Электрогидравлическая система управления манипулятором

 

Изобретение м.б. использовано в конструкциях промышленных роботов. Цель изобретения - повышение долговечности и точности системы управления манипулятором. Сравнивающее устр-во 3 соединено входами с задатчиком и датчиком 2 давления, выходом - с механизмом управления гидравлического источника 1 питания. Каждый из гидроприводов включает командный блок (Б) 4, исполнительный гидродвигатель 5 и релейный распределитель (Р) 6, гидролинии 7,8 к-рого связаны с гидродвигателем 5, источником 1 питания и сливом, а управляющий входс Б 4. Устройство выбора оптимального режима выполнено в виде четырехлинейного пропорционального Р 10, Б 11 определения максимума и редукционного клапана 12. Каждый Б 9 выделения модуля соединен входом с Б 4, а выходом - с одним из входов Б 11, выход к-рого подключен к управляющему входу Р 10. Р 10 установлен на выходе источника 1 питания перед датчиком 2. Р 6 связаны с источником 1 питания через гидролинии 16,17 Р 10, а со сливом - через клапан 12 и две другие гидролинии 19,20 Р 10. Последовательность работы гидроприводом не регламентируется и определяется соотношением воздействующих на нее нагрузок. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51)4 F 15 В 9/03

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 42 /9861/25-29 (22) 07.0/.87 (46) 15.05 89. Бюл. )"- 18 (71) Научно-исследовательский институт проблем машиностроения при МВТУ им. Н. Э . Баумана (72) О.В.Евлахов, В.Б.Вельтицев, В.А.Челышев, Е.В.Косырев и Л.Г.Агейков (53) 52 †62 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 2910111, кл. F 15 В 9/03, 1980. (54) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ (57) Изобретение м.б использовано в конструкциях промышленных роботов.

Цель изобретения — повышение долговечности и точности системы управле ния манипулятором. Сравчиваюшее устрво 3 соединено входами с задатчиком и датчиком 2 давления, выходом — с механизмом управления гидравлического источника 1 питания ° Каждый из

1479715 гидроприводов включает командный блок (Б) 4, исполнительный гидродвигатель 5 и релейный распределитель (Р) 6, гидролинии 7, 8 к-рого связаны с гидродвигателем 5, источником

1 питания и сливом, а управляющий вход — с Б 4. Устройство выбора оптимального режима выполнено в виде четырехлинейного пропорционального.

Р 10, Б 11 определения максимума и редукционного клапана 12. Каждый Б

9 выделения модуля соединен входом

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

Цель изобретения — повышение долговечности и точности. 5

На чертеже изображена схема электрогидравлической системы управления манипулятором.

Система содержит эадатчик (не изображен), гидравлический источник

1 питания с механизмом управления (не изображен), датчик 2 давления нагнетания, сравнивающее устройство

3, соединенное входами с задатчиком и датчиком 2, а выходом — с механиз.мом управления, по меньшей мере два одинаковых гидропривода, из которых на чертеже изображен один иэ них, включающий командный блок 4, исполнительный гидродвигатель 5 с выходным валом (не изображен), релейный распределитель 6 с положительным перекрытием, гидролинии 7, 8 которого связаны с гидродвигателем 5, а управляющий вход — с блоком 4, и

26 блок 9 выделения модуля.

Устройство выбора оптимального . режима выполнено в виде четырехлинейного пропорционального распределителя 10, блока 11 определения мак симума и редукционного клапана 12, причем блок 9 выделения модуля соединен входом с командным блоком 4, а выходом — с одним из входов блока

11 определения максимума, остальные З5 входы которого соединены с выходами, например, двух блоков 13, 14 выделения модуля остальных гидроприводов, с Б 4, а выходом — с одним из входов

Б 11,.выход к-рого подключен к управляющему входу Р 10. P 10 установлен на выходе источника 1 питания перед датчиком 2. Р 6 .связан с источником

1 питания через гидролинии 16, 17

P 10, а со сливом — через клапан 12 и две другие гидролинии 19, 20 P 10.

Последовательность работы гидроприводом не регламентируется и определяется соотношением воздействующих на нее нагрузок. 1 ил., 2 а выход блока 11 подключен к управ- " ляющему входу распределителя 10, установленного на выходе источника

1 питания перед датчиком 2. При этом распределитель 6 связан гидролинией

15 с источником 1 через гицролинии

16 17 распределителя 10, а гидролинией 18 со сливом — через гидролинии

19, 20 распределителя 10 и редукционный клапан 12, Распределители 6, 10 имеют окна и подвижные элементы (не изображены).

Электрогидравлическая система уп равления манипулятором работает следующим образом.

