Имитатор пониженной гравитации

 

Изобретение относится к испытательным стендам транспортных машин, в частности к установкам, позволяющим в земных условиях имитировать пониженную гравитацию . Цель изобретения - повышение точности стабилизации положения в пространстве. Подъемный механизм 2 уста

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5Ф)5 6 01 М 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 464.6803/11 (22) 06.02.89 . (46) 30.03.92, Бюл. hL 12 (71) Научно-исследовательский институт . технологии (72) М.B.Moðîçîâ (53) .629.113.001.4:620.1.05(088.8) ° . (56) Авторское свидетельство СССР

hL 1245067, кл. G 01 М 17/00. 1984.

„„5U „„1723484 А1 (54) ИМИТАТОР ПОНИЖЕННОЙ ГРАВИТАЦИИ (57) Изобретение относится к испытательным стендам транспортнйх машин, в частности к установкам, позволяющим в земных условиях имитировать пониженную гравитацию. Цель изобретения — повышение точности стабилизации положения в пространстве. Подъемный механизм 2 уста1723484

30

40 новлен на двухстепенном шарнире 5 с возможностью поворота во взаимно перпенди.кулярных плоскостях посредством исполнительных механизмов, например, гидроцилиндров 8, связанных с насосом 10, механизм управления которого электрически связан с гироскопическими датчиками

23 и 24, Каждому исполнительному механизму параллельно установлен разгружающий гидроцилиндр 13, полости которого связаны друг с другом и с дополнительным насосом

18 через регулируемый редукционо-предоИзобретение относится к испытательным стендам транспортных машин, в частности к установкам, позволяющим в земных условиях имитировать пониженную гравитацию.

Цель изобретения — повышение стабилизации положения в пространстве.

На фиг.1 представлена конструктивная схема имитатора пониженной гравитации; на фиг.2 — то же, конструктивная схема уп- 10 равления разгружающим гидроцилиндром, содержащая управляющий гидроцилиндр.

Имитатор пониженной гравитации содержит сопровождающее транспортное средство, на раме 1 которого шарнирно закреплен подъемный механизм 2, соединенный с вездеходом 3 в центре его тяжести при помощи троса 4 и трехстепенного шарнира 5. Подъемный механизм 2 установлен на горизонтальной поверхности основания

6, закрепленного в двухстороннем шарнире

7 с возможностью поворота в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. В каждой из этих плоскостей, т.е, между основанием 6 и корпусом шарнира 7, а также между корпусом шарнира 7 и рамой 1 идентично установлены исполнительные механизмы, выполненные в виде гидроцилиндров 8.

Шток гидроцилиндра 8 шарнирно связан с основанием 6, а корпус- с корпусом шарнира 7.

Полости гидроцилиндра 8 гидравлически связаны через электрогидравлический механизм 9 с насосом 10, приводной вал которого связан с двигателем 11. Всасыва- 35 ющий трубопровод насоса 10 и механизм 9 управления связан с баком 12. Между корпусом шарнира 7 и основанием 6 параллельно гидроцилиндру. 8 установлен раэгружащий гидроцилиндр 13, шток которого кинематически связан с основанием 6. а корпус - с корпусом шарнира 7. Полости

14 и 15 разгружающего гидроцилиндра 13 через дроссель 16 гидравлически связаны хранительный клапан 17 регулирующий орган которого связан с полостью высокого давления исполнительного механизма. Редукционно-предохранительный клапан 17 выполнен в виде гидравлически связанных редукционного 25 и предохранительного 26 клапанов, у которых полости для подвода управляющего давления связаны между собой и с полостью давления исполнительного механизма. С входом редукционного клапана 17 гидравлически связан пневмогидроаккумулятор 19. 4 з.п. ф-лы, 2 ил. между собой. а поршневая полость 15 связана с выходом редукционно-предохранительного клапана 17, вход которого гидравлически связан с дополнительным насосом 18 и пневмогидроаккумулятором

19. Приводной вал насоса 18 связан с двигателем 20, в качестве которого может использоваться. например, двигатель внутреннего сгорания (ДВС).

