Многоканальный электрогидравлический следящий привод

 

Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в системах управления промышленных роботов и манипуляторов . Целью изобретения является расширение диапазона применения и повышение КПД. Входной сигнал поступает от программного устройства 41 на электро

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 15 В 9 03 ф1 1 я +p

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTKPbITHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4678550/29 (22) 14.04.89 (46) 15.04.91. Бюл. № 14 (72) Е. М. Солодников, Т. А. Сырицин, А. Ю. Домогаров, М. М. Гуров, А. М. Петренко и В. П. Воробьев (53) 62-521 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1504377, кл. F 15 В 9/03, 1987.

„.SU„. 1642099 A 1

2 (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СЛЕДЯШИЙ ПРИВОД (57) Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в системах управления промышленных роботов и манипуляторов. Целью изобретения является расширение диапазона применения и повышение КПД. Входной сигнал поступает от программного устройства 41 на электро1642099 гидравлический усилитель 9 и гидроцилиндр

1 перемещает нагрузку. При перемещении нагрузки вправо датчик 45 подает сигнал в логический блок 42, по команде которого гидрораспределитель 24 срабатывает, гидроаккумуляторы 18, 26 разряжаются в полость

5, а гидроаккумулятор 19 заряжается, при этом происходит компенсация опрокидывающего момента, гидравлическая пружина в полости 6 и гидроаккумуляторе 19 сжимается.

Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в системах управления промышленных роботов и манипуляторов.

Цель изобретения — расширение диапазона применения и повышение КПД.

На фиг. 1 изображена схема многоканального электрогидравлического следящего привода; на фиг. 2 — циклограмма перемещения нагрузки.

Привод содержит первый 1 и второй 2 гидроцилиндры, в каждом из которых с образованием рабочих полостей соответственно

3 и 4, 5 и 6 установлены поршни 7 и 8. Полости 3 и 4 гидроцилиндра 1 подключены к электрогидравлическому усилителю 9 мощности, включающему электромеханический преобразователь» . 10, гидроусилитель 11 первого каскада усиления мощности (например, типа «сонло — заслонка»), гидроусилитель 12 второго каскада усиления мощности (например, дросселирующий золотниковый гидрораспределитель с механической обратной связью) . Исполнительные линии

14 и 15 гидроусилителя 9 подключены к рабочим полосам 3 и 4 гидроцилиндра 1.

Питание и слив осуществляются по напорной 16 и сливной 17 гидролиниям. Рабочие полости 5 и 6 гидроцилиндра 2 непосредственно соединены с первым 18 и вторым 19 гидроаккумуляторами. Кроме того, гидроцилиндр 2 снабжен устройством управления рекунерациф энергии, которое содержит два предохр"жительных клапана 20 и 21, два управлармых обратных клапана 22 и 23 с гидувраспределителями 24 и 25 управления, трртий гидроаккумулятор

26 свободного хола, последовательно соединенные обра ыыФ клапан 27 и редукционный клапан 28, вход 29 которого соединен с напорной гидролщцый 16. Выходы 30 и 31 управляемых клапанов 22 и 23 соединены с рабочими полостява 5 и 6 гидроцилиндра 2, входы 32 и 33 — с выходом 34 обратного клапана 27 гидроаккумулятором 26. Управляющие входы 35 и 36 клапанов 22 и 23 связаны с исполнительными гидролиниями 37 и 38 гидрораспределителей 24 и 25, имею20

При изменении направления движения эта пружина преодолевает опрокидывающий момент нагрузки за счет разрядки гидроаккумулятора 19, кроме того, к полости 6 подключается гидроаккумулятор 26, а гидроаккумулятор 18 в это время заряжается.

Регулировка компенсации опрокидывающего момента при изменении масс 51, 52 производится за счет изменения зарядки гидроаккумуляторов 18, 19 и 26. 2 ил. щих электрические управляющие входы 39 и 40.

Привод включает программное устройство 41, логический блок 42, датчики 43—

45 положения и датчик 46 скорости. Причем программное устройство 41 соединено с электромеханическими преобразователями 10, датчиком 43 положения, датчиком 40 скорости гидроцилиндра 1 и логическим блоком 42, который соединен с датчиками 44 и 45 и управляющими входами 39 и 40 гидрораспределителей 24 и 25. Гидроцилиндры 1 и 2 связаны шарниром 47 с общей осью в виде стержня 48, который шарниром 49 соединен с основанием 50. Датчики 44 и 45 размещены симметрично относительно оси качания нагрузки, т. е. стержня 48.

На фиг. 1 график движения нагрузки разбит на три характерных участка по углу наклона: движение от 0 до q>i (разгон до требуемой скорости); движение от (pi до дарг (движение с постоянной скоростью); движение от (pg до (p3 (торможение до нулевой скорости) .

Таким же образом осугцествляется движение от срз до О, от О до — р и от — срз до О. Нагрузка изображена в виде двух масс 51 и 52, Многоканальный привод работает следующим образом.

Гидроцилиндр 1, электрогидравлический усилитель 9, датчик 43 положения, датчик 46 скорости и програминое устройство 41 составляют единую элеитрогидравлическую следящую систему. В иеходном положении нагузка удерживается в вертикальном положении. Входной сигиал поступает от программного устройства 41 на вход электромеханического преобразователя 10, проходит через гидроусилитель сопло †заслон 11, гидроусилитель 12 и в виде потока жидкости с требуемым расходом и перепадом давлений проходит по исполнительным гидролиниям 14 и 15 к полостям 3 и 4 гидроцилиндра 1. Опрокидывающий момент, создающийся при наклонах нагрузки, пропорционален углу отклонения нагрузки р и возрастает с увеличением ср. Для указанных

1642099

15

25

Формула изобретения

50

55 систем характерным является то, что значение опрокидывающего момента намного превышает значение суммарного момента от других составляющих нагрузки, таких как инерционная составляющая, сухое трение и т. д.

