RO122171B1 - Actuator electric, cu mişcare rotativă şi liniară - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un actuator electric, pentru maşini-unelte, roboţi şi altele asemenea. Actuatorul electric, conform invenţiei, este alcătuit dintr-un motor liniar de curent continuu, format dintr-un cilindru feromagnetic (11), la capetele căruia sunt fixaţi doi magneţi permaneţi (12 şi 13), magnetizaţi radial, o carcasă feromagnetică (8), în interiorul căreia sunt montate două bobine (9 şi 10) cilindrice, un capac (6) şi un scut (7), şi dintr-un motor rotativ, format dintr-o bucşă (16) rotorică, pe care sunt fixaţi nişte magneţi permanenţi (17), cu polarităţi alternante, bucşa (16) fiind montată pe un ax(25) găurit, un stator (18) confecţionat din tole şi având nişte crestături (19) în care este plasată o înfăşurare de curent alternativ (20), o carcasă (21) prevăzută cu nişte scuturi (22 şi 23), un traductor de poziţie şi turaţie, motorul rotativ fiind etanşat cu un capac (28),ambele motoare fiind montate pe un ax (1) al unuighidaj liniar cu bile şi fiind montate şi unul în legătură cu celălalt, prin intermediul scutului (22) motorului rotativ şi al scutului (7) motorului liniar.

Description

Invenția se referă la un actuator, care execută atât mișcare rotativă, cât și mișcare liniară, cele două mișcări putându-se executa atât independent, cât și simultan, utilizat în componenta mașinilor unelte, roboților.

Sunt cunoscute actuatoare cu mișcare rotativă și liniară. Un exemplu este redat în fig. 1. Un motor liniar pneumatic a are axul b cuplat la un motor rotativ. Acest motor se poate deplasa liniar pe ghidajul liniar plan d. Axul motorului rotativ e execută o mișcare rotativă și liniară. Dezavantajele acestor soluții cunoscute sunt: inerție mare, accelerații scăzute și reglaj scăzut al parametrilor de mișcare.

Problema tehnică, pe care o rezolvă invenția, constă în asigurarea concomitent sau separat a unei mișcări liniare și a unei mișcări rotative.

Actuatorul cu mișcare rotativă și liniară, conform invenției, înlătură dezavantajele de mai sus, prin aceea că este constituit dintr-un motor liniar de curent continuu, montat pe un ax al unui ghidaj liniar cu bile, ce este format dintr-un cilindru feromagnetic, pe capetele căruia sunt fixați doi magneți permanenți, magnetizați radial, dintr-o carcasă feromagnetică, pe interiorul căreia sunt fixate două bobine cilindrice și care alimentate în curent continuu, asigură deplasarea liniară, dintr-un capac și un scut, în care sunt montate două lagăre, care permit atât mișcarea liniară, cât și mișcarea rotativă; axul este introdus într-o bucșă a unui ghidaj liniar cu bile, care este fixată în interiorul axului unei bucșe rotorice, pe care sunt fixați magneți permanenți cu polarități alternante și care se rotesc în interiorul statorului unui motor rotativ, stator realizat din tole de mașini electrice și în crestăturile căruia se află o înfășurare de curent alternativ, care asigură un câmp învârtitor, iar pe capul axului motorului rotativ este montat rotorul unui traductor de poziție și turație, statorul motorului fiind fixat într-o carcasă cu două scuturi, în care sunt fixați doi rulmenți; statorul trcductorului este fixat în scut; actuatorul asigură atât mișcarea liniară, cât și mișcarea rotativă, independent sau simultan.

Invenția prezintă următoarele avantaje: inerția sistemului este mai mică, permițând accelerații mai ridicate, se folosesc motoare electrice care asigură o reglare mai bună a parametrilor de mișcare.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu fig. 2...8, care reprezintă:

- fig. 1, vedere a unei combinații de actuatoare liniare și de rotație, conform stadiului tehnicii;

- fig. 2, ghidaj liniar cu bile;

- fig. 3, secțiune longitudinală printr-un motor cu mișcare liniară;

- fig. 4, secțiune transversală printr-un motor cu mișcare liniară;

- fig. 5, secțiune longitudinală printr-un motor cu mișcare rotativă;

- fig. 6, secțiune transversală printr-un motor cu mișcare rotativă;

- fig. 7, secțiune longitudinală printr-un motor cu mișcare rotativă și liniară - axul în poziția limită minimă;

- fig. 8, secțiune longitudinală printr-un motor cu mișcare rotativă și liniară - axul în poziția limită maximă.

Actuatorul conform invenției este format dintr-un motor liniar de curent continuu și un motor rotativ cu magneți permanenți de tip sincron, fără perii.

Conform invenției, elementul principal este un ax 1, care se poate roti și se poate deplasa liniar. Axul este în componența unui element mecanic, numit ghidaj liniar cu bile. Funcționarea acestuia este cunoscută din literatură. Pe axul prevăzut cu un canal 2, se poate deplasa, prin intermediul unor bile 3, o bucșă 4. Aceasta are posibilitatea antrenării din exterior, prin intermediul unei pene montate în canalul de pană 5.

