Планетарный магнитный привод

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(72) Авторы Громыко Петр Николаевич Леневский Геннадий Сергеевич Доконов Тимофей Геннадьевич Громыко Анна Петровна(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) 1. Планетарный магнитный привод, содержащий корпус, внутри которого установлены сателлит и ведомое звено, установленное на корпусе устройство для создания вращающегося концентрично корпусу магнитного поля и выходной вал, связанный с сателлитом,отличающийся тем, что на корпусе и сателлите выполнены конусные поверхности,имеющие возможность взаимодействовать между собой, вершины конусов которых расположены в точке пересечения осей вращения выходного вала и сателлита, причем сателлит составляет с корпусом посредством сферического подшипника сферическую пару, а с ведомым звеном - цилиндрическую пару вращения, при этом на конце ведомого звена жестко закреплен диск, выполненный из магнитного материала, взаимодействующий с магнитным полем, создаваемым устройством для создания вращающего магнитного поля, а связь сателлита с выходным валом осуществлена посредством угловой муфты, расположенной в точке пересечения оси выходного вала и оси симметрии сателлита. 16060 1 2012.06.30 2. Привод по п. 1, отличающийся тем, что включает дополнительные конусные поверхности, выполненные на корпусе и сателлите, имеющие возможность взаимодействовать между собой и расположенные симметрично соответствующим конусным поверхностям корпуса и сателлита относительно осей, проходящих через точку пересечения выходного вала и сателлита. Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве передачи вращения в приводах различных машин, например в приводных сервисных устройствах мобильной техники, приводах бытовой техники, станков и технологическом оборудовании, а также для передачи вращения внутрь закрытого объема. Известен планетарный механизм для передачи вращения в закрытый объем, содержащий неподвижное колесо-стакан из немагнитного материала, цилиндрический роликсателлит (барабан), обкатывающий внутреннюю поверхность стакана (корпуса), электромагнитное водило в виде катушки с внешним приводом 1. Однако в устройстве наблюдаются неравномерность вращения барабана и большой расход электроэнергии для электромагнита водила при горизонтальной оси вращения, что обусловлено воздействием на барабан силы тяжести, которая при вертикальной оси вращения нейтрализуется опорными подшипниками. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому планетарному магнитному приводу является планетарный магнитный привод, состоящий из корпуса, внутри которого расположен с возможностью взаимодействия с его контактирующей поверхностью сателлит, связанный с выходным валом посредством механизма, компенсирующего его прецессию, а также содержащий устройство для создания вращающегося концентрично корпусу магнитного поля 2. В указанном планетарном магнитном приводе вращательное движение сателлита, возникающее вследствие его фрикционного взаимодействия с поверхностью корпуса, тормозится магнитным полем, которое создает усилие прижатие для осуществления указанного выше взаимодействия. Указанное торможение возникает из-за разности скорости вращения сателлита, обусловленной закономерностями трансформации вращения планетарных механизмов, и скорости вращения магнитного поля. Наличие торможения приводит к снижению нагрузочной способности планетарного магнитного привода и низкому значению его КПД. Наличие дополнительных магнитов для компенсации силы тяжести сателлита при вертикальной работе планетарного магнитного привода, а также сложность механизма снятия вращения с сателлита, совершающего плоскопараллельное движение, усложняют конструкцию планетарного магнитного привода. Задачей настоящего изобретения является повышение нагрузочной способности и КПД, а также упрощение конструкции планетарного магнитного привода. Указанная цель достигается тем, что в планетарном магнитном приводе, содержащем корпус, внутри которого установлены сателлит и ведомое звено, установленное на корпусе устройство для создания вращающегося концентрично корпусу магнитного поля и выходной вал, связанный с сателлитом, согласно изобретению, на корпусе и сателлите выполнены конусные поверхности, имеющие возможность взаимодействовать между собой, вершины конусов которых расположены в точке пересечения осей вращения выходного вала и сателлита, причем сателлит составляет с корпусом посредством сферического подшипника сферическую пару, а с ведомым звеном - цилиндрическую пару вращения,при этом на конце ведомого звена жестко закреплен диск, выполненный из магнитного материала,взаимодействующий с магнитным полем, создаваемым устройством для создания вращающего магнитного поля, а связь сателлита с выходным валом осуществлена по 2 16060 1 2012.06.30 средством угловой муфты, расположенной в точке пересечения оси выходного вала и оси симметрии сателлита. Допустимо, что в планетарный магнитный привод, согласно изобретению, могут быть включены дополнительные конусные поверхности, выполненные на корпусе и сателлите,имеющие возможность взаимодействовать между собой и расположенные симметрично соответствующим конусным поверхностям корпуса и сателлита относительно осей, проходящих через точку пересечения выходного вала и сателлита. В предлагаемом планетарном магнитном приводе, с целью устранения магнитного торможения сателлита, сателлит посредством подшипников качения связан с ведомым звеном и составляет с ним вращательную пару. Причем на конце ведомого звена жестко закреплен диск, выполненный из магнитного материала. Это позволяет независимо друг от друга совершать вращательные движения сателлиту, согласно закону планетарного движения, и ведомому звену с диском из магнитного материала в соответствии со скоростью вращения магнитного поля. Разделение вращений позволяет избежать торможения сателлита магнитным полем. Изготовление