Всасывающий патрубок насоса 18 связан с баком 21, с которым также связан установленный параллельно дополнительному насосу 18 переливной клапан 22 и слив редукционно-предохранительного клапана

17.

На горизонтальной поверхности основания 6 установлены датчики 23 и 24 горизонтального положения, которые выполнены, например, в виде гидроскопических элементов, при этом датчик 23 электрически связан с механизмом 9 управления, а датчик 24 — с аналогичным механизмом управления устройства для разворота основания в продольной плоскости (не показано), т.е. вокруг оси а.

Редукционно-предохранительный клапан 17 и его подключение могут иметь различные констуктивные особенности.

Редукционно-предохранительный клапан (фиг.1) содержит дистанционно-управляемые редукционный 25 и предохранительный

26 клапаны. Вход редукционного клапана (например, типа МКР) 25 гидравлически связан с дополнительным насосом 18, а выход — с входом предохранительного клапана(например, типа Г54-3) 26 и с поршневой полостью 15 раэгружающего гидроцилиндра 13.

Выход предохранительного клапана 26 гидравлически связан с баком 21. Полости, в которые подводится управляющее давлеwe у клапанов 25 и 26, связаны между собой и с поршневой полостью гидроцилиндра 8, На фиг.2 показан редукционно-предохранительный клапан 17, содержащий регу1723484

15

25

35

45

50 лируемые редукционный 25 и предохранительный 26 клапан, особенностью которого является то, что клапаны имеют механиче-. ское управление, задающий элемент 27 которого кинематически связан со штоком 28 управляющего гидроцилиндра 29, Поршневая полость управляющего гидроцилиндра

29 гидравлически связана с поршневой полостью гидроцилиндра 8 и через гидродроссель 30. — с штоковой полостью,.в которой

" установлена возвратная пружина 31. Устройство для разворота основания в продольной плоскости, т.е. в плоскости, параллельной направлению движения сопровождающего. транспортного средства; выполнено аналогично. Для ручного управления гидроцилиндрами 8параллельно дат-чикам 23 и 24 установлен задатчик 32.

Имитатор пониженной гравитации работает следующим образом.

Перед началом испытаний включаются двигатели 11 и 20, при этом связанные с ними насосы 10 и 18 подают давление соответственно в механизм .9 управления, в пиевмогидроаккумулятор 19 и раэгружающий. гидроцилиндр 13, а излишек рабочей жидкости сливается в бак 12 и через клапан 22 — в бак 21. 3а счет разности площадей штока и поршня разгружающий гидроцилиндр 13 создает разгружающий момент. Компенсация момента неуравновешенности обеспечивается за счет предварительной настройки редукционнопредохранительного клапана 17. Затем вручную при помощи эадатчика 32 устанавливается горизонтальное положение основания 6 и запускаются гироскопические датчики 23 и 24. Имитатор готов к проведению испытаний. В процессе испытаний рама 1 сопровождающего транспортного средства совершает, как правило, гармонические колебания в продольной и поперечной плоскостях.

Работа привода в поперечной плоскости.

Г!

При наклоне основания 6 датчик 23 выраоатывает сигнал, пропорциональный углу наклона, который подается на механизм 9 управления, распределяющий рабочую жидкость под давлением от насоса 10 между полостями гидроцилиндра 8, шток которого, перемещаясь, восстанавливает горизонтальное положение основания 6.

Гидроцилиндр 8 меньше разгружающего гидроцилиндра 13 и предназначен для пре- 5 одоления момента от сил инерции и трения, а также момента, обусловленного нестабильностью срабатывания предохранительного клапана.26; При совместном движении вездехода 3 и сопровождающего л транспортного средства расстояние между ними изменяется, например. увеличивается, что вызывает изменение момента неуравновешенности и, как следствие этого, 5 возрастает давление в поршневой полости гидроцилиндра 8. Поскольку поршневая полость гидроцилиндра 8 связана с полостями для подвода управляющегодавления клапанов 25 и 26, то одновременно возрастает редуцируемое давление на выходе из клапана 25 и давление срабатывания клапана 26.

