электромеханический привод

Формула изобретения

Электромеханический привод, например, для поворотных антенн, содержащий основание, на котором установлен корпус привода рабочего звена, электродвигатель и датчик положения, роторы которых выполнены в виде колец, винтовую пару, включающую в себя втулку с роликами и изогнутый ходовой винт, отличающийся тем, что статоры электродвигателя и датчика положения жестко установлены в корпусе привода, а их роторы жестко укреплены на втулке, связанной с основанием посредством подшипника, ролики установлены внутри втулки попарно под углом 90^o друг к другу с возможностью взаимодействия с изогнутым по радиусу ходовым винтом в виде сектора, причем центр радиуса ходового винта совпадает с центром вращения рабочего звена, общие оси пар роликов подвижно размещены во втулке посредством резьбовых втулок с шагом, равным шагу ходового винта в пределах одного витка резьбы, между торцом втулки и осью каждой пары роликов установлена пружина.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электромеханическим приводам и может найти широкое применение в различных устройствах, где рабочее звено совершает секторное качание, например, в радиолокационных антеннах с механическим сканированием зеркала.

Известен электромеханический привод, содержащий двигатель с редуктором, и связанную с ним винтовую пару, гайка которой через шарнир связана с зеркалом, а винт через шарнир связан с основанием, (см. авт. св-во N 1198294, F 16 H 25/20). Наличие дополнительных кинематических звеньев в виде шарниров усложняет конструкцию и увеличивает люфты, что отрицательно сказывается на работе следящего привода для р/л антенн.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство по патенту N 2031283, МПК F 16 H 25/20, содержащее приводной двигатель, связанное с ним посредством зубчатой передачи ведущее звено в виде гайки, взаимодействующее с гайкой промежуточное звено в виде кольца с винтовой нарезкой и ведомый зубчатый элемент, взаимодействующий с промежуточным звеном. Наличие зубчатой передачи между гайкой и приводным двигателем, промежуточного и ведомого звена, дополнительной винтовой нарезки на промежуточном звене, жестко установленных на осях роликов, входящих в ведомое звено, усложняет конструкцию, уменьшает точность и жесткость кинематической цепи привода в целом.

Задачей изобретения является получение минимальных массогабаритных параметров, высокой точности и жесткости привода и упрощение его конструкции.

Это достигается тем, что электромеханический привод содержит основание, рабочее звено (антенну), электродвигатель, датчик положения, винтовую пару в виде втулки с роликами и изогнутого ходового винта, при этом статоры двигателя и датчика жестко установлены в корпусе привода, роторы двигателя и датчика жестко укреплены на втулке, связанной с основанием посредством подшипника, а внутри втулки установлены ролики попарно под углом 90^o друг к другу, взаимодействующие с изогнутым по радиусу ходовым винтом в виде сектора, причем центр радиуса ходового винта совпадает с центром вращения рабочего звена (антенны), общая ось каждой пары роликов (водило) подвижно размещена во втулке посредством резьбовых втулок с шагом, равным шагу ходового винта в пределах одного витка резьбы, между торцем втулки и осью каждой пары роликов установлена пружина (например, тарельчатая).

Электромеханический привод изображен на фиг. 1 и фиг. 2.

На фиг. 1 изображен общий вид привода.

На фиг.2 дано расположение роликов во втулке.

Привод состоит из статора 1 двигателя, ротора 2 двигателя, статора 3 датчика, ротора 4 датчика, рабочего звена (антенны) 5, основания 6, изогнутого по радиусу ходового винта 7 (выполненного в виде сектора), втулки 8, подшипника 9, корпуса 10, общей оси каждой пары роликов (водило) 11, резьбовых втулок 12, установленных попарно под углом 90^o, роликов 13, пружины 14.

Корпус 10 привода установлен на основании 6. Основание 6 подвижно, связано с рабочим звеном (антенны) 5. На рабочем звене 5 жестко установлен изогнутый по радиусу ходовой винт 7.

В корпусе 10 привода укреплены статоры 1 и 3 двигателя и датчика и наружное кольцо подшипника 9. На внутреннем кольце подшипника 9 установлена втулка 8. На втулке 8 укреплены роторы 2 и 4 двигателя датчика. Внутри втулки 8 посредством осей 11 установлены ролики 13. Ролики 13 установлены попарно под углом 90^o друг к другу так, что каждая пара роликов 13 имеет общую ось (водило) 11 и рабочие поверхности роликов 13 контактируют с профилем нарезки ходового винта 7. Водило 11 посредством резьбовой втулки 12 подвижно установлено во втулке 8. Между торцем резьбовой втулки 12 и торцем водила 11 установлена пружина 14. Резьбовые втулки 12 размещены во втулке 8 с шагом, равным шагу ходового винта 7 в пределах одного витка резьбы.

Число пар роликов может колебаться от одной до "n" пар в пределах одного витка и выбирается исходя из механических нагрузок, возникающих при работе привода. Рекомендуется нечетное число пар. Для правильной работы привода необходимо, чтобы общая ось пары роликов 11, равноудаленной от остальных, совпадала с центром изогнутого по радиусу ходового винта 7, а центр радиуса ходового винта 7 должен совпадать с осью вращения антенны 5. Например, если число пар роликов 3, то совпадение осей должно быть у средней пары роликов 13. Термин "совпадение" в данном случае подразумевает то, что ось вращения антенны и общая ось пары роликов находятся в одной плоскости.

Электромеханический привод работает следующим образом. При подаче напряжения на статорную обмотку 1 двигателя начинает вращаться ротор 2. Т.к. ротор 2 жестко укреплен на втулке 8, которая установлена в подшипнике 9, то начинает вращаться втулка 8 и ротор 4 датчика. Установленные попарно ролики 13 катятся по винтовой нарезке ходового винта 7, сообщая ему движение вокруг оси рабочего звена 5 с заданной редукцией в ту или другую сторону. Зазоры в системе ходовой винт - ролики выбираются резьбовой втулкой 12, а компенсация геометрических и технологических погрешностей осуществляется пружиной 14. Сокращение промежуточных звеньев привода по сравнению с прототипом, применение в нем втулок 12 и пружин 14 значительно повышает ресурс работы привода и обеспечивает безлюфтовую работу его на протяжении всего срока службы.

Изготовленный на предприятии макет подтвердил правильность выбранного технического решения. В макете использован двигатель ДБМ70-0,16-3-2 и датчик ВТ6-12-0,4-0,16. Роторы этих электромашин выполнены в виде колец. Изогнутый по радиусу R_в ходовой винт в виде сектора имеет шаг резьбы t = 5 мм при R_в= 60 мм.

Число пар роликов равно 5.

Данное изобретение предполагается использовать в различных разработках предприятия при конструировании радиолокационных антенн с механическим сканированием зеркала.