контактирующих поверхностей сателлита и корпуса конусными с вершинами конусов, расположенными в точки пересечения осей вращения выходного вала и сателлита, позволяет легко статически уравновесить совершающей сферическое движение сателлит, а также упростить конструкцию механизма, компенсирующего прецессию сателлита, путем применения угловой муфты. На фиг. 1 показана условная структурная схема предлагаемого планетарного магнитного привода. На фиг. 2 - вид А при условии создания вращающего магнитного поля механическим путем. На фиг. 3 - тот же вид А, однако в случае создания вращающего магнитного поля на основе использования электрических магнитов, расположенных в круговом порядке. На фиг. 4 - структурный вариант планетарного магнитного привода с дополнительными коническими, взаимодействующими между собой поверхностями на корпусе и сателлите. Планетарный магнитный привод (фиг. 1) содержит корпус 1, на внутренней поверхности которого имеется конусная фрикционная поверхность 2, сателлит 3, имеющий наружную конусную фрикционную поверхность. Так как возможен вариант, когда наружная конусная поверхность выполнена на корпусе 1, а внутренняя конусная поверхность выполнена на сателлите 3, конкретного описания в формуле изобретения на внутреннюю или наружную конусные поверхности на сателлите и корпусе не приведено, при этом сущность предлагаемой заявки, по мнению авторов, от расположения конусных взаимодействующих поверхностей не изменится. Сателлит 3 составляет с корпусом 1 посредством сферического подшипника 4 сферическую пару. Одновременно сателлит 3 посредством подшипников качения 5 составляет вращательную пару с ведомым звеном 6, на конце которого жестко закреплен диск 7, выполненный из магнитного материала. На корпусе 1 размещено устройство 8 для создания вращающегося концентрично корпусу магнитного поля. Вершины конусов конусных фрикционных поверхностей корпуса 1 и сателлита 3 находятся в точке пересечения оси сателлита 3 и оси выходного вала 10. В указанной точке пересечения осей расположена угловая муфта 9, позволяющая передать вращение от сателлита 3 на выходной вал 10. На сателлите 3 расположен противовес 11, позволяющий осуществить статическое уравновешивание системы. Устройство 8 для создания вращающегося концентрично корпусу магнитного поля может быть выполнено в виде постоянного магнита 8 (фиг. 2), приводящегося в круговое вращение механическим путем, или в виде жестко закрепленных на корпусе в круговом порядке с возможностью последовательного подключения электромагнитов 14 (фиг. 3). Допустимо также, что в конструкции предлагаемого планетарного магнитного привода (фиг. 4) дополнительно на корпусе 1 и сателлите 3 выполнены конусные фрикционные поверхности 12 и 13, расположенные симметрично уже имеющимся контактирующим ко 3 16060 1 2012.06.30 нусным поверхностям корпуса и сателлита относительно осей, проходящих через точку пересечения выходного вала и сателлита. Планетарный магнитный привод работает следующим образом. Вращающееся магнитное поле, создаваемое или с помощью постоянного магнита 8, приводящегося во вращение механическим путем (фиг. 2), или создаваемое путем последовательного подключения электромагнитов 14 (фиг. 3), взаимодействует с магнитным диском 7, приводя последний, вместе с жестко соединенным с ним ведомым звеном 6, в колебательное движение относительно точки пересечения осей сателлита 3 и выходного вала 10. Указанное колебательное движение передается на сателлит 3 посредством подшипников 5, размещенных на ведомом звене 6. Благодаря указанному колебательному движению и взаимодействию конической поверхности сателлита 3 и конической поверхности 2 корпуса 1, сателлит 3 получает вращательное движение с коэффициентом редуцирования, значение которого определяется законами планетарного движения. Вращательное движение с сателлита 3 передается на выходной вал 10 посредством угловой муфты 9. Статическое уравновешивание частей, совершающих колебательное движение, осуществляется с помощью противовеса 11. С целью повышения нагрузочной способности в планетарной магнитной передаче на корпусе 1 и сателлите 3 могут быть дополнительно выполнены конусные поверхности 12 и 13, расположенные симметрично уже имеющимся контактирующим конусным поверхностям корпуса и сателлита относительно осей, проходящих через точку пересечения выходного вала и сателлита. В предлагаемом планетарном магнитном приводе вращательное движение сателлита 3 не тормозится магнитным потоком, как это имеет место в прототипе. Это возможно потому, что контактирующая поверхность сателлита 3 совершает контактное взаимодействие с фрикционной конусной поверхностью корпуса вне действия магнитного потока. Магнитный поток воздействует только на магнитный диск 7, заставляя его, а также ведомое звено 6 с сателлитом 3 совершать колебательное движение относительно точки пересечения осей сателлита 3 и выходного вала 10. При этом вращательное движение диска 7 с ведомым звеном 6, возникающее вследствие воздействия вращающего магнитного поля, благодаря наличию подшипников 5 не передается на сателлит 3. Поэтому в предлагаемом планетарном магнитном приводе отсутствует магнитное торможение. Это позволяет повысить нагрузочную способность привода и КПД по сравнению с прототипом. Упростить конструкцию предлагаемого планетарного магнитного привода позволяет выполнение контактирующих поверхностей корпуса и сателлита конусной формы. Сферическое движение сателлита 3 в предлагаемом приводе позволяет легко, без применения дополнительных магнитов, как это предложено в приводе-прототипе, уравновесить движущиеся звенья привода, а также упростить механизм передачи вращения с сателлита на выходной вал на основе применения угловой муфты. Источники информации 1. А.с. СССР 243031, МПК 602 49/02,16 49/00, 1969. 2. Патент РФ 2020704, МПК 502 49/02,16 49/00, 1994. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5