Устройство управления приводом

 

Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в следящих системах транспортных средств, манипуляторов и летательных аппаратов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности. Сигнал управления из блока 5 проходит от электрода 3 к электроду 4, обеспечивая перемещение рабочего тела 13. Далее движение передается через шестерню 8 и водило 9 на распределитель 18 и гидроцилиндр 19. Рычаг 21 возвращает распределитель 18 в исходное положение, а от датчика 20 поступает сигнал отрицательной обратной связи в блок 5, где он нейтрализует сигнал управления и шток 25 останавливается. Если на устройство действуют перегрузки вдоль направления движения рабочего тела 13, то балансировка осуществляется с помощью преобразователя 2, рабочее тело 14 которого обеспечивает формирование встречного усилия на шестерне 7 и исключает непредусмотренные движения водила 9 и распределителя 18. На электроды 28, 29 может быть подан корректирующий сигнал или они могут быть закорочены. В случае колебательного движения штока 25 на дросселе возникает перепад давления, воздействующий через преобразователь 2 на распределитель 18 для уменьшения скорости нарастания давления в полостях гидроцилиндра 19. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 15 В 9 03

g,, Г ЯД! .: tm ;г:,. г .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

15 — т — /—

Фиг. 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4489890/40-29 (22) 03.10.88 (46) 30.08.90. Бюл. № 32 (72) В. А. Анчуков, С. В. Владимиров, С. Г. Латыпов, В. И. Сапожников, 1О. П. Прокофьев и М. П. Цупров (53) 62-52!(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 989173, кл. F 15 В 9/03, 1981. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ (57) Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в следящих системах транспортных средств, манипуляторов и летательных аппаратов. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение точности. Сигнал управления из блока 5 проходит от электрода 3 к электроду 4, обеспечивая перемещение рабочего тела 13. Далее движение передается через шестерню 8 и водило 9 на

„„SU„„1588927 A 1

2 распределитель 18 и гидроцилиндр 19. Рычаг 21 возвращает распределитель 18 в исходное положение, а от датчика 20 поступает сигнал отрицательной обратной связи в блок 5, где он нейтрализует сигнал управления и шток 25 останавливается. Если на устройство действуют перегрузки вдоль направления движения рабочего тела 13, то балансировка осуществляется с помощью преобразователя 2, рабочее тело 14 которого обеспечивает формирование встречного усилия на шестерне 7 и исключает непредусмотренные движения водила 9 и распределителя 18. На электроды 28 и 29 может быть подан корректирующий сигнал илн они могут быть закорочены. В случае колебательного движения штока 25 на дросселе возникает перепад даB÷åíèÿ, воздействуloLlLHЙ через преобразователь 2 на распределитель 18

I, я !е н! !!!ен!!я v h01!ости }! р:!, :.!i! я j3 в. ен !я и по.!остях гидроцилиндра 19. 3 ф-лы, 4 ил.

1б

/ / /

588927

Изобретение относится к области гидроавтоматики и может быть использовано в следящих системах транспортных средств, манипуляторов и летательных аппаратов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повьппение т оч ност и.

На фиг. 1 изображена схема устройства управления приводом с управлением электромеханическими преобразователями параллельными электрическими сигналами; иа фиг. 2 — то же, с комбинированной коррекцией; на фиг. 3 — то же, с последовательными электрическими сигналами; иа фиг. 4-схема фиг. 1 с планетарным редуктОрОм в аксонометрической проекции.

Устройство содержит входной электромеханический преобразователь в виде магнитоэлектрического преобразователя 1, дополнительный электромеханический преобразователь 2, эквивалентны и преобразователю 1, связанному электродами 3, 4 с задатчиком 5, механизм балансировки в виде планетарного редуктора 6 (фиг. 1, 2, 4) с коронной шестерней 7, солнечной шестерней 8, водилом 9 и сателлитом 10 и вход»=-. ìè ц;сстернями 11, 12. Электропронодные рабочие тела 13, 14 преобразователей 1, 2 кинематически связаны упругими элементами !5, 16 с шестернями 8, 11, выполняющими функции дифференциальных входов редуктора 6, и одинаково ориентированы в пространстве относительно направления воздействия перегрузки.

Выход механизма балансировки — водило 9 связан преобразователем перемеще»пя рабочего тела, выполненным в виде рычага !7 с первым каскадом, например гидравлическим распределителем 18 гидроусилителя (не обозначен). Распределитель 18 подключен к гидроцилиндру 19, имею1цему датчик 20 обратной связи и рычаг 21 обратной связи, связанный с распределителем 18 пружиной 22. Кинематические элементы 23, 24 связи снабжены управляемыми фрикционными муфтами (не обозначен»1). Гидроцилиндр 19 соединен штоком 25 и пружиной 26 с инерционной нагрузкой 27. Формирователь корректирующего сигнала (не изображен ) подкл юч аетс я к электрода м 28, 29 преобразователя 2.