В результате этого усилие, развиваемое разгружающим гидроцилиндром 13, возрастает, компенсируя момент неуравновешенности, При уменьшении момента неуравновешенности происходит обратный процесс. При повороте основания 6 по часовой стрелке (фиг.1) рабочая жидкость подается в полость 15 разгружающего гидроцилиидра 13 от редукционного клапана 25, а при противоположном движении основания 6 жидкость из указанной полости сливается в бак 21 через предохранительный клапан 26, Таким образом происходит компенсация внешних кинематических и силовых воздействий. Для повышения устойчивости работы раз гружюа щего гидроцилиндра 13 между его полостями установлен гидродроссель 16. снижающий пульсацию давления и влияния дискретности работы редукционно-предохранительного-клапана 17. В случае использования редукционно-предохранительного клапана

17 с механическим управлением (фиг.2) изменение давления в поршневой полости гидроцилиндра 8 изменяет положение штока 28 управляющего гидроцилиндра 29 за счет различной деформации пружины 31. В свою очередь шток 28, воздействуя на пружины 27 клапанов 25.и 26, изменяет как величину редуцируемого давления на выходе клапана 25, так и давление срабатывания предохранительного клапана 26. В остальном работа редукционно-предохранительного клапана 17 и гидроцилиндров 8 и 13 аналогична.

Для повышение демпфирования и устойчивости работы между полостями управляющего гидроцилиидра 29 установлен гидродроссель 30, Разворот основания 6 в продольной плоскости в шарнире 7 осуществляется аналогично. Разделение функций при компенсации внешних воздействий иа объект регулирования за счет введения разгружающих гидроцилиндров, восприиимающих силовые возмущения в то время, как исполнительный механизм компенсирует кииематические воздействия, а также силы трения инерции и т.д. позволяют существенно снизить установленную мощность испол1723484 нительного механизма и его питающего насоса и за счет этого увеличить точность компенсации внешних кинематических воздействий на объект регулирования, т,е. повысить точность стабилизации положе- 5 ния в пространстве основания подъемного механизма. Установка гидродросселей между полостями разгружающего и управляющего гидроцилиндров обеспечивает достаточную устойчивость системы компен- 10 сации и силовых возмущений. Устройство позволяет создать высокоточный комплекс для наземных испытаний транспортных средств высокой массы.

Формула изобретения

1. Имитатор пониженной гравитации объекта, содержащий подъемный механизм, установленный на двухстепенном шарнире с возможностью поворота во 20 взаимно перпендикулярных плоскостях посредством исполнительных гидроцилиндров, связанных с насосом, механизм управления которого электрически связан с гироскопическими датчиками, и разгружаю- 25 щий механизм, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации положения объекта в пространстве, разгружающий механизм выполнен в виде установленного параллельно каждому ис- 30 полнительному гидроцилиндру разгружающего гидроцилиндра, полости которого связаны одна с другой и с дополнительным насосом через регулируемый редукционной-предохранительный клапанный блок, 35 регулирующий орган которого связан с полостью высокого давления исполнительного гидро цилиндра.

2.Имитатор по п.1, отличающийся тем, что регулируемый редукционно-предохранительный клапанный блок выполнен в виде отдельных регулируемых подавлению редукционного и предохранительного клапанов непрямого действия, у которых полости для подвода управляющего давления связаны между собой и с полостью высокого давления исполнительного гидроцилиндра, при этом вход редукционного клапан связан с дополнительным насосом, а выход — с разгружающим цилиндром и входом предохранительного клапана.

3. Имитатор по п.1, о тл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью повышения устойчивости работы, установлен управляющий гидроцилиндр, который выполнен с возвратной пружиной в штоковой полости, его поршневая полость гидравлически связана с полостью высокого давления исполнительного механизма и через гидродроссель — со штоковой, а шток управляющего гидроцилиндра кинематически связан с регулирующими пружинами редукционно-предохранительного клапана, при этом полости разгружающего гидроцилиндра связаны через гидродроссель, 4. Имитатор по п,3, отличающийся тем, что с входом редукционного клапана гидравлически связан пневмогидроаккумулятор.

1723484

К НОС

К ДжплиигСгьйону 0000CJJ

Составитель М; Морозов

Техред M,Mîðãeíòàë Корректор Л Бескид

Редактор И. Шитев

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

Заказ 1060 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по.изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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