Многопозиционное устройство управления

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах управления гидроприводами. Целью изобретения является повышение надежности и точности работы многопозиционного устройства управления. Устройство содержит установленную в корпусе ручку управления, отклоняемую оператором в пределах центрального отверстия крышки. При отклонении ручки шарики обоймы втулки катятся по плоскости крышки, а звенья формирования выходного сигнала представляют информацию. На втулке установлена пружина самовозврата ручки в исходное (нейтральное) положение. 2 з. п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах управления гидроприводами.

Известны многопозиционные устройства управления, содержащие рычаг управления, установленный в подпружиненной втулке с коническим хвостовиком, который прижимается к центральному коническому отверстию фланца. Рычаг связан с потенциометрами, формирующими сигнал о перемещении их рычага. При этом коническая поверхность втулки скользит по поверхности фланца и центрируется под воздействием пружины при самовозврате рычага.

Известен также управляющий механизм, содержащий ручку управления, установленную в подпружиненной втулке с коническим хвостовиком, который центрируется в коническом отверстии фланца с помощью пружины самовозврата. Фланец имеет центральную глухую выточку, диаметр которой больше максимального диаметра конического отверстия, по которой скользит конический хвостовик втулки при ее повороте. Сама ручка опирается шарнирно на внутреннюю торцовую поверхность корпуса механизма.

Недостатками обоих механизмов управления являются повышенный износ конического хвостовика и отверстия в опорном фланце, а также возможность случайного включения ручки в рабочее положение. Износ сопряженных деталей приводит к нарушению точности управления и центрирования ручки при самовозврате, что, в свою очередь, может привести к ложным срабатываниям управляемых гидроаппаратов гидропривода, например, электроуправляемых гидрораспределителей. Отсутствие устройства, предохраняющего механизмы управления от случайного включения в рабочее положение (оператор во время работы может случайно задеть ручку управления и включить ее), может привести к аварийной ситуации. Указанные недостатки снижают надежность работы многопозиционных устройств управления и управляемых ими гидроприводов в целом.

Целью изобретения является повышение надежности и точности работы многопозиционного устройства управления.

Цель достигается за счет того, что в многопозиционном устройстве управления, содержащем корпус, частично размещенную в корпусе ручку управления, установленную во втулке и шарнирно связанную нижней частью с корпусом, крышку корпуса с центральным отверстием для ограничения максимального отклонения ручки управления, связанной через поводки со звеньями формирования выходного сигнала, установленными в корпусе, и пружину самовозврата ручки управления в нейтральное положение, установленную на размещенном вне корпуса конце втулки, центральная часть втулки выполнена в виде обоймы с установленными в ней по окружности шариками со стороны, обращенной к внешней плоскости крышки, причем диаметр окружности размещения центров шариков в обойме больше диаметра описанной окружности центрального отверстия, а втулка установлена с возможностью сопряжения всех шариков с плоскостью крышки в нейтральном положении ручки управления и двух шариков - при отклонении ручки управления в любом направлении.

Кроме того, в обойме установлено не менее восьми шариков, а на внешней плоскости крышки выполнен предохранительный кольцевой поясок, диаметр которого больше диаметра окружности размещения шариков в обойме.

В отличие от известных механизмов, имеющих повышенный износ сопряженных деталей при выводе ручки управления из исходного положения в рабочее и не имеющих специальных средств защиты от случайного включения ручки управления, заявляемое устройство имеет более высокую надежность из-за замены трения скольжения трением качения, что снижает износ, и за счет выполнения на опорной поверхности фланца предохранительного пояска, обеспечивающего предохранение устройства от случайного включения.

При исследовании известных методов замены трения скольжения трением качения было установлено, что известны кинематические пары с шариковыми опорами (см. И. И. Артоболевский Механизмы в современной технике. Т. 1, Т. : Наука, 1979, с. 26), однако применяются они для одноподвижной кинематической пары с шариковой опорой, в то время как в предлагаемом устройстве кинематическая пара обойма-фланец одноподвижной парой не является, а обойма не является опорой, следовательно, обойма с шариками применена в ином качестве - для уменьшения контактного трения при движении в различных направлениях.

Следовательно, предложенное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показано устройство с ручкой управления в исходном положении, общий вид; на фиг. 2 - то же, с ручкой управления в отключенном на угол α положении; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 показан разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 1.