RO 122171 Β1

Motorul liniar din fig. 3,4 produce forța, acționând direct asupra axului 1, iar motorul 1 rotativ din fig. 5, 6 produce cuplu, rotind bucșa 4, acesta antrenând în mișcare de rotație axull. 3 în cele ce urmează, este descris motorul liniar. Acesta este de tip motor de curent continuu cu magnet mobil. Are în componență un capac 6 și un scut de prindere 7. Pe inte- 5 riorul carcasei feromagnetice 8 sunt montate două bobine cilindrice 9 și 10. Pe axul 1 este fixat un cilindru feromagnetic 11. La capetele cilindrului 11 sunt fixați doi magneți permanenți 7 și 13, magnetizați radial. Cei doi magneți au sensurile de magnetizare contrare. Conexiunile bobinelor sunt realizate astfel că la alimentarea cu o tensiune continuă, interacțiunea 9 curentului prin bobine cu magneții permanenți 12 și 13 să producă o mișcare liniară a axului 1, prin intermediul cilindrului 11. Dacă se schimbă polaritatea tensiunii de alimentare, se 11 schimbă sensul de deplasare a axului 1. Bobinele sunt alimentate prin intermediul conectorului 14. Axul 1 se spijină pe două lagăre 15 fixate în capacul 6 și respectiv scutul 7. Lagă- 13 rele sunt realizate dintr-un material termoplastic, care permite atât deplasarea liniară, cât și mișcarea rotativă a axului 1. 15 în cele ce urmeză, este descris motorul rotativ (fig. 5, 6). Acesta este un motor sincron cu magneți permanenți, fără perii. O secțiune longitudinală a motorului, fără axul 1, este 17 prezentată în fig. 5. O secțiune transversală este prezentată în fig. 6.

Rotorul motorului este alcătuit dintr-o bucșă feromagnetică 16, pe care sunt lipiți 19 magneții permanenți 17. Magneții au polarități alternante. Statorul 18 al motorului rotativ este format din tole din tablă pentru mașini electrice prevăzute cu crestăturile 19. în crestături se 21 află înfășurarea de curent alternativ 20. Statorul 18 este montat în carcasa 21 prevăzută cu un scut 22 și cu un scut 23 pe care este fixat conectorul 24. Bucșa rotorică 16 este montată 23 pe un ax găurit 25. Pe ax este montat rotorul unui traductor de poziție și turație 26. Statorul 27 al traductorului este montat pe scutul 23. Capacul 28 asigură etanșeitatea motorului. Axul 25 25 se sprijină pe doi rulmenți 29.

în interiorul axului 25, se introduce bucșa 4 fixată de acesta prin intermediul unei 27 pene 30. Deplasarea axială a bucșei 4 este împiedicată prin fixarea bucșei 31 (fig. 5).

Motorul rotativ este alimentat cu tensiuni alternative, în funcție de semnalele primite de la 29 traductor. Se asigură astfel reglarea turației și a poziției unghiulare a motorului.

în continuare, este descris modul de montare a actuatorului cu mișcare rotativă și 31 liniară. Motorul liniar este montat pe scutul 22 al motorului rotativ prin intermediul scutului 7.

Axul 1 se introduce în bucșa 4, ținând cont de canalul 2. 33

Astfel, prin rotirea bucșei 4 de către motorul rotativ, axul 1 se rotește, iar prin deplasarea corpului 11, axul 1 se deplasează liniar. Cele două mișcări pot fi independente sau 35 simultane. în fig. 7 este prezentată o secțiune longitudinală prin actuatorul cu mișcare rotativă și liniară la care deplasarea axului este zero. în fig. 8 este prezentată o secțiune 37 longitudinală prin actuatorul cu mișcare rotativă și liniară, la care axul 1 este deplasat la capăt de cursă (deplasare maximă). 39

Claims (4)

1. Revendicare 41

   Actuator cu mișcare rotativă și liniară, carcaterizat prin aceea că este constituit 43 dintr-un motor liniar de curent continuu, montat pe un ax (1) al unui ghidaj cu bile (
2. 2, 3, 4,

   5), motor ce este format dintr-un cilindru feromagnetic (11), pe capetele căruia sunt fixați doi 45 magneți permanenți, magnetizați radial (12,13), dintr-o carcasă feromagnetică (8), pe interiorul căreia sunt fixate două bobine cilindrice (9, 10) și care alimentate în curent 47 continuu, asigură deplasarea liniară, dintr-un capac (6) și un scut (7), în care sunt montate

   RO 122171 Β1

   1 două lagăre (15), care permit atât mișcarea liniară, cât și mișcarea rotativă, axul (1) fiind introdus în bucșa (4) ghidajului liniar cu bile, care este fixată în interiorul unui alt ax (25) al
3. 3 unei bucșe rotorice (16), pe care sunt fixați niște magneți permanenți (17) cu polarități alternante și care se rotesc în interiorul unui stator (18) al unui motor rotativ, stator ce este reali5 zat din tole de mașini electrice și în crestăturile (19) căruia se află o înfășurare de curent alternativ (20), care asigură un câmp învârtitor, iar pe capul axului motorului rotativ (25) este
4. 7 montat un rotor (26) al unui traductor de poziție și turație, statorul (18) fiind fixat într-o carcasă (21) cu două scuturi (22, 23), în care sunt fixați doi rulmenți (29), statorul (27) traduc9 torului fiind fixat în scutul (23), asigurându-se astfel atât mișcarea liniară, cât și mișcarea rotativă, independent sau simultan.