Пневматический исполнительный механизм

 

Изобретение м.б. использовано в приводах промышленных роботов и манипуляторов . Цель изобретения - повышение быстродействия и точности позиционирования . Пневматический исполнительный механизм содержит пневмоцилиндр 1 с рабочими полостями 2 и 3 и поршнем 4 со штоком } выполненными из ферромагнитного материала. Поршень 4 разделен неферромагнитной перегородкой 10 на секции 11 и 12, а по обе стороны перегородки 10 выполнены кольцевые пазы 13 и 14, в которых устгчовлены обмотки 6 и 7 возбуждения, гальванически не свчзаы-ше между собой. Серромагнитная жидкость 8 заполняет зазоо 9 между цилиндром 1 и поршнем 4. При подаче управляющего напряжения в обмотки 6 и 7 ферромагнитная жидкость 8 втягивается в обтасть максимальной магнитной индукции, заполняя зазор 9. образуя тем самым управляемое магнитно-жидкостное уплотнение. Плавное изменение управляющего напряжения приводит к плавному изменению силы, действующей на шток 5 впоть до его полной остановки. 1 ил. ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

rsi>s F 15 В 9/03

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13

Я (21) 4651603/29 (22) 15.02.89 (46) 23.01.91. Бюл. N. 3 (71) Харьковский автомобильно-дорож. ыи институт им. Комсомола Украины (72) B.A. Богуславский, В,И. Калмыков, С.В. Эллис и О.В.Ложкин

{53) 621.82(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

l4 1178982, кл. F 16 F 9/02, 1984. (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ (57) Изобретение м.б. использовано в приводах промышленных роботов и манипуляторов. Цель изобретения — повышение быстродействия и точности позиционирования. Пневматический исполнительный механизм содержит пневмоцилиндр 1 с рабо„, . Ж„, 1622653 Al чими пол стями 2 и 3 и поршнем 4 со штоком 5. выполненными из ферромагнитного материала. Поршень 4 разделен неферрома нитной перегородкой 10 на секции 11 и

12, а по обе стороны перегородки 10 выполнены кольце8ые пазы 13 и 14, в кп орых уста, nance,û обмотки 6 v. 7 возбуждения, гальваннчески не свчза,ные между собой. г.".ерромагнитная жидкость 8 заполняет зазор 9 лежду цилиндром 1 и поршнем 4. При подаче управляющего напряжения в обмотки 6 и 7 ферромагнитная жидкость 8 втягивается в область максимальной магнитной индукции, заполняя зазор 9. образуя тем самым управляемое магнитно-жидкостное уплотнение, Плавное изменение управляющего наг ря.кения приводит к плавному изменению силы, действующей на шток 5 вплоть до ere полной остановки. 1 ил.

1622653

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к средствам пневмоавтоматики, и может быть использовано в приводах промышленных роботов и манипуляторов.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности позиционирования, На чертеже представлена функциональная схема механизма.

Пневматический исполнительный механизм содержит пневмоцилиндр 1 с установленным в нем с образованием рабочих полостей. 2 и 3 поршнем 4 со штоком 5, электроуправляемое уплотнение, включающее основную 6 и дополнительную 7 обмотки возбуждения и ферромагнитную жидкость 8. заполняющую зазор 9 между цилиндром 1 и поршнем 4, при этом цилиндр 1 и поршень 4 со штоком 5 выполнены из ферромагнитного материала. Поршень 4 выполнен с неферромагнитной перегородкой 10, разделяющей его на две секции 11 и 12, à по обе стороны перегородки 10 выполнены кольцевые пазы 13 и 14, в которых установлены основная и дополнительная обмотки 6 и 7 возбуждения, гальванически не связанные между собой. В перегородке 10 выполнены каналы 15 и 16 для сообщения кольцевых пазов 13 и 14 с атмосферой, Рабочие полости 2 и 3 связаны с источником

17 давления через пневмораспределитель

18 и обратные клапаны 19 и 20. Шток 5 сочленен с датчиком 21 обратной связи (перемещения, скорости) и электротормозом 22, Механизм работает следующим образом, При подаче управляющего напряжения в обмотки 6 или 7 ферромагнитная жидкость

8 втягивается в область максимальной магнитной индукции, условно представленной на чертеже в виде двух магнитных силовых линий В, заполняя зазор 9, образуя тем самым управляемое магнитно-жидкостное уплотнение с предельным перепадом давления, пропорциональным управляющему напряжению. При поступлении рабочей среды от источника 17 давления в рабочих полостях 2 и 3 происходит перепуск рабочей среды через ферромагнитную жидкость 8 так, что между рабочими полостями 2 и 3 устанавливается перепад давления, пропорциональный управляющему напряжению, при этом плавное изменение последнего приводит к плавному изменению силы, действующей на шток 5, Допустим, по команде программно-логического блока (совместно с системой управления условно не показаны) отключается электротормоэ 22, а рабочая среда от

