Модуль лінійного переміщення

Реферат: Модуль лінійного переміщення містить основу, на якій розташований механізм повздовжнього переміщення каретки у вигляді гвинтової передачі, кроковий двигун як привід і систему кріплення модуля. Основа виконана у вигляді двох циліндричних напрямних, між якими на одній вісі розміщені кроковий двигун, муфта, ходовий гвинт і каретка з можливістю повздовжнього руху по цих напрямних. Система кріплення модуля виконана у вигляді двох обертових вузлів, які розміщені по обидва кінці напрямних з можливістю обертання на кут 180° і кріплення у будьякій площині під будь-яким кутом. UA 68238 U (12) UA 68238 U UA 68238 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі верстатобудування, а саме до модульного принципу побудови верстатів з паралельною кінематикою, і може бути використана для створення верстатів різноманітних каркасних компоновок на модульному принципі з механізмами паралельної структури. Відомий модуль лінійних переміщень (див., наприклад, [1]), що містить основу з плоскими напрямними, на якій розташований механізм повздовжнього переміщення каретки у вигляді гвинтової передачі і систему кріплення по торцю для приводу. Плоскі напрямні виконані за одне ціле з основою, що збільшує вагу модуля. Крім того, відсутня система кріплення модуля по обидва кінці напрямних, що обмежує універсальність використання модуля для різних компоновок верстатів. Відомий також пристрій лінійних переміщень [2], в якому як привід використаний електродвигун, зв'язаний з гвинтовою передачею і системою кріплення на одному кінці. Недоліком пристрою є відсутність напрямних, що також обмежує універсальність його використання як модуля. Як найближчий аналог, прийнятий за прототип, вибраний модуль лінійного переміщення [3], що містить основу, на якій розташований механізм повздовжнього переміщення каретки у вигляді гвинтової передачі, кроковий двигун як привід і систему кріплення модуля. Недоліками прототипу є: по-перше, використання масивної основи, що обумовлює велику металоємність і складність конструкції; по-друге, конструкція модуля дозволяє встановлювати його лише у горизонтальній площині і унеможливлює його позиціювання у вертикальній площині або під кутом. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення модуля лінійного переміщення шляхом виконання основи у вигляді двох циліндричних напрямних, між якими на одній вісі розміщені кроковий двигун, муфта, ходовий гвинт і каретка, яка повздовжньо рухається по цих напрямних, а система кріплення модуля виконана у вигляді двох обертових вузлів, що дозволяє досягнути технічний результат - зменшення металоємності і складності конструкції, а також розширення функціональних можливостей. Розв'язання задачі досягається тим, що в модулі лінійних переміщень, що містить основу, на якій розташований механізм повздовжнього переміщення каретки у вигляді гвинтової передачі, кроковий двигун як привід і систему кріплення модуля, згідно з корисною моделлю, основа виконана у вигляді двох циліндричних напрямних, між якими на одній осі розміщені кроковий двигун, муфта, ходовий гвинт і каретка з можливістю повздовжнього руху по цих напрямних, а система кріплення модуля виконана у вигляді двох обертових вузлів, які розміщені по обидва кінці напрямних з можливістю обертання на 180° і кріплення у будь-якій площині під будь-яким кутом. Виконання напрямних циліндричними зменшує їх металоємність і складність конструкції, а виконання системи кріплення у вигляді двох обертових вузлів розширює функціональні можливості модуля. Таким чином досягається бажаний технічний результат. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де: на фіг. 1 зображена запропонована конструкція модуля лінійного переміщення; фіг. 2 - приклад застосування модуля в основі тригранної пірамідальної конструкції [1, 4]; фіг. 3 - приклад застосування модуля в основі чотиригранної пірамідальної конструкції [1, 4]; фіг. 4 - приклад застосування модуля в основі клиноподібної чотиригранної конструкції [5]; фіг. 5 - приклад застосування модуля в основі верстата клиноподібної каркасної компоновки з механізмами паралельної структури [5]. Модуль (фіг. 1) містить несучу систему у вигляді двох циліндричних напрямних 1, до яких прикріплений кроковий двигун 2, обертовий момент від двигуна через муфту 3 передається на ходовий гвинт 4, який закріплений в підшипниках 5 та 6, і приводить до руху каретку 7. Підшипники 5 та 6 розміщені в корпусах 8 та 9, які також прикріплені до напрямних 1. Каретка 7 містить в собі ходову гайку 10 і втулки 11, крім того на каретці 7 з чотирьох сторін виконані різьбові отвори 12. Обидва кінці напрямних 1 закріплені в циліндрах 13, які обертаються і фіксуються в необхідному положенні в опорах 14 за допомогою гвинтів 15. В опорах 14 виконані різьбові отвори 16 для кріплення модуля. На фіг. 2 зображено приклад застосування модуля в основі тригранної пірамідальної конструкції, яка утворює каркас для побудови верстата з паралельною кінематикою на штангах постійної довжини, який містить нижню та верхню основи 17 та 18, що з'єднані між собою модулями 19 [4]. На фіг. 3 зображено приклад застосування модуля в основі чотиригранної пірамідальної конструкції, яка утворює каркас для побудови верстата з паралельною кінематикою на штангах постійної довжини, який містить нижню та верхню основи 17 та 18, що з'єднані між собою модулями 19. 1 UA 68238 U 5 10 15 20 25 На фіг. 4 зображено приклад застосування модуля в основі клиноподібної чотиригранної конструкції, яка утворює каркас для побудови верстата з паралельною кінематикою на штангах постійної довжини, який містить нижню основу 17 і верхню основу - траверсу-балку 18, що з'єднані між собою модулями 19 [5]. На фіг. 5 зображено приклад застосування модуля в основі верстата клиноподібної каркасної компоновки з механізмами паралельної структури [1, 5], побудованого на модульному принципі, який містить нижню та верхню основи 17 і 18, що з'єднані між собою модулями 19, шарніри 20 які розміщені на каретках 7 модулів 19 та на платформі 21 і з'єднані між собою штангами постійної довжини 22. На платформі 21 закріплений мотор-шпиндель 23. Модуль лінійного переміщення може знайти широке використання у верстатобудуванні для створення верстатів нового покоління з паралельною кінематикою на модульному принципі, а також в навчальному процесі у ВНЗ для вивчення і дослідження механізмів паралельної структури. Крім того, модуль лінійного переміщення може знайти широке використання у робототехніці для побудови високошвидкісних роботів-маніпуляторів нового покоління. Джерела інформації 1. Кузнецов Ю.М., Дмитрієв Д.О., Діневич Г.Ю. Компоновки верстатів з механізмами паралельної структури / Під ред. Ю.М. Кузнецова. - Херсон: ПП Вишемирський B.C., 2009. - 456 с. (рис. 7.15 на стор. 385) 2. Europatent WO 2010/089073. Spindle motor. Gabriel Markus, Dittes Gerhard. PCT/EP 2010/000598. 12.08.2010 3. United States Patent № 7,794,150 B2. Linear module. Bernhard Keller, Steffen Pfister. Sep. 14, 2010 4. Патент України на винахід №86533. Багатокоординатний свердлильно-фрезерний верстат. Кузнецов Ю.М., Дмитрієв Д.О., Діневич Г.Ю. МПК B23Q 1/00, В23В 39/00, опубл. 27.04.2009, бюл. № 8. 5. Патент України на корисну модель №35576. Багатокоординатний свердлильнофрезерний верстат. Кузнецов Ю.М., МПК В23В 39/00, В23С 1/00, опубл. 25.09.2008, бюл. № 18. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Модуль лінійного переміщення, що містить основу, на якій розташований механізм повздовжнього переміщення каретки у вигляді гвинтової передачі, кроковий двигун як привід і систему кріплення модуля, який відрізняється тим, що основа виконана у вигляді двох циліндричних напрямних, між якими на одній осі розміщені кроковий двигун, муфта, ходовий гвинт і каретка з можливістю повздовжнього руху по цих напрямних, а система кріплення модуля виконана у вигляді двох обертових вузлів, які розміщені по обидва кінці напрямних з можливістю обертання на кут 180° і кріплення у будь-якій площині під будь-яким кутом. 2 UA 68238 U 3 UA 68238 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4