Устройство содержит корпус 1 с крышкой 2. В корпусе 1 размещена нижняя часть ручки 3 управления. На ручке 3 установлена втулка 4, а сама ручка 3 шарнирно связана нижней частью с корпусом 1. Крышка 2 имеет центральное отверстие 5 для ограничения перемещения ручки 3, которая связана через поводки 6 и 7 со звеньями 8 и 9 формирования выходного сигнала (в данном случае потенциометрами), смонтированными в корпусе 1. Пружина 10 самовозврата ручки 3 в нейтральное положение (в положение, когда выходные сигналы звеньев 8 и 9 отсутствуют) установлена на размещенном вне корпуса 1 конце втулки 4. В нерабочем положении ручки втулка 4 установлена коаксиально центральному отверстию 5 таким образом, что звенья 8 и 9 имеют нулевой выходной сигнал. Это достигается за счет того, что нижний конец ручки 3 имеет возможность перемещения в пазах поводков 6 и 7. Центральная часть втулки 4 выполнена в виде обоймы 11 с установленными в ней шариками 12 со стороны, обращенной к плоскости крышки 2, на которой выполнен предохранительный кольцевой поясок 13. Диаметр D1 окружности размещения центров шариков 12 меньше диаметра D2 кольцевого пояска 13 и больше диаметра D3 описан окружности центрального отверстия 5 (отверстие 5 в данном случае выполнено квадратным). Втулка 4 установлена с возможностью сопряжения всех шариков 12 с плоскостью крышки 2 в нейтральном положении ручки. При отклонении ручки 3 от нейтрального положения на угол α , а следовательно, и втулки 4 с обоймой 11 с плоскостью крышки 2 сопрягаются в устойчивом состоянии два соседних шарика в зависимости от направления отклонения. Шарнирное соединение ручки 3 с корпусом 1 представляет собой сопряженные по вершинам и повернутые друг относительно друга на 90^о V-образные стержни 14 и 15, один из которых закреплен в торце нижней части ручки 3, а другой - в корпусе 1.

Для обеспечения отклонения ручки 3 во взаимно перпендикулярных плоскостях и одновременно перпендикулярных осям звеньев 8 и 9 и в плоскостях по диагоналям при некоторой возможной ошибке задания оператором направления отклонения ручки 3 в обойме 11 установлено восемь шариков 12. При этом относительно каждого вышеуказанного направления отклонения ручки 3 размещаются симметрично два шарика 12, что обеспечивает устойчивое перемещение ручки 3 без поворота. При отклонении ручки 3 во всех промежуточных направлениях происходит поворот обоймы 11 на незначительный угол меньше 22,5^о, что вполне приемлемо при управлении.

Устройство работает следующим образом.

При отклонении ручки 3 на какой-либо угол она своей нижней частью через поводки 6 или 7 или 6 и 7 вместе воздействует на валы потенциометров, в результате чего формируется выходной сигнал управления. При отклонении ручки 3 один ее конец опирается на шарнирное соединение, а шарики 12 катятся по поверхности крышки 2. Поясок 13 предохраняет устройство от случайного включения, а также осуществляет центрирование ручки в нейтральном положении. Оператор должен приложить дополнительное усилие для преодоления пояска. Последующее отклонение ручки 3 приводит к тому, что обойма 11 наклоняется относительно плоскости крышки 2, пружина 10 сжимается, а все шарики 12, кроме двух, выходят из сопряжения с плоскостью крышки 2. Обойма 11 катится на двух шариках в направлении отклонения ручки 3. При снятии отклоняющего усилия с ручки 3 пружина 10 возвращает ее в исходное положение.

Формула изобретения

1. МНОГОПОЗИЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ, содержащее корпус, частично размещенную в корпусе ручку управления, установленную во втулке и шарнирно связанную своей нижней частью с корпусом, крышку корпуса с центральным отверстием для ограничения максимального отклонения ручки управления, связанной через поводки со звеньями формирования выходного сигнала, установленными в корпусе, и пружину самовозврата ручки управления в нейтральное положение, установленную на размещенном вне корпуса конце втулки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и точности работы устройства, центральная часть втулки выполнена в виде обоймы с установленными в ней по окружности шариками со стороны, обращенной к внешней плоскости крышки, причем диаметр окружности размещения центров шариков в обойме больше диаметра описанной окружности центрального отверстия крышки, а втулка установлена с возможностью сопряжения всех шариков с плоскостью крышки в нейтральном положении ручки управления и двух шариков при отклонении ручки управления в любом направлении.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в обойме установлено не менее восьми шариков.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на внешней плоскости крышки выполнен предохранительный кольцевой поясок, диаметр которого больше диамтера окружности размещения центров шариков в обойме.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6