Пневмо/гидро/привод

 

ПНЕВМО(ГИДРОПРИВОД,, содер жащий волновой двигатель с расположенными по окружности 2т цилиндрами чувствительный элемент и m цепочек из последовательно соединенных усилителя , электромеханического преобразователя и распределителя с двумя выходами, причем диаметрально расположенные цилиндры волнового двига теля соединены между собой и образу пару цилиндров, взадаюперпендикулярные из которых соединены с разными выходами одного и того же распределителя , отличающийся тем, что, с целью повышения точности позиционирования , он содержит гп-разрядHbrfi счетчик импульсов Джонса, регулируемый генератор импульсов и синусоидальньш генератор опорной частоты , на входе каждого усилителя в цепочках установлены последовательно соединенные демодулятор с управляющим входом и входом опорного напряжения и фильтр, управляющие входы всех демодуляторов соединены с выходом синусогедального генератора опорной частоты, а вход опорного напряжения каждого демодулятора соединен со своим выходом т-разрядного счетчика импульсов Джонса, вход которого через регулируемый генератор импульсов соединен с выходом чувствительного элемента.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 05 G 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3606663/24-24 (22) 15.06.83 (46) 23.07,,85. Вюл. Р 27 (72). В,П. Паппе, С.Л. Самсонович, A,Н, Сперанский, А.Ю. Буланкин, В.Ф. Николаев и В.В. Хрисанов (53) 621-525(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 481796, кл. С 05 С 19/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 949229, кл. G 05 С 19/00, 1982. (54) (57) ПНЕВИО(ГИДРО) ПРИВОД, содержащий волновой двигатель с расположенными по окружности 2m цилиндрами, чувствительный элемент и m цепочек из последовательно соединенных усилителя, электромеханического преобразователя и распределителя с двумя выходами, причем диаметрально расположенные цилиндры волнового двигателя соединены между собой и образуют

„„SU„„1168920 пару цилиндров, взаимоперпендикулярные из которых соединены с разными выходами одного и того же распределителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности позиционирования, он содержит ttE разрядный счетчик импульсов Джонса, регулируемый генератор импульсов и синусоидальный генератор опорной частоты, на входе каждого усилителя в цепочках установлены последовательно соединенные демодулятор с управляющим входом и входом опорного напряжения и фильтр, управляющие входы всех демодуляторов соединены с выходом синусоидального генератора опорной частоты, а вход опорного напряжения каждого демодулятора соединен со своим выходом m-разрядного счетчика импульсов Джонса, вход которого через регулируемый генератор импульсов соединен с выходом чувствительного элемента.

1 1168

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных системах автоматического управления, в том числе в промыш- . ленных роботах и манипуляторах. 5

Цель изобретения — повышение точности позиционирования устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема пневмо(гидро)привода; на фиг.2 — эпюры параметров в конт- 1п рольных точках схемы.

Обозначения, принятые на фиг. 1 и 2: Ue„ — управляющее воздействие, U<,<- — выходной сигнал генератора опорной частоты, U — выходной сигнал 15 регулируемого генератора импульсов, Ucö-„- выходные сигналы счетчика,U,,П„,вЂ, выходные сигналы демодуляь дцр дмн торов,. Ц,U 7 — выходные сигналы фильм ров, U <д у, П „а,-, - токи в об- рр мотках электромеханических преобразователей,,„„ — угловое перемещение выходного вада пневмо(гидро)привода, Я „ — угловая скорость вращения выходного вала пневмо(гидро)привода. 25

Входным устройством привода является чувствительный элемент 1, например синусно-косинусный вращаюцийся трансформатор или многооборотный потенциометр, выход которого соеди- ЗО нен с входом регулируемого генератора 2 импульсов. Последний представляет собой устройство, у которого частота импульсов на выходе изменяется относительно начального значения пропорционально напряжению на входе.

Выход регулируемого генератора 2 импульсов подключен к входу m-pasрядного счетчика 3 импульсов Джонса.

В последнем используется число вы- 40 ходов, равное числу разрядов m. При этом напрях<ение на каждом выходе представляет собой импульсы одинаковой длительности с относительным фазовым сдвигом 7/щ, Демодулятор 45

4 представляет собой фазочувствительный выпрямитель с двумя входами: управляющим и входом опорного напряжения. Каждый выход счетчика 3 импульсов Джонсона подключен к вхо- 50 ду опорного напрях<ения одного из демодуляторов 4. Входы управляюцего сигнала демодуляторов 4 соединены с входом синусоидального генератора 5 опорной частоты. Демодуля- 55 тор 4 с фильтром 6 является входным каскадом усилителя 7. Нагрузкой усилителя 7 является обмотка электром

920 2 механического преобразователя 8, выполненного в одном корпусе с дроссельным распределительным устройством 9.

B качестве распределительного устройства 9 могут быть использованы проточные золотники, струйная трубка или сопло-заслонка. Такие распределительные устройства имеют два противофазных выхода. Каждый выход распределительного устройства

9 соединен каналом с парой диаметрально расположенных цилиндров волнового двигателя 10.

