RU2759348C1

RU2759348C1 - Steering drive actuator

Info

Publication number: RU2759348C1
Application number: RU2020141450A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Литвиненко; Юрий Михайлович Крылов; Александр Александрович Агапов; Владимир Викторович Доценко; Роман Владиславович Прокудин
Priority date: 2020-12-15
Filing date: 2020-12-15
Publication date: 2021-11-12

Abstract

FIELD: drive elements.

SUBSTANCE: invention relates to the structure of drives that ensure the movement of an actuator in space. A steering drive actuator contains a base, two reels, each of which is equipped with a drive, wherein reels are connected to each other by means of a flexible tape wound on them, as well as bearing elements with contact bearings that can interact with the flexible tape wound on reels. Bearing elements of bearings are made in the form of balancers mounted on a rack of a rotary element made with the possibility of rigid fastening on a steering plane.

EFFECT: expansion of the scope of application due to the implementation of rotational motion without the introduction of additional links and complication of the structure.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к робототехнике, а именно к конструкции приводов, обеспечивающих перемещение исполнительного органа в пространстве.The invention relates to robotics, and in particular to the design of drives that ensure the movement of the executive body in space.

Известен привод робота (Авторское свидетельство Литвиненко A.M. СССР №1442394, опубл. 07.12.88, бюл. №45, заявка №4242358/31-08 от 11.05.87), который содержит установленные на рабочей зоне робота, в точках позиционирования схвата, неподвижную часть, выполненную в виде магнитопроводов, и подвижную часть с активными токопроводящими элементами, выполненную в виде якоря электрического двигателя, установленного на звене руки робота, где также установлен щеточный узел. Около якоря в плоскости, параллельно его оси, закреплена электрическая обмотка, образующая систему возбуждения для всех магнитопроводов. Рука робота установлена на поворотной колонне, расположенной на основании.Known robot drive (Litvinenko AM USSR author's certificate No. 1442394, publ. 07.12.88, bul. No. 45, application No. 4242358 / 31-08 from 11.05.87), which contains fixed on the working area of the robot, at the positioning points of the gripper, stationary a part made in the form of magnetic circuits and a movable part with active conductive elements made in the form of an electric motor armature mounted on a link of the robot arm, where the brush assembly is also installed. An electrical winding is fixed near the armature in a plane parallel to its axis, which forms an excitation system for all magnetic circuits. The robot arm is mounted on a pivot column located on the base.

Недостатком данного устройства является сложность исполнения, которая обусловлена необходимостью строгого соблюдения линейного размера.The disadvantage of this device is the complexity of execution, which is due to the need for strict adherence to the linear size.

Также известен исполнительный орган робота (Патент РФ Литвиненко А.М. №2250818, опубл. 27.04.2005, бюл. №12, заявка №2003124121/02 от 31.07.2003), состоящий из четырех гибких элементов, имеющих желобчатую форму. Элементы присоединены к крестовине с помощью шаровых шарниров. К середине крестовины прикреплен схват. Места крепления ленты к шарнирам выполнены в виде колодок, придающих зажатому концу ленты изгиб в поперечном сечении. На элементы одеты формостабилизирующие элементы, представляющие собой пластину с четырьмя прорезями, сделанными по форме изгиба элементов. Формостабилизирующие элементы присоединены к схвату при помощи тросовой гибкой связи с узлами. По мере выдвижения руки количество задействованных формостабилизирующих элементов увеличится. Вторые концы элементов пропущены через формообразующие направляющие и намотаны на барабан с приводами. Барабаны каждой степени подвижности установлены в каретке, движущейся по вертикальной поворотной колонне манипулятора. Формообразующие направляющие представляют собой брус из антифрикционного материала (фторопласта), на одной грани которого выполнена дугообразная прорезь, а недостатком данного устройства является небольшое усилие, развиваемое приводом.Also known is the executive body of the robot (RF Patent AM Litvinenko No. 2250818, publ. 04/27/2005, bull. No. 12, application No. 2003124121/02 dated 07/31/2003), consisting of four flexible elements having a grooved shape. The elements are connected to the cross using ball joints. A grab is attached to the middle of the cross. The attachment points of the tape to the hinges are made in the form of blocks, which impart a bend in the cross section to the clamped end of the tape. The elements are equipped with form-stabilizing elements, which are a plate with four slots made in the shape of the bending of the elements. The form-stabilizing elements are attached to the gripper by means of a flexible cable connection with the nodes. As the arm extends, the number of form-stabilizing elements involved will increase. The second ends of the elements are passed through the forming guides and wound onto a drum with drives. The drums of each degree of mobility are installed in a carriage moving along the vertical rotary column of the manipulator. The shaping guides represent a bar made of antifriction material (fluoroplastic), on one edge of which an arcuate slot is made, and the disadvantage of this device is the small force developed by the drive.

Наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является исполнительный орган робота (Патент РФ Литвиненко A.M. Бохер Р.М. №2653397, опубл. 08.05.2018, бюл. №13, заявка №2015149070 от 16.11.2015), состоящий из привода исполнительного органа снабженного дополнительным барабаном с приводом, установленным на основании с основным барабаном, и направляющими со штоком, присоединенным к каретке и связанным с исполнительным органом манипулятора, при этом гибкий элемент намотан на основной и дополнительный барабаны, каретка выполнена с двумя группами роликов, каждая из которых расположена в контакте с гибким элементом основного и дополнительного барабанов и установлена между упомянутыми основными барабанами, приводы которых связаны с системой управления манипулятора.The closest to the declared one in terms of the totality of essential features is the robot's executive body (RF Patent Litvinenko AM Boher RM No. 2653397, publ. 05/08/2018, bulletin No. 13, application No. 2015149070 of 11/16/2015), consisting of a drive of the executive body equipped with an additional drum with a drive installed on the base with the main drum, and guides with a rod attached to the carriage and connected to the manipulator actuator, while the flexible element is wound on the main and additional drums, the carriage is made with two groups of rollers, each of which is located in contact with the flexible element of the main and additional drums and is installed between the said main drums, the drives of which are connected with the manipulator control system.

Недостатком данного устройства является большие габариты поскольку барабаны разнесены на длину каретки, а также невозможность реализации поворотного перемещения без применения дополнительных рычагов.The disadvantage of this device is its large dimensions, since the drums are spaced by the length of the carriage, as well as the impossibility of implementing rotary movement without the use of additional levers.

Изобретение направлено на улучшение эксплуатационных характеристик.The invention is aimed at improving operational characteristics.

Это достигается тем что исполнительный орган рулевого привода, содержащий барабаны с приводом, контактные подшипники с несущими элементами, основание, согласно изобретению несущие элементы подшипников выполнены в виде балансиров, установленных на стойке поворотного элемента, жестко закрепленного с рулевой плоскостью.This is achieved by the fact that the actuator of the steering drive, containing drums with a drive, contact bearings with bearing elements, the base, according to the invention, the bearing elements are made in the form of balancers mounted on the pivot of the rotary element rigidly fixed to the steering plane.

Сущность изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 - вид сверху в среднем положении рулевой плоскости, на фиг. 2 - вид сверху в крайнем левом положении, на фиг. 3 - вид справа, на фиг. 4 - вид сзади.The essence of the invention is illustrated in the drawing, where FIG. 1 is a top view in the middle position of the steering plane, FIG. 2 is a top view in the extreme left position, FIG. 3 is a right side view, FIG. 4 is a rear view.

Приводной блок содержит в себе основание 1, двигатели 2, гибкую ленту 3, намотанную на барабаны 4 и 5. В контакте с барабанами расположены контактные подшипники 6, закрепленные на балансирах 7. Рулевая плоскость 8 зафиксирована на оси 9, установленной в корпусе летательного аппарата (не показано на чертеже). Балансиры 7 подвижно соединены со стойкой поворотного элемента 10, которая жестко соединена с рулевой плоскостью 8. К валу двигателя подключены датчики перемещения (не указаны на чертеже).The drive unit contains a base 1, engines 2, a flexible tape 3 wound on drums 4 and 5. In contact with the drums, contact bearings 6 are located, fixed on the balancers 7. The steering plane 8 is fixed on the axis 9, installed in the aircraft body ( not shown in the drawing). The balancers 7 are movably connected to the strut of the rotary element 10, which is rigidly connected to the steering plane 8. Displacement sensors (not shown in the drawing) are connected to the motor shaft.

Исполнительный орган работает следующим образом. При вращении двигателей 2 гибкая лента 3 наматывается на барабаны 4 и 5, вследствие чего изменяется внешний диаметр барабанов. При изменении диаметра барабанов 4 и 5 происходит перемещение контактных подшипников 6, которые закреплены на балансирах 7, которые в свою очередь подвижно соединены со стойкой поворотного элемента 10, которая жестко соединена с рулевой плоскостью 8, вследствие чего при изменении диаметров барабанов 4 и 5 происходит перемещение рулевой плоскости.The executive body works as follows. When the motors 2 rotate, the flexible tape 3 is wound on drums 4 and 5, as a result of which the outer diameter of the drums changes. When the diameter of drums 4 and 5 changes, the contact bearings 6 move, which are fixed on the balancers 7, which in turn are movably connected to the pivot element 10, which is rigidly connected to the steering plane 8, as a result of which, when the diameters of the drums 4 and 5 change, the movement occurs steering plane.

Исполнительный орган имеет следующие технические преимущества: уменьшенные габаритные показатели за счет выполнения поворотного механизма в виде единой стойки поворотного элемента 10, а также максимального приближения поворотной оси 9 рулевой плоскости 8 к основанию 1, возможность вращательного движения без введения дополнительных звеньев и усложнения конструкции. Следствием этих технических преимуществ является с одной стороны уменьшение стоимости за счет уменьшения базы, с другой стороны расширение области применения за счет возможности вращательного движения.The executive body has the following technical advantages: reduced overall dimensions due to the implementation of the rotary mechanism in the form of a single rack of the rotary element 10, as well as the maximum approach of the rotary axis 9 of the steering plane 8 to the base 1, the possibility of rotational movement without introducing additional links and complicating the design. The consequence of these technical advantages is, on the one hand, a reduction in cost due to a reduction in the base, on the other hand, an expansion of the field of application due to the possibility of rotary movement.

Claims

The actuator of the steering drive, containing a base, two drums, each of which is equipped with a drive, and the drums are connected to each other by means of a flexible tape wound on them, as well as bearing elements with contact bearings that can interact with a flexible tape wound on the drums, characterized in that that the bearing elements of the contact bearings are made in the form of balancers mounted on the pivot of the rotary element made with the possibility of rigid attachment to the steering plane.