ITTO20111119A1 - Propulsore elettrico. - Google Patents

Description

TITOLO: PROPULSORE ELETTRICO

La presente invenzione si riferisce ad un propulsore elettrico, ad almeno doppio asse di attuazione, di ridotte dimensioni ed elevata densità di potenza.

Ai fini della presente invenzione, con il termine densità di potenza di un propulsore, si intende il rapporto fra potenza erogabile da un propulsore rispetto al volume occupato dallo stesso propulsore.

Per la realizzazione di un meccanismo in cui à ̈ necessario avere almeno due assi indipendenti, risulta molto complessa la scelta del propulsore adatto, in particolar modo se tale meccanismo deve essere integrato in spazi piccoli.

Preferibilmente, vengono impiegati come propulsori motori di tipo elettrico, i quali consentono di ottenere grande affidabilità e facilità di controllo e gestione.

Sono noti meccanismi comprendenti propulsori ad almeno due assi indipendenti, in cui à ̈ presente un unico motore elettrico ed un meccanismo di trasmissione atto a trasformare il moto diretto su un asse verso gli altri assi. Tale soluzione non permette di gestire in modo indipendente i diversi assi, poiché tutti sono gestiti dallo stesso motore elettrico.

Sono altresì noti propulsori, atti a gestire due o più assi indipendenti, in cui sono presenti due o più motori, preferibilmente un motore per ogni asse, indipendenti fra loro. Tali motori sono i comuni motori elettrici a rotore interno e statore esterno.

Tali motori indipendenti vengono affiancati fra loro e mantenuti in posizione da un sistema di fissaggio, ad esempio una fascia o una piastra flangiata. Tale soluzione risulta molto ingombrante e difficilmente applicabile, in particolar modo se tale propulsore deve essere integrato in spazi ristretti.

La riduzione dell’ingombro di ogni singolo motore risulta però penalizzare la potenza erogabile del singolo motore stesso e, di conseguenza, la densità di attuazione del propulsore stesso.

Nell’ambito della robotica tale problema risulta molto sentito poiché à ̈ necessario realizzare dispositivi molto piccoli i quali devono avere diversi gradi di libertà nel movimento. I veicoli robotizzati, gergalmente chiamati appendici cingolate, comprendono una struttura fissa, su cui sono posti uno o più dispositivi elettronici e/o elettromeccanici quali sensori, dispositivi video, dispositivi audio ecc, e almeno due strutture cingolate atte a movimentare detta struttura fissa. Normalmente, tali veicoli robotizzati sono utilizzati come ricognitori, quindi hanno la necessità di avere un indice di mobilità elevato ed una potenza nella trazione tale da poter superare gli ostacoli nel percorso. Normalmente tali veicoli robotizzati devono consentire la rotazione indipendente di ogni struttura cingolata e la possibilità di variare la propria posizione, ad esempio variare la superficie d’appoggio della struttura cingolata sul suolo, al fine di superare gli ostacoli.

Tali movimenti, allo stato dell’arte, vengono attuati da due motori elettrici indipendenti, a statore esterno, i quali vengono affiancati comportando un ingombro notevole. Inoltre, tali attuatori devono essere collegati ai meccanismi, a cui devono essere associati, tramite trasmissioni meccaniche o rinvii complicando ulteriormente l’applicazione su tali dispositivi robotizzati.

Nella progettazione di tali propulsori, oltre alla riduzione dello spazio occupato si cerca di massimizzare la densità di potenza del propulsore stesso. Come sopracitato, il posizionamento dei motori nelle prossimità uno dell’altro occupa volumi i quali potrebbero essere utili per integrare, al veicolo robotizzato, ulteriori dispositivi elettronici o elettromeccanici per incrementare le funzionalità dello stesso veicolo robotizzato. Normalmente, a parità di potenza erogabile, l’aumento della densità di potenza comporta una riduzione, oltre che degli spazi occupati, anche del peso complessivo del propulsore, comportando, di conseguenza, una riduzione dei consumi dello stesso propulsore per la movimentazione del veicolo robotizzato. Infatti, le soluzioni dell’arte nota comprendevano meccanismi di trasmissione complessi, delicati e comunque aventi un peso non trascurabile, necessari per trasferire il moto generato dal motore al dispositivo da movimentare.

La necessità di ridurre le dimensioni di un propulsore a due o più assi ha applicazione in diversi campi tecnologici, dove à ̈ necessario gestire due o più assi ed avere un elevato controllo dei movimenti lungo detti assi.

La presente invenzione si propone di risolvere i suddetti problemi, realizzando un propulsore su almeno due assi, di ridotte dimensioni ma con elevata densità di potenza.

Tale propulsore à ̈ di tipo elettronico comprendente due motori elettrici.

Un aspetto della presente invenzione riguarda un propulsore su almeno due assi, con le caratteristiche dell’allegata rivendicazione indipendente 1.

