КОНСТРУКЦИЯ ПРИВОДА
DRIVE STRUCTURE

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.
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.
Недостатком привода является сложность конструкции, малая грузоподъемность вследствие того, что входным звеном является сепаратор с телами качения, а выходным звеном винт, расположенный внутри сепаратора.
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.
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.
Признаки прототипа, являющиеся общими с заявляемым техническим решением, - электродвигатель, винт, гайка.
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.
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 возможностью установки последующего несущего основания.
Кроме того, винт выполнен с ограничителем движения гайки.
Кроме того, входным звеном является муфта с вращающимся винтом.
Кроме того, выходным звеном является гайка, соединенная посредством шарниров, с силовыми тягами.
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 возможностью установки последующего несущего основания.
Установка электродвигателя на несущем основании позволяет упростить конструкцию.
Использование муфты позволяет облегчить и упростить конструкцию привода.
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.
Использование по крайней мере одной силовой тяги позволяет увеличить грузоподъемность привода
Использование шарнирных соединений: фундаментная площадка -несущее основание; гайка - силовые тяги, силовые тяги - фундаментная площадка позволяет равномерно распределять нагрузку по всей конструкции привода.
Фундаментная площадка имеет возможность вращаться вокруг своей оси ±360 град, вокруг своей оси, например, при помощи электродвигателя (на чертежах не показано).
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.
Несущее основание выполнено таким образом, чтобы было возможность установить последующие несущие основания.
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.
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.
Конструкция привода осуществляет работу следующим образом.
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.
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.
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.