Гидравлический привод манипулятора

 

Изобретение м.б. использовано в промьшшенньк роботах и цикловых автоматах. Цель изобретения - повышение быстродействия и КПД путем формирования и поддержания резонансного режима при переменных нагрузках. Насос-дозатор (Н-Д) 1 выполнен ререверсивным и обратимым,соединен с полостями 9, 10 гидродвигателя (ГД) 8, а его приводной вал 6 соединен с приводным двигателем 3 через упругий элемент 18 и жестко связан с маховиком 19. К полости 10 ГД 8 подключен гидроаккумулятор (ГА) 13, связанный с системой стабилизации давления, выполненной в виде регулируемого насоса 14. Разгон привода при реверсировании обеспечивается как за счет момента двигателя 3, так и за счет накопленной в элементе 18 и ГА 13 потенциальной энергии. Для обеспечения резонансного режима при нескольких степенях подвижности манипулятора он м.б. выполнен с числом, ГД, ГА и Н-Д, равным числу степеней подвижности , при этом Н-Д выполнен синхронизированными путем соединения их приводных валов между собой и с маховиками . Собственная частота системы маховик - насос - ГД - нагрузка задается равной частоте повторения рабочих циклов манипулятора установкой жесткости элемента 18, объемной жесткости ГА 13 и момента инерции маховика 19.1 з.п. ф-лы, 1 ил. Ш (Л С 19 Ч 18 и 8 -/3 10 со 4:: ЭО СП 15

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (111 (5D 4 F 15 В 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ: "

К А ВТОРСНОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4062534/25-06 (22) 23.04.86 (46) 23.10.87. Бюл. У 39 (75) Л.Н.Бритвин (53) 62-521(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9. 1137256, кл. F 15 В 7/00, 1982. (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД МАНИПУЛЯТОРА (57) Изобретение м.б. использовано в промышленных роботах и цикловых автоматах. Цель изобретения — повышение быстродействия и КПД путем формирования и поддержания резонансного режима при переменных нагрузках.

Насос-дозатор (Н-Д) 1 выполнен ререверсивным и обратимым, соединен с полостями 9, 10 гидродвигателя (ГД) 8, а его приводной вал 6 соединен с приводным двигателем 3 через упругий элемент 18 и жестко связан с маховиком 19. К полости 10 ГД 8подключен гидроаккумулятор (ГА) 13, связанный с системой стабилизации давления, выполненной в виде регулируемого насоса 14. Разгон привода при реверсировании обеспечивается как за счет момента двигателя 3, так и за счет накопленной в элементе 18 и ГА 13 потенциальной энергии. Для обеспечения резонансного режима при нескольких степенях подвижности манипулятора он м.б. выполнен с числом, ГД, ГА и Н-Д, равным числу степеней подвижности, при этом Н-Д выполнен синхронизированными путем соединения их приводных валов между собой и с маховиками. Собственная частота системы маховик — насос — ГД вЂ” нагрузка задается равной частоте повторения рабочих циклов манипулятора установкой жесткости элемента 18, объемной жесткости ГА 13 и момента инерции маховика 19. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1346857

Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в конструкциях промышленных роботов и цикловых автоматов.

Цель изобретения — повышение быстродействия и КПД путем формирования и поддержания резонансного режима при переменных нагрузках, а также обеспечение резонансного режима при нескольких степенях подвижности манипулятора.

На чертеже изображена схема гидравлического привода манипулятора.

Привод содержит регулируемые насосы-дозаторы 1 и 2 с приводным двигателем 3, программные эадатчики подачи насосов-доэаторов 1 и 2 в виде кулачков 4 и 5, синхронизированных с приводными валами 6 и 7 насосов-дозаторов 1 и 2, гидродвигатели, чис ло которых равно числу насосов-дозаторов и степеней подвижности манипулятора, из которых на чертеже изображен один гидродвигатель 8, полости 9 и 10 которого соединены с натру хами 11 и 12 насоса-доэатора 1. К полости 10 подключен гидроаккумулятор 13, связанный с системой стабили зации давления, выполненной в виде регулируемого насоса 14. Гидроаккумулятор 15 подключен к полости гидродвигателя (не изображен), соединенного с патрубками 16 и 17 насосадозатора 2. Приводные валы 6 и 7 соединены между собой, а также через упругий элемент 18 с двигателем 3. Маховик

19 кинематически жестко связан с валами 6 и 7.

