Следящий позиционный привод

 

Изобретение относится к средствам пневмогидроавтоматики и может быть использовано в качестве силового исполнительного механизма промышленного робота. Целью изобретения является повышение быстродействия, надежности и улучшение эксплуатационных свойств привода. Смещение золотника 11 приводит к изменению живого сечения канала 9 и изменению скорости перемещения штока. При полном перекрытии канала 9 происходит позиционирование привода. Перемещение золотника 11 достигается подачей сигнала управления на один из индукторов 13, 14, в соответствии с которым меняется величина магнитного поля и баланс расхода ферромагнитной жидкости (ФМЖ) из камеры 24 в управляющие камеры 20, 21, соответственно и баланс давлений в последних. Мембраны 22, 23 гарантируют защиту золотниковой пары от возможного попадания частиц ФМЖ и увеличивают эффективную площадь, на которую воздействует перепад в камерах 20, 21. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (5)) 4 Р 15 В 9/03

Фиг.2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4310298/25-29 (22) 28.09.87 (46) 30.09,89. Бюл. Р 36 (71) Особое конструкторско-технологическое бюро "Орион" при Новочеркасском политехническом институте им. Серго Орджоникидзе (72) С.И. Гончаров, Н.Д. Паршин, А.Н. Болтышев, В.M. Бердник и В.N. Захаров (53) 62-521(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1399522, кл. F 15 В 9/03, 1986. (54) СЛЕДЯЩИЙ ПОЗИЦИОННЫЙ ПРИВОД (57) Изобретение относится к средствам пневмогидроавтоматики и м,б. использовано в качестве силового исполнительного механизма промышленного робота. Целью изобретения является повышение быстродействия, наÄÄSUÄÄ 1511471 дежности и улучшение эксплуатационных свойств привода. Смещение золотника 11 приводит к изменению живого сечения канала 9 и изменению скорости перемещения штока ° При полном перекрытии канала 9 происходит позиционирование привода. Перемещение золотника 11 достигается подачей сигнала управления на один из индукторов 13, 14, в соответствии с которым меняется величина магнитного поля и баланс расхода ферромагнитной жидкости (ФКК) из камеры 24 в управляющие камеры 20,21, соответственно и баланс давлений в последних. Мембраны 22, 23 гарантируют защиту золотниковой пары от возможного попадания частиц ФМЖ и увеличивают эффективную площадь, на которую воздействует перепад в камерах 20, 21.

3 ил.

1511471

Изобретение относится к машиностроению, в. частности к средствам пневмогидроавтоматики, и может быть использовано в качестве силового исполнительного механизма промышленного робота.

Целью изобретения является повышение быстродействия, надежности и улучшение эксплуатационных свойств привода.

На фиг. 1 дана принципиальная схема привода; на фиг. 2 — схема регулирующего устройства, на фиг. 3 регулирующее устройство, сечение. 15

Следящий позиционный привод (фиг.

1, 2) содержит блок управления (БУ), исполнительный пневмоцилиндр 1 со штоком 2, датчики 3 и 4 обратной связи по положению и скорости, демпфи- 20 рующее устройство, включающее гидроцилиндр 5 шток 6 которого связан со штоком 2, а полости 7 и 8 сообщены между собой через перепускной канал 9 и регулирующее устройство

10, выполненное в виде управляемого золотника 11, расположенного в корпусе 12, в котором, кроме того, размещены индукторы 13 и 14 магнитного, поля, внутри которых расположены 30 шнеки 15 и 16, изготовленные из ферромагнитного материала и установленные на немагнитном валу 17, соединенном с вращательным электроприводом 18, причем шнеки 15 и 16 выполнены с противоположно направленными углами подъема винтовых каналов 19 (фиг. 3).

Статически уравновешенный золотник 11 отделен от его управляющих 40 камер 20 и 21 взаимодействующими с ними мембранами 22 и 23. Управляю-. щие камеры 20 и 21 соединены с расходной камерой 24 через магнитореологические щелевые дроссели 25 и 26.

Корпус 12 заполнен ферромагнитной жидкостью.

Устройство работает следующим образом.

Электропривод 18 приводит во вращение с постоянной скоростью шнеки

15 и 16. При отсутствии управляющего сигнала (тока в обмотках возбуждения индукторов 13 и 14) ферромагнитная жидкость из расходной камеры 24 подается шнеком 16 в управляющую камеру 21, а шнеком 15 — в управляющую камеру 20, Из камеры 21 через магнитореологический дроссель 25, а из камеры 21 через дроссель 26 жидкость снова поступает в камеру 24. При появлении тока в обмотке возбуждения одного из индукторов, например индуктора 13, возникает магнитное поле, при определенной величине которого сила магнитного взаимодействия прочно удерживает ферромагнитную жидкость в винтовом канале 19 шнека 15 (шнек превращается во вращающийся цилиндр) .