45 источника 17 давления через пневмораспределитель 18 и обратный клапан 19 поступает в рабочую полость 2 пневмоцилиндра

1. Для быстрого разгона поршня 4 дается команда на подключение. обмотки 6 возбуждения на номинальное управляющее напряжение и отключение от источника управляющего напряжения (не показан) обмотки

7 возбуждения, т.е. кольцевой зазор 9 между пневмоцилиндром 1 и секцией 11 поршня

4 полностью закрыт магнитно-жидкостным уплотнением, а кольцевой зазор 9 между пневмоцилиндром 1 и секцией 12 поршня 4 полностью открыт. При этом рабочая среда из рабочей полости 3 пневмоцилиндра 1 через открытый зазор 9, каналы 15 и 16 выходит в атмосферу, а поршень 4 усиленно разгоняется.

Далее дается команда на подключение обмотки 7 возбуждения на номинальное управляющее напряжение, т.е, оба зазора 9 между пневмоцилиндром 1 и секциями 11 и

12 поршня 4 закрыты, а установившаяся скорость перемещения поршня 4 и штока 5 определяется тем значением, которое было получено в момент равенства давлений воздуха в рабочих полостях 2 и 3, При отклонении скорости перемещения штока 5 в ту или иную сторону от установившегося значения программно-логический блок по сигналу датчика 21 обратной связи (скорости) дает команду на уменьшение величины тока, протекающего по соответствующей обмотке 6 или 7 возбуждения. Если скорость перемещения уменьшилась, то ток уменьшается только в обмотке 7 возбуждения. Если же скорость увеличилась, то ток уменьшается только в обмотке 6 возбуждения, Следовательно, имеется возможность плавного регулирования скорости перемещения штока 5 в широком диапазоне.

При подходе к точке позиционирования программно-логический блок по сигналу датчика 21 обратной связи (перемещения) дает команду на уменьшение тока, протекающего через обмотку 6 возбуждения, а затем и ее полное отключение от источника управляющего напряжения, т.е. кольцевой зазор 9 между пневмоцилиндром 1 и секцией 11 поршня 4 плавно открывается, а кольцевой зазор 9 между пневмоцилиндром

1 и секцией 12 полностью закрыт. При этом рабочая среда из рабочей полости 2 через открытый зазор 9, каналы 15 и 16 выходит в атмосферу. Начинается процесс торможения. Поршень 4 со штоком 5 переходят на так называемую ползучую скорость перемещения, а при подходе штока 5 к заданной точке позиционирования программно-логический блок по сигналу датчика 21 обратной

1622653

Формула изобретения

Составитель S,Êoâàëü

Техред М,Моргентал Корректор С.Шекмар

Редактор Е.Папп

Заказ 101 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 связи (перемещения) дает команду на увеличение тока, протекаю.цего через обмотку

6 возбуждения, а также и подключение ее на номинальное управляющее напряжение.

Зазоры 9 между внутренней поверхностью пневмоцилиндра 1 и секциями 11 и 12 поршня 4 при этом будут закрыты и обе рабочие полости 6 и 7 не связаны с атмосферой.

Поршень 4 со штоком 5 останавливаются в заданной точке позиционирования и одновременно с этим последний фиксируется в ней электротормоэам 22, который срабатывает по команде программно-логического блока.

Работа исполнительного механизма при перемещении в обратном направлении происходит аналогично при соответствующем состоянии обмоток 6 и 7 и полостей 2 и 3.

Таким образом, имеет место расширение функциональных возможностей и улучшение динамических характеристик за счет быстрого и точного позиционирования поршня 4 со штоком 5 в любой точке перемещения.

Пневматический исполнительный механизм, содержащий пневмоцилиндр с уста5 новленным в нем с образованием рабочих полостей поршнем со штоком, элекгроуправляемое уплотнение поршня, включающее обмотку возбуждения и ферромагнитную жидкость, заполняющую зазор меж10 ду цилиндром и поршнем, при этом цилиндр и поршень со штоком выполнены иэ ферромагнитного материала, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности позиционирования, цилиндр

15 снабжен дополнительной обмоткой возбуждения, поршень выполнен с неферромагнитной перегородкой, разделяющей его на две секции, а по обе стоГ, ны перегородки выполнены кольцевые пазы, в который уста20 новлены основная и дополнительная гагьванически не связанные обмотки возбуждения, при этом в перегородке выполнены каналы для сообщения кольцевых пазов межру собой и с атмосферой.