Le caratteristiche accessorie sono riportate nelle allegate rivendicazioni dipendenti.

Le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione, saranno meglio chiari ed evidenti dalla seguente descrizione di almeno una forma di realizzazione del propulsore, secondo la presente invenzione, e dalle figure allegate le quali illustrano nel dettaglio:

• la figura 1 un mostra, in una vista prospettica un complessivo del propulsore secondo la presente invenzione;

• la figura 2 mostra un’esplosa del propulsore di figura 1;

• la figura 3 illustra, in una vista prospettica, un’applicazione, non vincolante, del propulsore secondo la presente invenzione, nel campo della robotica

Con riferimento alle citate figure il propulsore elettrico, su almeno due assi, comprende almeno due motori elettrici di cui, almeno un primo motore 3 ed almeno un secondo motore 4, ognuno comprendente uno statore “S†ed un rotore “R†. Tale propulsore comprende, inoltre, un sistema di fissaggio 5 atto a bloccare, fra loro, gli statori “S†di detti motori.

Il primo motore 3 à ̈ un motore in cui lo statore “S†à ̈ interno rispetto al rotore “R†, il quale à ̈ posto esternamente a detto statore “S†.

Il secondo motore 4 à ̈ un motore in cui lo statore “S†à ̈ esterno rispetto al rotore “R†, il quale à ̈ posto internamente a detto statore “S†.

In particolare, ogni statore “S†di detti almeno un primo motore 3 comprende almeno un alloggiamento 31 atto ad ospitare, almeno in parte, almeno un secondo motore 4. Preferibilmente, detto primo motore 3 à ̈ un motore della tipologia torque, oppure a riluttanza. In tali tipologie di motore torque o a riluttanza, detto almeno un alloggiamento 31 à ̈ un foro passante.

Ognuno di detti almeno un secondo motore 4 ha uno statore “S†, il cui involucro esterno à ̈, ad esempio, di forma cilindrica, atto a inserirsi, almeno in parte, in un alloggiamento 31 compreso nello statore “S†di detto almeno un primo motore 3.

Tale sistema di fissaggio 5 Ã ̈, preferibilmente, una flangia atta a bloccare gli statori di tali motori (3, 4).

In particolare, tale sistema di fissaggio 5 a flangia comprende almeno una piastra 51, atta a bloccare gli statori “S†di almeno un primo motore 3 e di almeno un secondo motore 4, e almeno un braccio 52 atto a connettere tale sistema di fissaggio 5 al un dispositivo ove tale propulsore à ̈ integrato.

Detta piastra 51 comprende una pluralità di fori 53, i quali, almeno in parte, sono atti a consentire il fissaggio alla piastra 51 stessa alla corrispettiva pluralità di fori 54 compresi negli statori “S†dei motori (3, 4)

Detti motori (3, 4) sono controllati da un’unità di controllo, non illustrata, atta a inviare i comandi di funzionamento di detti motori (3, 4), in funzione delle esigenze, tramite mezzi di comunicazione, quali ad esempio cavi elettrici o sistemi radio, ecc..

Preferibilmente, detti mezzi di comunicazione, in particolare cavi di alimentazione e controllo di detti almeno due motori (3, 4), sono disposti lungo detto almeno un braccio 52 e sono passanti in detta almeno una piastra 51, ad esempio tramite almeno uno di detti fori 53.

Preferibilmente, detti almeno due di detti almeno due assi, sono fra loro paralleli, in particolare, i rotori “R†di almeno due motori (3, 4) ruotano attorno a assi fra loro paralleli.

Nella forma di realizzazione preferita, ad esempio illustrata in figura 1 e 2, il propulsore comprende un primo motore 3 comprendente un alloggiamento 31, in particolare un foro passante, atto ad ospitare al suo interno un secondo motore 4. Il diametro dell’alloggiamento 31 à ̈ sostanzialmente equivalente al diametro esterno dell’involucro esterno dello statore “S†del secondo motore 4.

Il sistema di fissaggio 5, ed in particolare la piastra 51 ha forma circolare di diametro al più equivalente al diametro massimo dello statore “S†del primo motore 3, in modo tale da non interferire con il rotore “R†dello stesso primo motore 3.

Il braccio 52 à ̈ connesso alla piastra 51, in modo tale da non interferire con il rotore “R†durante la rotazione dello stesso rotore del primo motore 3. Preferibilmente, la forma di tale braccio 52 à ̈ a forma di “Z†, tale da consentire il fissaggio del propulsore al dispositivo ove tale propulsore à ̈ inserito.

Il secondo motore 4 di forma cilindrica comprende una faccia anteriore, cui à ̈ compreso un albero 42 dello rotore “R†, ed una faccia posteriore, parallela a quella anteriore. In una prima forma di realizzazione, tale piastra 51 fissa gli statori “S†preferibilmente la faccia posteriore del secondo motore 4 e lo statore “S†del primo motore 3.

