Обратимая гидравлическая следящая система

 

ОБРАТИМАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА, Содержащая задающий и исполнительный валы, усилители , два.гидропривода, состоящих из двух однополоетных гидроцилиндров, штоки которых кинематически соединены с задакадил и исполнительным ваГ: т1Ш 1 ,У «г гЛЙОТЕ ГЛ лами, и блок сравнения, о т л и чающаяся тем, что, с целью повышения точности, блок сравнения выполнен в виде гидрокинематического рычага, состоящего из корпуса, камера которого разделена на управляющие ,- торцевые и выходные полости пятыо мембранами с различными эффективными площадями, причем эффективные площади .каждой из крайних и средней мембран больше эффективной площади Кс1ждой из промежуточных мембран, жесткие цен±ры мембран с;вязаны между собой штоком, поршневые полости однополостных гидроцилиндров задающего вала и входы усилителей связаны со средними управляющими полостями , выходные полости - с поршневыми (Л полостями.однополостных гидродилиндров исполнительного вала, а торцевые полости - с выходами соответствующих усилителей.

09) (и)

СОЮЗ СОВЕТСНИЮ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(59 G.05 В 11 60 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3373604/18-24 (22) 29.12.81 (46) 23.12.83. Бюл. )) 47 (72) Ю.М.Барац, A..A.Áåëîöåðêoâñêèé, Ю.П.Жуков, П.И.Котенко и A.Ë.Ïîãîрянский. (71) Донецкое отделение Института . Гипроуглеавтоматизация (53) 621-540(088.8) (.56) 1. Патент Великобритании

Р 1046689, кл. G 05 В, опублик. 1970.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке )) 2981711/18-24, кл. G05 В 11/60,,1981. (54)(57) ОБРАТИМАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ

СЛЕДЯЩАЯ CHCTEMA содержащая задающий и исполнительный валы, усилите- ли, два.гидропривода, состоящих из двух однополостных гидроцилиндров, штоки которых кинематически соединены с задающим и исполнительным валами, и блок сравнения, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьдаения точности, блок сравнения выполнен в виде гндрокинематического рычага, состоящего из корпуса, камера которого разделена на управляющие, торцевые и выходные полости пятью мембранами с различными эффективными площадями, причем эффективные площади .каждой иэ крайних и средней мембран больше эффективной площади каждой из промежуточных мембран, жесткие центры мембран связаны между собой штоком, поршневые полости однополостных гидроцилиндров задающего вала и входы усилителей связаны со средними управляющими полостя- Е ми, выходные полости - с поршневыми полостями однополостных гидроцилинд- Ц ф ров исполнительного вала, а торцевые полости - c выходами соответствующих усилителей.

1062644

Изобрвтвние относится к устройствам пневмогидроавтоматики и может быть использовано в манипуляционных роботах.

Известны обратимые следящие систе5 мы, содержащие задающий и исполнительный органы, канал слежения по положению задающего органа и обратный канал отражения усилия. Каждый канал содержит по два датчика соответственно углов и моментов, элемент сравнения, два усилителя, два привода (1).

Йедостатком схемы является наличие большого числа линий связи.

Известна также обратимая следящая система, содержащая задающий и исполнительный валы, каждый иэ которых взаимодействует с парой гидроприводов, два усилителя и блок сравнения, каждый гидропривод выполнен в виде. двух однополостных гидроцилиндров, 20 поршневые полости которых соединены между собой замкнутой гидравлической линией связи, при этом штоки первых гидроцилиндров каждой пары гидроприводов кинвматически соединены с за- 25 дающим и исполнительным валами, обеспечивающими разнонаправленное перемещение указанных штоков, а блок сравнения содержит два привода и вал, кинематически связанный,с тремя рей- 3Р ками, противоположные концы двух из которых жестко соединены со штоками вторых гидроцилиндров каждой пары гидроприводов, а каждый иэ противоположных концов третьей рейки жестко 35 соединен со штоком соответствующего привода, причем вход каждого из усилителей соединен с гидросистемой соответствующего гидропривода задающего органа, а выход — с входом со- 4р ответствующего привода (2).

К недостаткам известной системы следует отнести наличие большого числа кинематических связей., ухудшающих точность системы..

Целью изобретения является повышение точности системы.