Гидродвигатель 8 выполнен с каналами 20 и 21 и имеет поршень 22 с штоком 23. Кулачки 4 и 5 синхронизированы с валами 6 и 7 зубчатыми передачами 24 и 25.

Гидравлический привод манипулятора работает следующим образом.

При вращении вала 6 от двигателя

3 насос-дозатор 1 подает в гидродвигатель 8 тарированный поток жидкости, величина расхода которого изменяется кулачком 4 по эаданнои програ ме, разворачивающейся по углу поворота вала 6. При этом шток 23 совер" шает периодическое возвратно-поступательное движение с частотой, определяемой скоростью вращения кулачка

4 и законами прямого и обратного движения, определяемого формой кулач ка 4.

Установкой жесткости упругого элемента 18, объемной жесткости гидроаккумулятора 13 и момента инерции маховика 19 собственная частота сисС темы маховик — насос — гидродвигатель — нагрузка задается равной частоте повторения рабочих циклов манипулятора, что обеспечивает работу привода в резонансном режиме, при котором происходит непрерывное преобразование кинетической энергии подвижных элементов манипулятора в потенциальную энергию при приближении траектории его движения к мертвым точкам. При этом разгон привода и манипулятора в целом при реверсировании движения обеспечивается как за счет действующего момента двигателя

3, так и за счет накопленной в элементе 18 и гидроаккумуляторе 13 потенциальной энергии. В результате существенно снижаются потери энергии, связанные с реверсированием гидро25 двигателя 8, повышается допустимая скорость его движения по заданной траектории, т.е. частота повторения рабочих циклов, а следовательно, производительность машины-автомата, 30 Подключение второго насоса-дозатора 2 для обеспечения движения другим степеням подвижности не меняет основную частоту движения по условиям работы цикловых машин-автоматов, но требует корректировки параметров

З5 маховика 19 и упругого элемента 18 для настройки режима работы привода на резонансный режим, обеспечивающий получение максимально возможного

КПД работы привода.

При работе привода насосом 14 обеспечивается минимальный уровень давления для обеспечения бескавитационной работы и настройки гидроаккумулятора 13. Каналы 20 и 21 обеспечивают гашение ошибок позиционирования при подходе поршня 22 к крайним положениям. Поскольку при изменении нагрузки на штоке 23 изменяется.частота двигателя 3 в соответствии с

5О его характеристикой), изменение ском. рости кулачков 4 и 5, вызываемое изменением частоты двигателя 3, направлено на соответствующую корректировку подачи насосов-дозаторов 1 и

55 2 для поддержания резонансного режима работы привода.

Наличие упругого элемента 18 и маховика 19 позволяет задавать собственную частоту привода для обес1346857

Составитель С,Рождественский

Редактор А.Ворович ТехредА.Кравчук Корректор И.Муска

Тираж 639 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5108/35

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 печения резонанса, при этом небольшие колебания угловой скорости маховика

l9 не приводят к резкому изменению крутящего момента двигателя 3, кото- . рый в результате работает в режиме наибольшего КПД.

Формула изобретения

1. Гидравлический привод манипулятора, содержащий по меньшей мере один регулируемый насос-дозатор с приводным двигателем, программный эадатчик подачи насоса-дозатора, синхронизирбванный с приводным валом последнего, по меньшей мере один гидродвигатель, соединенный одной из полостей с одним из патрубков насоса-дозатора, и гидроаккумулятор

20 подключенный к одной из полостей гидродвигателя, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повьппения бы. стродействия и КПД путем формирования и поддержания резонансного. режима при переменных нагрузках, привод снабжен маховиком, упругим элементом и системой стабилизации давления, а насос-дозатор выполнен реверсивным и обратимым и соединен вторым патрубком с другой полостью гидродвигателя, при этом аккумулятор связан с системой стабилизации давления, а приводной вал насоса-дозатора соединен с приводным двигателем через упругий элемент и жестко кинематически связан с маховиком.

2. Привод по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью обеспечения резонансного режима при нескольких степенях подвижности манипулятора, он выполнен с числом гидродвигателей, аккумуляторов и насосов-дозаторов, равным числу степеней подвижности, причем насосы-дозаторы выполнены синхронизированными путем соединения их приводных валов между собой и с маховиками.