Волновой двигатель l0 состоит из гибкого колеса 1!, жесткого колеса (не показано) и плунжерного волнообразователя l2. Гибкое и жесткое колеса находятся в зубчатом, фрикционном или реэьбовом соединении, Скорость вращения выходного вала волнового двигателя Я д или его угол поворота << „ зависят от скорости или положения суммарного усилия, создаваемого поршнями волнового двигателя, и от передаточного отношения волновой передачи. Усилие, созда-,,ваемое каждым плунжером, представляет собой вектор, модуль которого зависит от величины подаваемого давления распределительного устройства

9,. а направление — от расположения оси цилиндра, в котором перемещается данный плунжер волнообразоватсля.

Суммарное усилие, создаваемое группой рядом расположенных цилиндров, представляет собой суммарный вектор, определяемый суммой векторов отдельных плунжеров.

В плунжерном волнообразователе 12 диаметрально расположенные цилиндры соединены каналами в пары, а взаимно перпендикулярные пары цилиндров подключены к разным выходам одного и того же распределителя 9. Число каналов, состоящих из демодулятора 4, фильтра 6, усилителя 7, электромеханического преобразователя 8 с распределительным устройством 9, равно половине числа пар диаметрально расположенных цилиндров в волнообразователе l2.

Пневмо(гидро)привод работает следующим образом.

При отсутствии входного сигнала с чувствительного элемента 1 частота импульсов регулируемого генератора 2 импульсов в и раз больше частоты си1168 нусоидального напряжения опорного генератора 5 (п = 2m). Счетчик 3 импульсов делит частоту регулируемого генератора 2 импульсов на и. (на выходах счетчика 3 импульсов Джонса при двухволновой передаче и четырех парах диаметрально расположенных ци.линдров волнообразователя 12 форми-. руются импульсы с взаимным фазовым сдвигом Л/2 (левые эпюры U u U - 1О счев с j! фиг.2). При этом частота на выходах счетчика 3 импульсов Джонса равна частоте опорного генератора 5, токи в обмотках электромеханических преобразователей 4 i д и 1,,1 имеют 15 умй постоянное значение, а следовательно, величины расходов на выходах распределителей 9 и усилия, создаваемые каждой диаметрально расположенной парой цилиндров, не изме- . 20 няются, вектор суммарного усилия и выходной вал неподвижны.

Пневмо(гидро)привод может работать как в замкнутой, так и в разомкнутой схеме. В разомкнутой схе- 25 ме при отсутствии связи между выходным валом и чувствительным элементом

1 и наличии управляющего воздействия фиксированного уровня, как показано на правой эпюре фиг.2, привод ра- 30 ботает следующим образом. Изменяется частота импульсов на выходе регулируемого генератора 2. Частота импульсов на выходе счетчика 3 импульсов

Джонса больше или меньше частоты генератора 5 опорного. напряжения.

При наличии разности частот сигналов,. поступающих на входы демодулятора 4, на его выходе формируется напряжение, огибающая которого 40 (штриховые линии на эпюрах U правой части фиг.2) имеет синусойдальную форму и частоту, равную разности частот. Максимальная амплитуда огибающей определяется максимальной амп-45 литудой выходного сигнала генерато-, ра 5 опорной частоты, Сдвиг фаз между огибающими выходных напряжений

920 4 демодуляторов 4 определяется значением р/ш, а чередование фаз (прямое и обратное) — знаком разности частот.

Фильтры 6 обеспечивают подавление высокочастотных составляющих выход, ных напряжений демодуляторов 4. Формы токов в обмотках электромеханических преобразователей 8 (i „,ПZ i „„ p) соответствуют формам огибающих вы. ходных напряжений демодуляторов 4.

Изменение токов в обмотках электрических преобразователей 8 прйводит к перемещению дросселей распределителей 9 и соответственно к изменению расходов в цилиндрах волнообразователя 12. Изменение величин усилий.плунжеров приводит к изменению положения суммарного вектора усилия. Направление движения суммарного вектора определяется порядком чередования фаз. Скорость движения определяется разностью частот. При постоянной величине сигнала .на чувствительном элементе 1 вектор суммарного усилия, а следо" вательно, и выходной вал вращаются с постоянными скоростями. Знак скорости определяется знаком входного сигнала, а величина пропорциональна величине сигнала. При подаче входного сигнала в виде прямоугольного импульса заданной длительности вектор суммарного усилия и выходной вал повернутся на фиксированные углы. Величина угла поворота выходного вала зависит от длительности входного импульса.

По сравнению с известным устройством предложенный пневмо(гидро)привод позволяет осуществлять оста-. нов выходного вала в любом желаемом положении, так как угол останова не зависит от конструктивных параметров волнообразователя (числа цилиндров и угла их взаимного расположения в блоке). Тем самым точность позиционирования существенно повйшается.

1168920 г. 4чг

0дмг

И г г гляни гение

>гпА

%г. г

Составитель О. Гудкова

Редактор В. Данко Техред С,йовжии Корректор. о .N. Самборская

«й

Заказ 4613/41 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4