Привод линейного перемещения исполнительного механизма

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для перемещения различных исполнительных механизмов, например руки манипулятора. Целью изобретения является повышение КПД и снижение энергозатрат. Устройство содержит источник питания, установленный на основании индуктор, якорь, управляемые фиксаторы крайних положений, упругий элемент, блок аккумулирования электрической энергии, инвертор и генератор, причем источник питания электрически соединен через блок аккумулирования электрической энергии с индуктором и инвертором, якорь механически связан с подвижным звеном, взаимодействующим с генератором. Упругий элемент связан с подвижным звеном и с основанием, а генератор электрически связан с инвертором. Для осуществления прямого хода подвижного звена блок аккумулирования электроэнергии, заряженный от источника питания, подключается к индуктору, в который при этом втягивается якорь. Обратный ход подвижного звена производится за счет растянутого упругого элемента, который при этом сжимается. В этом случае производится подключение генератора и инвертора к блоку аккумулирования электроэнергии, который подзаряжается. Таким образом, осуществляется рекуперация энергии, которая вновь используется при прямом ходе подвижного звена. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 25 J 9/00, 9/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И (21) 4640204/08 (22) 18.01.89 (46) 15.07.91. Бюл. ¹ 26 (71) Институт машиноведения им. А.А.Благонравова (72) С.В. Колодезе в, П.И. Ч и наев, В.Л.Афонин и Т.В.Колосова (53) 621-229.72(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1570892, кл, В 25 J 9/00, 1987. (54) ПРИВОД ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для перемещения различных исполнительных механизмов, например руки манипулятора, Целью изобретения является повышение

КПД и снижение энергозатрат. Устройство содержит источник питания, установленный на основании индуктор, якорь, управляемые фиксаторы крайних положений, упругий элемент, блок аккумулирования электричеИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано для перемещения, например, руки манипулятора.

Целью изобретения является снижение энергозатрат и повышение КПД за счет рекуперации электроэнергии.

На чертеже изображена схема привода линейного перемещения.

Устройство содержит источник 1 постоянного тока, преобразователь 2 напря.жения, индуктор 3, якорь 4, управляемые фиксаторы 5 крайних положений, упругий элемент 6., основание 7, а также блок 8 аккумулирования электрической энергии, инвертор 9, генератор 10, элементы комму„„5U 1662838 А1 ской энергии, инвертор и генератор, причем источник питания электрически соединен через блок аккумулирования электрической энергии с индуктором и инвертором. якорь механически связан с подвижным звеном, взаимодействующим с генератором. Упругий элемент связан с подвижным звеном и с основанием, а генератор электрически связан с инвертором, Для осуществления прямого хода подвижного звена блок аккумулирования электроэнергии, заряженный от источника питания, подключается к индуктору, в который при этом втягивается якорь. Обратный ход подвижного звена производится за счет растянутого упругого элемента, который при этом сжимается, В этом случае производится подключение генератора и инвертора к блоку аккумулирования электроэнергии, который подзаряжается. Таким образом, осуществляется рекуперация энергии, которая вновь используется при прямом ходе подвижного звена. 1 ил. тации — нормально открытый 11 и нормально закрытый 12 контакты и выключатель 13, механически соединенные с фиксаторами 5.

Источник 1 постоянного тока и преобразователь 2 напряжения представляют собой источник питания, блок 8 может быть выполнен в виде конденсатора, а индуктор 3 представляет собой, например, соленоид с якорем 4 из магнитомягкого материала. С якорем 4 механически связано подвижное звено 14, взаимодействующее с генератором 10 и связанное с основанием 7 через упругий элемент 6.

Привод линейного перемещения работает следующим образом.

1662838

4г

Составитель Н,Богданов

Редактор Т.Лазоренко Техред М.Моргентал Корректор M.Ложо

Заказ 2228 Тираж 480 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва,:K-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина. 101

В начальный момент времени контакты

12 и 11 находятся в исходном состоянии, Напряжение от маломощного источника 1 постоянного тока посредством преобразователя 2 напряжения трансформируется до требуемого значения и заряжает малым то ком блок 8 аккумулирования электрической

,энергии. В требуемый момент времени за мыкается выключатель 13 и катушка индуктора 3 подключается к выводам блока 8, При этом ток, возникающий в катушке индукто, ра 3, определяется напряжением на выходе блока 8 (т.е, на обкладке конденсатора) и собственным сопротивлением катушки индуктора 3. Развивающаяся при этом намагничивающая сила действует на якорь 4, вызывая его втягивание в индуктор 3, что определяет перемещение подвижного зве на 14. Одновременно с движением якоря 4 начинается удлинение упругого элемента 6, при этом сила противодействия движению якоря 4 пропорциональна жесткости упру,roro элемента 6 (пружины) и ее удлинению. ,Усилие, развиваемое в катушке индуктора 3, уменьшается во времени по экспоненциальному закону, При равенстве усилий, создаваемых в индукторе 3 и упругом элементе 6, поступательное движения якоря 4 прекращается и

,якорь 4 становится на соответствующий фиксатор 5, В следующий требуемый момент времени якорь 4 снимается с фиксатора 5, при этом контакт 12 разомкнут 4 замкнут контакт 11. Под действием усилия, развиваемого упругим элементом 6, якорь 4 начинает двигаться в обратном направлении, при этом на выходе генератора 10 наводится ЭДС.

Управляя инвертором 9, можно регулировать ток, протекаемый в генераторе

% 10, что определяет величину развивае"мого тормозного момента, пропорциональную обратному движению якоря 4. Это влияет на скорость обратного хода подвижного звена, Ток, протекающий в генераторе

10 10, определяет величину тока заряда конденсатора 8, при этом рекуперируется энергия, запасенная в упругом элементе 6, т,е. в конденсаторе 8 аккумулируется энергия, используемая з следующем цикле движения

15 при его подключении к индуктору 3.

Формула изобретения

Привод линейного перемещения исполнительного механизма, содержащий установленный на основании индуктор, якорь, 20 механически связанный с подвижным звеном, управляемые фиксаторы крайних положений, упругий элемент, связанный с подвижным звеном, а также источник питания, отличающийся тем, что, с целью

25 снижения энергозатрат и повышения КПД, в него введены последовательно соединенные генератор, элемент коммутации, инвертор и блок аккумулирования электроэнергии., соединенный также с источни30 ком питания, при этом генератор имеет возможность постоянного взаимодейст. вия с подвижным звеном, блок аккумулирования электроэнергии связан также через дополнительно введенные элементы

35 коммутации с индуктором, а упругий элемент вторым концом связан с основанием.