На фиг. 2 комбинированная коррекция обеспечивается подключением к рабочему телу 14 преобразователя 2 гидромеханического устройства, включающего датчик 30 динамического перепада давления с подпружиненным поршнем (не обозначен), дроссель 31 и разделительные элементы 32, 33.

Датчик 30 и дроссель 31 гидравлически связаны с полостями гидроцилиндра 19.

На фиг. 3 механизм балансировки выполнен в виде дифференциального рычага 34

Рабочие тела 13, 14 изолированы от полюсов магнитов 35, 36 преобразователей 1, 2. 3а5

?5

40 датчик 5 выполнен в виде электронного блока сравнения. Преобразователи 1, 2 могут быть выполнены в виде магнитогидродинамических машин с жидкими рабочими телами !3, 14. Формирователь корректирующего сигнала может быть выполнен с датчиком ускорения или с датчиком скорости изменения усилия штока 25.

Устройство управле1гия приводом (фиг. 1, 4) работает следующим образом.

Сигнал управления, подаваемый из блока 5, проходит от электрод" 3 к электроду 4, пересекая магнитные линии полюсов магнита 35. По правилу левой руки возникает электродинамическая сила, пр1 водя1цая в движение электропровод»ос рабочее тело 13.

В случае использования жидкого рабочего тела 13 оно движется в канале между полюсами магии.. а 35» передает движение через

У»Рз I ий элеме1п о и э1емеilT, I ß шестeDнlо 8. Да.-1ьше,1,в»жение IIepejaeтся на во..1ило 9 и иа рычаг 17, а от него — — на распре.1ел ител ь 18.

Согласование требуемых направлений движения в редукторе 6 осуществляется простым выбором i! апра злений движения элементов 23 ii 24. Например, при движении элемента 15 вправо (по 1ертежу) переда a движения через элемен г 23 происxo!HT тBK, что ось сателлита !О iId!Iðàâëeна:1австречу на наблюдателя от плоскости чертежа (или при повороте вправо элемента 23 на фиг. 4), а движение распределителя 18 происходит

Hp1I этом влево»o кортежу с растяжением пруж»ны 22., Шток 25 гидроцилиндра 8

Выдви гBeTOH, преодо.1с1за 51 I!3! р 3K%, в том числе инерцио;1»ую нагрузку 27. При этом рычагом 27 распре..едите."1 18 возвращается в исходное положение, и с !Io:;Ioùülo датчика 20 поступает сигнал отрицательной электрической обратной связи в oloK 5, где он нейтрализует сигнал управления, после чего в исходное положение приходит » рабочес тело 13.

Шток 2:> устанавливается в требуемом положении в условиях колебатсльности, обусловлен - ой влиянием инерционной нагрузки и 11ежест костей. При поступлении сигнала в обрdò»ОI »вправлении, т. е. от электрода 4 к электроду 3 все движение происходят в обратном »»прав ie»HH, т. е. ось сателлита 10 движется îT наблюдателя перпендикулярно плоскости "ертежа (или при повороте влево элс мента 23 по фиг. 4), и,аспределитель 18 движется вправо по чертежу, сжимая пружину 22.

Шток 25 гидроцилиндра 19 и рычаг 2! с пружиной 22 возвраща1от распредели.гело !8 в исходное положение. С датчика 20 поступает в блок 5 электрический сигнал отрицательной обратно» eâÿçè, что приводит в исходное положение рабочее тело 13 преобразовате..:я 1.

1588927

Если на устройство действуют перегрузки в опасном направлении вдоль направления движения рабочего тела !3, то балансировка осуществляется с помощью преобразователя 2, постоянно, подключенного рабочим телом 14 ко второму входу редуктора 6. Например, при действии перегрузки, совпадающей по направлению с направлением рассмотренного выше варианта работы с направлением движения водила 9 навстречу наблюдателю (или при повороте вправо элемента 23 по фиг. 4), под действием перегрузки возникает усилие, сдвигающее упругий элемент 16 и через элемент 24, передающееся на шестерню 11. Направление поворота элемента 24 выбрано таким образом, что поворот шестерни 12 вызывает действие усилия на шестерне 7, которое приводит к действию усилия встречного относительно водила 9, т. е. повороту влево элемента 24 по фиг. 4, что исключает непредусмотренные движения водила 9, а следовательно, и распределителя 18.

Выбирая передаточное отношение к водилу 9 от шестерни 8 эквивалентным передаточному отношению от шестерни 11 (с учетом нагрузок, трения и т. п.), можно обеспечить равенство приводимых нагрузок. Вследствие идентичности характеристик каналов между полюсами магнитов 35, 36 и идентичности линий передачи обеспечивается эквивалентность на входах редуктора 6 инерционных нагрузок и сил вязкого трения нагрузок при действии перегрузок.

На электроды 28, 29 может быть подан, например, от датчика ускорения дополнительный корректирующий сигнал в случае необходимости снижения колебаний давления в полостях гидроцилиндра 19 при работе на инерционную нагрузку 27. В этом случае в соответствии с корректирующим сигналом осуществляется дополнительное управление движением рабочего тела 14 и таким образом дополнительное движение распределителя 18, что приводит к дополнительному регулированию расхода, поступающего в полости гидроцилиндра 19. Это позволяет снизить колебания при движении штока 25 и нагрузки 27.