В связи с этим механическая харакгеристика и мощность следящего привода в основном определяются величиной опрокидывающего момента.

Для компенсации опрокидывающего момента служит гидроцилиндр 2 и устройство управления рекуперацией энергии, при этом гидроцилиндр 2 может быть размещен как встречно, так и параллельно гидроцилиндру 1. При перемещении нагрузки вправо (от О до + рз) датчик 45 подает сигнал в логический блок 42, в котором он, согласуясь с сигналом программного устройства 41 о том, что движение происходит по программе, преобразуется в электрический сигнал, который подается на управляющий вход 39 гидрораспределителя 24. Гидрораспределитель 24 срабатывает, соединяя исполнительную линию 37 с напором. Управляемый клапан 22 принудительно открывается, соединяя гидроаккумулятор 26 с полостью 5 гидроцилиндра 2. Так как полость 5 увеличивается, то происходит разряд гидроаккумуляторов 26 и 18. Полость 6 при этом уменьшается. Так как управляемый клапан

23 своим входом 36 соединен со сливом, происходит зарядка гидроаккумулятора 19 и одновременная компенсация опрокидывающего момента. Начальные давления газа в гидроаккумуляторах 18, 19 и 26 и их объемы подбираются таким образом, чтобы наиболее полно скомпенсировать действие опрокидывающего момента. При достижении положения (p3 газ в гидроаккумуляторе !9 достигает наибольшего сжатия. Гидравлическая пружина, которая образуется объемом жидкости в полости 6 и гидроаккумуляторе 19 оказывается сжатой. При изменении направления движения на обратное (от

+13 до О) эта пружина помогает следящему приводу преодолевать опрокидывающий момент нагрузки. Так как при этом полость 6 гидроцилиндра 2 увеличивается, то происхо.дит постепенная разрядка гидроаккумулятора 19. Сила гидравлической пружины уменьшается с уменьшением опрокидывающего момента, т. е, с уменьшением угла rp. Полость 5 при этом уменьшается. Так как управляемый клапан 22 открыт, то происходит зарядка гидроаккумуляторов 18 и 26 до величины начальной зарядки в, исходном положении.

При подходе нагрузки к вертикальному положению срабатывает датчик 45 и блок 42 выдает сигнал на управляющий вход 39 гидрораспределителя 24. Линия 37 соединяется со сливом. При перемещении нагрузки влево (от О до — гр3) в соответствии с задающим сигналом устройства 41 на электромеханический преобразователь 10 срабатывает датчик 44. Логический блок 42 вырабатывает сигнал на переключение гидрораспределителя 25, исполнительная линия 38 которого соединяется с напорной линией 16.

Управляемый клапан 23 принудительно открывается, соединяя гидроаккумулятор 26 с полостью 6 гидроцилиндра 2. Так как полость 6 увеличивается, то происходит разряд гидроаккумуляторов 26 и 19. Полость 5 при этом уменьшается. Так как управляющий клапан 22 своим входом 35 соединен со сливом, происходит зарядка гидроаккумулятора 18 и одновременная компенсация опрокидывающего момента. Далее процесс происходит таким же образом. как и при движении вправо (по часовой стрелке) и обратно.

Предохранительные клапаны 20 и 21 служат для предотвращения повышения давления в полостях выше допустимого.

Редукционный клапан 28 и обратный клапан 27 служит для подпитки устройства управления рекуперацией энергии, компенсируя неизбежные утечки жидкости. Особенностью схемы является ее приспособляемость к смещению центра масс нагрузки относительно вертикальной осп, для чего необходимо определить угловое положение стержня 48 при котором центр масс окажется на вертикальной оси, и симметрично установить датчик 44 и 45 при указанном положении стержня 48. В этом случае разрядка и зарядка гидроаккумуляторов 8 и 19 несимметричной. Регулировка компенсации опрокидывающего момента при изменении масс 51 и 52 производится за счет изменения давления зарядки гидроаккумуляторов 18, 19 и 26.

Многоканальный электрогидравлический следящий привод, содержащий два гидроцилиндра, шарнирно соединенных с общей осью качания нагрузки, электрогидравлический усилитель, подключенный к полостям первого гидроцилиндра, напорной и сливной гидролиниям, первый и второй гидроаккумуляторы, а также датчики скорости и положения первого гидроцилиндра, соединенные с входами программного устройства и логического блока, выходы которых соединены с электрогидравлическим усилителем, отличаюи ийся тем, что, с целью расширения диапазона применения и повышения КПД, он снабжен двумя управляемыми обратными клапанами с двумя гидрораспределителями управления, третьим гидроаккумулятором, последовательно включенными редукционным и обратным клапанами и двумя симметрично установленными датчиками положения оси качания нагрузки, подключенными к логическому блоку, соединенному с гидрораспределителями управления, при этом пер1642099

У ., pQP

Риг. 2

Составитель С. Рождественский

Редактор Л. Пчелинская Техред А. Кравчук Корректор Т. Малец

Заказ! 133 Тираж 398 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 вый и второй гидроаккумуляторы непосредственно подключены каждый к одной из полостей второго гидроцилиндра, а третий гидроаккумулятор через управляемые обратные.клапаны — к обоим полостям второго гидроцилиндра, а через последовательно включенные редукционный и обратный клапаны— к напорной гидролинии.