechanical power mini-drive, and the introduction of two electromagnetic couplings connected in the indicated manner with the considered switching allows holding the load in set position without energy consumption and disconnect the electric motor from the gearbox. As a result, in the event of a failure in the control system or the engine, the mini-drive is put into a passive mode of operation, in which it will not create resistance to the operation of other devices, which expands the functionality of the electromechanical power mini-drive.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012137639/11A RU2526366C2 (en) | 2012-09-03 | 2012-09-03 | Electromechanical mini-drive of translational action |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012137639/11A RU2526366C2 (en) | 2012-09-03 | 2012-09-03 | Electromechanical mini-drive of translational action |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012137639A RU2012137639A (en) | 2014-03-10 |
| RU2526366C2 true RU2526366C2 (en) | 2014-08-20 |
Family
ID=50191504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012137639/11A RU2526366C2 (en) | 2012-09-03 | 2012-09-03 | Electromechanical mini-drive of translational action |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2526366C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2671662C2 (en) * | 2017-02-10 | 2018-11-06 | Акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (АО МНПК "Авионика") | Translational electromechanical drive |
| RU2714042C1 (en) * | 2016-07-01 | 2020-02-11 | Западоческа Универзита В Плзни | Compact drive device for self-propelled vehicles |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2611471C2 (en) * | 2015-06-18 | 2017-02-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) | Electromechanical power mini-drive with rotating or forward motion of output link in modular design |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1352116A1 (en) * | 1985-06-21 | 1987-11-15 | Красноярский Политехнический Институт | Wave screw transmission |
| RU2265147C1 (en) * | 2004-03-15 | 2005-11-27 | Московский авиационный институт (государственный технический университет) | Wave-gear actuator |
| CN202100248U (en) * | 2010-12-28 | 2012-01-04 | 中国海洋石油总公司 | Underground harmonic gear transmission device suitable for well drilling |
| EP2463485A1 (en) * | 2010-12-10 | 2012-06-13 | Delphi Technologies, Inc. | Electric drive camshaft phaser with torque rate limit at travel stops |
-
2012
- 2012-09-03 RU RU2012137639/11A patent/RU2526366C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1352116A1 (en) * | 1985-06-21 | 1987-11-15 | Красноярский Политехнический Институт | Wave screw transmission |
| RU2265147C1 (en) * | 2004-03-15 | 2005-11-27 | Московский авиационный институт (государственный технический университет) | Wave-gear actuator |
| EP2463485A1 (en) * | 2010-12-10 | 2012-06-13 | Delphi Technologies, Inc. | Electric drive camshaft phaser with torque rate limit at travel stops |
| CN202100248U (en) * | 2010-12-28 | 2012-01-04 | 中国海洋石油总公司 | Underground harmonic gear transmission device suitable for well drilling |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2714042C1 (en) * | 2016-07-01 | 2020-02-11 | Западоческа Универзита В Плзни | Compact drive device for self-propelled vehicles |
| RU2671662C2 (en) * | 2017-02-10 | 2018-11-06 | Акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (АО МНПК "Авионика") | Translational electromechanical drive |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012137639A (en) | 2014-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8058823B2 (en) | Actuator system with a multi-motor assembly for extending and flexing a joint | |
| JP6874078B2 (en) | Transmission | |
| US20100038983A1 (en) | Actuator system with a motor assembly and latch for extending and flexing a joint | |
| RU2010123447A (en) | DEVICE FOR ELECTROMECHANICAL DRIVE OF AERODYNAMIC SURFACE OF Aircraft | |
| RU2526366C2 (en) | Electromechanical mini-drive of translational action | |
| EP2586702A3 (en) | Compact two axis gimbal for control stick | |
| EP3128207B1 (en) | Beveled disc type stepless transmission | |
| CN110103018A (en) | PWG type differential type planetary roller screw assembly tool and its assembly method | |
| WO2008085082A1 (en) | Power mini-drive | |
| WO2019103124A8 (en) | Electric actuator | |
| RU171949U1 (en) | Aircraft electric drive | |
| RU2678385C1 (en) | Electromechanical steering drive of rotary action | |
| RU185563U1 (en) | ELECTROMECHANICAL DRIVE | |
| RU2671662C2 (en) | Translational electromechanical drive | |
| RU2546792C2 (en) | Rocket steering drive unit | |
| RU2766637C1 (en) | Drive structure | |
| CN108006185B (en) | Linear and/or rotary motion actuator | |
| RU2611471C2 (en) | Electromechanical power mini-drive with rotating or forward motion of output link in modular design | |
| RU56524U1 (en) | MOTOR REDUCER | |
| RU2740978C1 (en) | Rudder unit of missile or projectile | |
| RU214246U1 (en) | Sliding Electromechanical Actuator | |
| RU2519612C2 (en) | Loop-shape power mini-drive | |
| RU187959U1 (en) | ELECTROMECHANICAL DRIVE | |
| RU2153613C1 (en) | Planetary cycloid reduction gear | |
| RU188814U1 (en) | Humanoid robot foot actuator |