Если использовать электромеханический датчик скорости изменения усилия непосредственно со штока 25, то корректирующее воздействие может быть использовано как для приводов с гидроцилиндром 19, так и для приводов, имеющих двигатель в виде шарико-винтовой передачи.

Работа устройства на фиг. 2 отличается тем, что колебания расхода в полостях гидроцилиндра 19 при работе на инерционную нагрузку 27 передаются гидравлическими импульсами. Если движение штока 25 йлавное, то давления, подводимые через дроссель 31, одинаковы и рабочее тело 14 не приходит в движение при движении штока 25, работающего в обычном режиме по сигналу

55 управления от преобразователя 1, как это опис ано.

В случае колебательного движения штока 25 возникает динамическое нарастание перепада давления в полостях гидроцилиндра 19, отчего приходит в движение поршень датчика 30 и на дросселе 31 возникает перепад давления. Этот перепад давления через элементы 32, 33 воздействует на рабочее тело 14 и приводит в дополнительное движение распределитель 18. Тем самым уменьшается скорость нарастания давления в полости гидроцилиндра 19, что демпфирует колебания штока 25. Требуемые характеристики режима коррекции обеспечиваются с учетом параметров дросселя 31 и датчика 30.

Следует отметить, что при рассмотренном движении распределителя 18 от гидромеханического воздействия из полости гидроцилиндра 19 происходит одновременно и движение рабочего тела 14. При этом движении возникает электрический сигнал, который можно снимать с электродов 28, 29. Использование этого электрического сигнала возможно, например, для расширения диапазона регулирования характеристик коррекции. В частности, возможно сравнение фаз электросигнала управления в преобразователе и указанного электросигнала из преобразователя 2 с последующим изменением сигнала в преобразователе 1 для дополнительной коррекции движения штока 25 совместно с нагрузкой 27. Возможно замыкание накоротко электродов 28, 29, например для демпфирования, в случае необходимости движения рабочего тела 14 под действием гидромеханического воздейсп вил (.демис ирование за счет реакции рабоче -о гела,4 при его движении в магнитном поле) и т. и.

Работа по фиг. 3 происходип прп отсу;. твии необходимости в дополнительном упр;:нлении от преобразователя 2 и поэтому определяется лишь требованиями б» «ii:.сипопки при действии перегрузок. В св».;;-: c этим вм, сто планетарног9 редуктора 6 исцользов iH дифференциальный двуплечий рычаг 34. а расположение полюсов магнита 36 изменены на обратные по отношению и полк.,зм магнита 35.

Такое обратное включение обеспе1нв;;ет взаимное противовключени сил ог;.".рc грузок на двуплечем рычаге, 34, что очевидно из cxcMbl фиг. 3 при I!pii чо>,: ;пни с!:. пе::.грузок на обоих рабо их ела. 3 н !.- .;iн о, иаковом направлении. Сигнал управлен::н поступает одновременно в преооразователи 1,2.

Работа в соответствии с сигналом управления происходит аналогично описанию по фиг. 1.

Преимугцества устройства управления приводом заключаются в его работоспособности практически в неограниченном диапазоне перегрузок в сочетании с возможностью

1588927

Формула изобретения

Л введения дополнительных управляющих или корректирующих воздействий, улучшающих характеристики и расширяющих в итоге функциональные возможности.

1, Устройство управления приводом, содержащее входной электромеханический преобразователь с подвижным изолированным от полюсов рабочим телом, соединенным электродами с задатчиком и кинематически связанным с преобразователем перемещения рабочего тела в перемещение первого каскада гидроусилителя, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности, оно снабжено дополнительным электромеханическим преобразователем, эквивалентным входному электромеханическому преобразователю, а также регулируемым механизмом балансировки с дифференциальными входами, каждый из которых кинематически связан с рабочим телом одного из электромеханических преобразователей, а рабочим выходом — с преобразователем перемещения, причем рабочие тела электромеханических преобразователей одинаково ориентированы в пространстве относительно направления воздействия перегрузки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм балансировки выполнен в виде планетарного редуктора, коронная и солнеч"О ная шестерни которого связаны с рабочими телами электромеханических преобразователей, а водило — с преобразователем перемещения.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся

15 тем, что оно снабжено формирователем корректирующего сигнала, подключенным к дополнительному электромеханическому преобраз ов ател ю.

4. Устройство по пп. 1 — 3, отличающееся тем, что по меньшей мере один электроме2О ханический преобразователь выполнен в виде магнитогидродинамической машины.

1588927

Л 1б < .1б

29

79 20 соотг. б

Я 4 15 б 70 7 72 Л 1б Л -7б

74

Я 27

Фаг.- 7

Составитель C. Рождественский

Реда кто р О. С неси вы х Техред А. Кравчук Корректор (.. Черни

Заказ 2524 Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СC(:P ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент». г. Ужгород. ул. Гагарина, IOI