Задатчик формирует опорный сигнал

U „ для настройки давления, При отсутствии сигналов Х, командных блоков (в том числе блока 4) релейные распределители (в том числе и распределитель 6) обеспечивают надежную фиксацию начальных положений выходных валов исполнительных гидродвигателей. Сигналы на выходе блоков 9, 13 и 14 выделения модуля отсутствуют и, как следствие, на выходе блока 11 появляется нулевой сигнал, Пропорциональный распределитель 10 закрыт и разобщает гидролинию 17 от гидролинии 16, а гидролинию 20 — от гидролинии 19. Так как давление в гидролинии 16 отсутствует, то сигнал с, датчика 2 давления нулевой, а величина начального давления Р „„„„, поддерживаемая на выходе источника 1 питания, и определяется уровнем сигнала U

При появлении сигнала Х, определяющего заданную скорость движения

1479715 (2) Q» чн Y макс

= 76„„„ /4Р

55 выходного вала i гидропривода, например изображенного на чертеже командного блока 4, он поступает на релейный распределитель 6 гидропри5 вода, переключая его в требуемую позицию. Одновременно сигнал Х ., проходя через блок 9 выделения модуля и через блок 11 определения максимума, воздействует на распределитель

10 и открывает его. Величина его открытия определяется сигналом IX;Iм „с.

Тем самым обеспечивается подключение всех релейных распределителей (в том числе и распределителя 6) к источнику 1 питания. Начинается двоение выходного вала исполнительного гидродвигателя 5. Учитывая, что проводимость релейного распределителя 6 значительно больше, чем проводимость 20 распределителя !0, давление в гидролинии 16 (P „(t)) соответствует давлению рабочей жидкости гидрораспределителя 5, преодолевающего нагрузку.

Сигнал с датчика 2 давления, который 25 является электрическим аналогом уровня давления в гидролинии 16, алгебраически складывается с U

17 на уровень Р но„„(t) = Р,(t) + d P где dP — постоянная величина, определяемая сигналом U a„. Конкретное значение ЬР (или U,„„) определяется по расходной характеристике пропорционального распределителя 10 и желаемой крутизне скоростной характеристики гидропривода (на практике достаточно dP = 2-3 MIa) . При изменении 4 нагрузки на гидропривод в процессе движения Р,(t) меняется, но одновременно перенастраивается давление на выходе гидравлического источника 1 питания. Таким образом, величина рас- 45 хода жидкости, поступающей в гидродвигатель 5, определяется выражением где „„„, — максимальная проводимость пропорционального распределителя 10 при максимальном У„„„,смещении его подвижного элемента Y =

v макс нормированное смещение подвижного элемента.

Из выражения (1) следует, что а следовательно, и скорость вращения выходного вала гИпродвигателя 5 будут определяться только величиной Y»е, сигналом IХ;! „ к и не зависят от параметров нагрузки.

Клапан 12 обеспечивает дополнительную стабилизацию расхода Q,„ в гидролинии 19. При движении вала гидродвигателя 5 в направлении, совпадающем с направлением воздействующей на гидропривод статической нагрузки, достигнутая скорость определяется в большей степени не величиной (ч,, а величиной выходного расхода !,„. При одинаковых параметрах окон распределителя 10 величина этого расхода определяется выражением где P (t) — давление в гидролинии 19.

Если настроить клапан 12 на величину P (t) = dP + Р,„, то величина нагрузки будет совпадать с „, и не будет зависеть от нагрузки на гидропривод (давления P (t)).

При снятии сигнала Х. релейный ! распределитель 6 отключает гидродвигатель 5, а гидравлический источник 1 питания перенастраивается на начальное давление Р „ „ (e) = !Р.

Если с командных блоков одновременно поступают два или более сигналов, то в блоке 11 осуществляется селекция поступивших с блоков 9, 13, 14 выцеления модуля сигналов }л1! на определение максимального сигнала.

Гидроприводы начинают отрабатывать заданные движения со скоростью, соответствующей I X,.! „„с. Последовательность работы гидроприводав не регламентируется и определяется соотношением воздействующих на них нагрузок.

Формула изобретения

Электрогидравлическая система управления манипулятором, содержащая задатчик, гидравлический источник питания с механизмом управления, датчик давления нагнетания, сравнивающее устройство, соединенное входами с задатчиком и датчиком давления, а выходом — с механизмом управления

Р по меньшей мере два гидропривода, Составитель С.Рождественский

Редактор M.Êåëåìåø Техред П.Сердюкова Корректор Э.Лончакова

Подписное

Заказ 2523/35

Тираж 60б

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно.-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. 1 агарина, 101

5 1479715 6 к аждый из ко торых в ключ ае т к омандный и редукционного клапана, причем кажблок, исполнительный гидродвигатель дый блок выделения модуля соединен и релейный распределитель, гидроли- входом с командным блоком, а выхонии которого связаны с гидродвигате- poM — c одним из входов блока опре5 лем, источником питания и сливом, а деления максимума, выход которого управляющий вход — с командным бло- подключен к управляющему входу проком, а также устройство выбора опти- порционального расппеделителя, устамального режима, о т л и ч а ю щ a— новленного на выходе источника питая с я тем, что, с целью повышения 1g ния перед датчиком давления, при этом долговечности и точности, каждый все релейные распределители связаны гидропривод снабжен блоком выделения с источником питания через две гидромодуля, а устройство выбора оптималь- линии пропорционального распределитеного режима выполнено в виде четырех- ля, а со сливом — через редукционный линейного пропорционального распреде 15 клапан и две другие гидролинии пролителя, блока определения максимума порционального распределителя °