В этом случае подача ферромагнитной жидкости из расходной камеры 24 в управляющую камеру 20 отсутствует.

Одновременно при появлении магнитного поля происходит прямо пропорциональное запирание щелевого дросселя

25 и расход жидкости из камеры 21 в камеру 24 прекращается. Это приводит к быстрому увеличению давления в камере 21 за счет подачи жидкости шнеком 16 из камеры 20 через открытый дроссель 26 в камеру 21. При воздействии давления на мембрану 23 возникает смещающее усилие, приложенное к золотнику 11. Перемещение выходного штока 2 привода происходит при подаче воздуха под давлением в одну из полостей пневмоцилиндра 1. При этом происходит переток жидкости по каналу 9 между полостями 7 и 8 через управляемый золотник 11. В процессе перемещения в БУ происходит сравнение сигналов, поступающих от датчиков 3 и 4, с заданными и вырабатываются соответствующие управляющие сигналы, поступающие на обмотки возбуждения индукторов 13 и 14, в соответствии с которыми меняется величина магнитного поля каждого индуктора 13 и 14, баланс расхода ферромагнитной жидкости из камеры 24 в управляющие камеры 20 и 21 и баланс давлений в этих камерах 20 и 21, под действием которого происходит смещение золотника 11, что приводит к изменению живого сечения канала 9 и изменению скорости перемещения выходного штока 6. При полном перекрытии канала 9 происходит позиционирование привода.

Таким образом, предлагаемый привод позволяет осуществлять изменение скорости перемещения выходного штока 6 по заданному закону как при разгоне, так и при торможении, выдерживать заданную скорость перемещения, осуществлять позициониро1511471

10 вание выходного штока в любой точке траектории перемещения. Наличие двух управляющих камер 20 и 21, а также двух дросселей 25 и 26, соединяющих их с расходной камерой 24, обеспечивает быстрое изменение баланса давлений и усилий, воздействующих на золотник 11. Наличие мембран 22 и 23 позволяет значительно увеличить полезную площадь, на которую воздействует давление, создаваемое в управляющих камерах 20 и 21, и достигнуть нужной динамики и величины перемещения золотника 11 при меньших значениях давлений в управляющих камерах 20 и 21 и следовательно, при меньшем диапазоне изменения управляющего сигнала (тока в обмотках возбуждения), что значительно повышает чувствительность и быстродействие регулирующего устройства предлагаемого привода. Кроме того, наличие мембран 22 и 23 гарантирует защиту золотниковой пары от возможного попадания частиц твердой фракции ферромагнитной жидкости между золотником 11 и корпусом 12, а также позволяет использовать в гидроконтуре гидроцилиндра 5 любую жидкость, традиционно применяемую в гидроустройствах, что повышает надежность и улучшает эксплуатационные харак теристики предлагаемого приво— да.

Таким образом, возможности предлагаемого устройства позволяют использовать его в качестве привода различных технологических машин и оборудования, к динамике и точности позиционирования которых предъявляются повышенные требования.

l5

40 формула изобретения

Следящий позиционный привод, содержащий блок управления, исполнительный пневмоцилиндр со штоком,датчики обратной связи по положению и скорости штока, подключенные к блоку управления, демпфирующее устройство, включающее гидроцилиндр, шток которого жестко связан со штоком пневмоцилиндра, а полости сообщены между собой через перепускной канал, и регулирующее устройство, выполненное в виде управляемого золотника, расположенного в корпусе с возможностью перекрытия перепускного канала и образующего расходную камеру шнека, связанного с валом электропривода и охваченного индуктором магнитного поля, подключенного к блоку управления, при этом корпус регулирующего устройства выполнен из немагнитного материала и заполнен ферромагнитной жидкостью, а расходная камера связана с управляющей камерой золотника,отличающийсятем, что, с целью повышения быстродействия, надежности и улучшения эксплуатационных свойств привода, регулирующее устройство снабжено двумя магнитореологическими щелевыми дросселями и дополнительным шнеком, охваченным дополнительным индукторном магнитного поля и жестко связанным с валом электропривода, а золотник выполнен с второй управляющей камерой, при этом дополнительный индуктор подключен к блоку управления, шнеки выполнены с противоположно направленными углами подъема винтовых поверхностей, а управляющие камеры золотника сообщены с расходной камерой через щелевые дроссели.

1511471

Составитель В. Коваль

Редактор И. Рыбченко Техред M.Äèäûê Корректор О. Ципле

Заказ 5880/38 Тираж 605 Подпис но е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101