In una forma di realizzazione alternativa, non illustrata, una piastra 51 à ̈ connessa agli statori “S†dei motori in corrispondenza della faccia anteriore del secondo motore 4, in cui à ̈ presente detto albero 42

Con riferimento alla figura 3, un’applicazione, descrittiva ma non limitativa, di tale propulsore riguarda la movimentazione di una struttura cingolata di un veicolo “V†il quale oltre a poter far ruotare la cingolatura “C†per la movimentazione del veicolo “V†, à ̈ in grado di movimentare la stessa struttura cingolata al fine di variare la dimensione della porzione di cingolatura “C†che viene appoggiata al suolo per la movimentazione del veicolo “V†.

Infatti, il primo motore 3, a rotore “R†esterno, à ̈ atto alla movimentazione della cingolatura “C†, mentre il secondo motore 4, a rotore “R†interno, à ̈ in grado di movimentare l’intera struttura cingolata del veicolo “V†, facendola ruotare attorno all’asse del rotore “R†dello stesso secondo motore 3, preferibilmente attorno all’albero 42. Tali movimenti sono gestiti dall’unità di controllo il quale controlla e gestisce, in modo indipendente, i due motori (3 e 4).

Il presente propulsore viene facilmente integrato nella struttura cingolata del veicolo “V†, come illustrato in figura 3, riducendo gli ingombri rispetto all’arte nota.

La presente soluzione, consente inoltre di ridurre almeno in parte il peso, i costi e la complessità dei mezzi di trasmissione del moto da detti motori (3, 4) verso i dispositivi da movimentare.

Il propulsione, secondo la presente invenzione, può comprendere una pluralità di motori (3, 4) opportunamente disposti ed opportunamente fissati fra loro, al fine di realizzare un propulsore compatto, ad alta densità di potenza agente su una pluralità di assi. A puro titolo esemplificativo nel caso di una pluralità di primi motori 3 possono essere posizionati in modo coassiale fra loro, realizzando una schiera di primi motori 3, e fra le eventuali intercapedini, fra due primi motori 3, possono essere posizionati detti secondi motori 4, posti negli opportuni alloggiamenti 31.

I motori (3, 4) possono essere realizzate con altre tecnologie normalmente utilizzate per la realizzazione di motori elettrici, quali ad esempio brushless, a riluttanza, passo-passo, sincroni, asincroni, monofase o trifase.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI: 1. Propulsore elettrico su almeno due assi, comprendente: - almeno due motori elettrici di cui, almeno un primo motore (3) ed almeno un secondo motore (4), ognuno comprendente uno statore (S) ed un rotore (R), ed - un sistema di fissaggio (5) atto a bloccare fra loro gli statori (S) di detti motori; caratterizzato dal fatto che detto primo motore (3) à ̈ un motore in cui lo statore (S) à ̈ interno rispetto al rotore (R), il quale à ̈ posto esternamente a detto statore (S), ed il secondo motore (4) à ̈ un motore in cui lo statore (S) à ̈ esterno rispetto al rotore (R), il quale à ̈ posto internamente a detto statore (S).
2. 2. Propulsore elettrico secondo la rivendicazione 1, in cui lo statore (S) del primo motore (3) comprende almeno un alloggiamento (31) atto ad ospitare, almeno in parte, almeno uno di detto almeno un secondo motore (4).
3. 3. Propulsore secondo le rivendicazione 2, in cui tale primo motore (3) Ã ̈ un motore della tipologia torque.
4. 4. Propulsore secondo la rivendicazione 2, in cui tale alloggiamento (31) Ã ̈ un foro passante;
5. 5. Propulsore secondo la rivendicazione 2, in cui tale secondo motore (4) ha uno statore (S) il cui involucro esterno di forma cilindrica.
6. 6. Propulsore secondo la rivendicazione 2, in cui tale sistema di fissaggio (5) Ã ̈ una flangia, atta a bloccare gli statori (S) di tali motori (3, 4).
7. 7. Propulsore secondo la rivendicazione 6, in cui tale sistema di fissaggio (5) a flangia comprende almeno una piastra (51), atta a bloccare gli statori (S) di almeno un primo motore (3) e di almeno un secondo motore (4), e almeno un braccio (52) atto a connettere tale sistema di fissaggio (5) al un dispositivo ove tale propulsore à ̈ integrato.
8. 8. Propulsore secondo la rivendicazione 7, in cui i cavi di alimentazione e controllo di detti almeno due motori (3, 4) sono disposti lungo detto almeno un braccio (52) e sono passanti in detta almeno una piastra (51).
9. 9. Propulsore secondo la rivendicazione 1, in cui detti almeno due di detti almeno due assi, sono fra loro paralleli.
10. 10 Propulsore secondo la rivendicazione 9, in cui i rotori (R) di almeno due motori (3, 4) ruotano attorno a assi fra loro paralleli.