Указанная цель достигается тем, что в обратимой гидравлической следящей системе, содержащей зацающий и исполнительный валы, усилители, два гидропривода, состоящих иэ двух однополостных гидроцилиндров, штоки которых кинематически соединены с задающим и исполнительным валами, и блок сравнения, последний выполнен в виде гидрокинематического рычага, состоящего из корпуса, камера которого разделена на управляющие, торцевые и выходные полости пятью мембранами с различными эф- бр фективными площадями, причем эффективные площади каждой из крайних и средней мембран больше эффективной ! площади каждой из промежуточных. мембран, жесткие центры мембран свя- g5 заны между собой штоком, поршневые полости однополостных гидроцилиндров задающего вала и входы усилителей связаны со средними управляющими полостями, выходные полости с поршневыми полостями однополостных гидроцилиндров исполнительного вала, а торцевые полости — с выходами соответствующих усилителей.

На чертеже приведена схема обратимой следящей системы.

Система состоит иэ задающего 1 н исполнительного 2 валов, кинематически связанных с гидроприводами, состоящими иэ однополостных гидроцилиндров 3 — б, которые соединены замкнутыми гидравлическими линиями 7 — 10

Связи с блоком 11 сравнения.

Блок 11 сравнения выполнен в виде гидрокинематического рычага, камера корпуса,12 которого разделена на управляющие 13 и 14, торцевые

15 и 16 и выходные 17 и 18 полости пятью мембранами 19-23 с различными эффективными площадями. Причем эффективные площади каждой иэ мембран

19, 21 и 23 больше эффективной площади каждой иэ промежуточных мембран

20 и 22.

В систему входят. также усилители

24 и 25, входы и выходы которых подключены соответственно к полостям 13,14 и

15, 16. Полости цилиндров 5 и б соединены соотв тственно с полостями

17 и 18, а 3 и 4 — с полостями 13 и

14, мембраны связаны штоком 26.

5.

Система работает следующим образом.

При приложении момента к задающему валу 1, например, против часовой стрелки, как показано на чертеже, давление жидкости в поршневой полости гидроцилиндра, 3, в управляющей камере 13 блока 11 сравнения и управляющей камере усилителя 24 возрастает. За счет разности эффективных площадей мембран, образующих камеру

13 возникает результирующая сила, действующая на шток, направленная вправо. Под действием этой силы шток перемещается. При его перемещении изменяются объемы камер 13, 14, 17 и 18 за счет разности эффективных площадей мембран. Причем, объемы камер 13 и 18 возрастают, а камер 14 и 17 — уменьшаются. При этом жидкость выдавливается из камеры 17 в поршневую полость гидроцилиндра 5.

Шток гидроцилиндра 5 перемещается вверх и приводит в движение исполнительный вал 2. Жидкость из поршневых полостей гидроцилиндров 3 и б перетекает в камеры 13 и 18 блока 11 сравнения. Увеличении давления в камере 13 блока 11 сравнения отрабатывает усилитель 24, в результате повышается давление в камере 15 блока

11 сравнения. Этим осуществляется

1062644

ВНИИПИ Заказ 10216/47 Тираж 874 Подписное

Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4 усиление по силе, действующей на шток 26, а в конечном итоге - уси ление по моменту. Таким образом, при движении, укаэанном стрелками, активно работает одна половина системы.

Другая половина системы работает аналогично первой при смене направления движения задающего вала 1. Поворот задающего вала 1 преобразуется в поворот исполнительного вала 2, который "следит" эа углом поворота 10 вала 1. Обратная передача момента с исполнительного вала 2 на задающий вал 1 происходит следующим образом. При приложении момента к исполнительному 15 валу 2, например, против часовой стрелки, повышается давление жидкости в поршневой полости гидроцилиндра

5 и, соответственно, в первой выходной камере 17 блока 11 сравнения.

3а счет разности эффективных площа-. дей мембран в камере 17 возникает .результирующая сила, действующая на шток 26, направленная влево. Под дей. ствием этой силы шток перемещается, при этом изменяются объемы камер 13, 14, 17 и 18. Жидкость иэ камеры 13 выдавливается во входную камеру усилителя 24 и в поршневую полость гидроцилиндра 3, где стремится повернуть задающий вал 1 по часовой стрелке. Усилитель 24, создавая давление в камере 15, препятствует перемещению влево штока 26, разгружая задающий вал и создавая масштабирование по нагруэочному моменту. Другая половина системы работает аналогично при приложении момента другого знака.

Таким образом, на задающем валу 1 ощущается момент, приложенный к исполнительному валу 2, в маоштабе, определяемом соотношением эффективных площадей мембран, образующих камеры блока 11 сравнения, и коэффициентами усиления усилителей 24 и 25.

Система является обратимой, обладающей способностью двунаправленной пе-, редачи сигналов по положению и усилию по одним и тем же линиям связи между задающим и исполнительным валами.

Предлагаемое выполнение блока сравнения позволило повысить точность слежения по сравнению с известными обратимыми следящиМи системами.