Обратимая следящая система

Обратимая следящая система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Респубпни

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (5l)M. Кл. (22) Заявлено 26. 08, 80 (2 Ф) 2981711/18- 24

G 05 Е 11/60

G 05 0 3/12

F 15 В 9/16 с присоединением заявки М (23) Приоритет

9)еударстаеных канктет

СССР.

10 аелан нзебретехнк и юткрыткк

Опубликовано 15.06.82. Бюллетень 1тт 22

Дата опубликования описания 17 . 06 .82 (5З) ДК 621-540 .(088.8) 1

Ю.М. Барац, П.И. Котенко, Ю.Н. Ки евич ЮМ :.ЖУков, И. Е. Захаров и А. А. Бел церковский- .

Донецкое отделение института Тийроугл ац41я" (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ОБРАТИМАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к устройст вам, предназначенным для механизации и автоматизации производственных процессов в опасных для человека зонах и может быть использовано в дистанционных манипуляторах.

Известны обратимые следящие системы, построенные на основе сельсинной передачи (13Недостатком таких систем является неврэможность достижения высокой точ- т ности при большом моменте нагрузки.

Известна двухканальная обратимая следящая система, содержащая задающий и исполнительный органы, канал слежения по положению задающего органа и

15 обратный канал отражения усилия. Каждый канал содержит по два датчика соот веТственно углов и моментов, элемент сравнения, два усилителя, два привода 2).

К недостаткам этой схемы можно отнести наличие большого числа линий связи, довольно сложную аппаратурную реализацию, а также невозможность увеличения грузоподъемности на выходе системы, что сужает область ее применения.

Цель изобретения — упрощение конструкции и расширение области применения.

Указанная цель достигается тем, что в обратимой следящей системе, содержащей задающий и исполнительный валы, две пары гидроприводов, усилители и блок сравнения, каждый, гидропривод содержит два однополостных гидроцилиндра, поршневые полости которых соединены между собой, штоки первых гидроцилиндров каждой пары гидроприводов кинематически соединены с задающим и исполнительным валами, а блок сравнения состоит из двух приводов и вала, кинематически связанного с тремя рейками, противоположные концы двух из которых жестко соединены со штоками вторых гидроцилиндров каждой пары гидроприводов, а каждый

3 93587 из противоположных концов третьей рейки жестко соединен со штоком соответствующего привода, причем вход каждого из усилителей соединен с поршневыми полостями, первых гидроцилиндров гидропривода задающего вала, а выходсо входом соответствующего привода.

На чертеже приведена схема обратимой следящей системы.

Система состоит из задающего 1 to и исполнительного 2 валов, кинематически связанных с однополостными гидроцилиндрами 3, 4, 5 и 6, которые попарно соединены линиями связи с гидроцилиндрами 7, 8, 9 и 1О так, что 5

Ьбразуют гидроприводы, передающие движения с задающего 1 на исполнительный 2 аал. При вращении укаэанных валов штоки гидроцилиндров 3 и 4, 5 и 6 имеют противоположные направления движения. Система содержит также блок сравненйя 11, состоящий из ва-" ла 12, с которым связаны три рейки 13, 14 и 15.

Противоположные концы рейки 15 со- z5 единены со штоками приводов, например, пневмоприводов 16 и 17, а противоположные концы реек 13 и 14 жестко связаны с гидроцилиндрами 7, 8, 9 и 10.

С гидросистемами приводов задающего вала 1 соединены входные камеры усилителей 18 и 19, выполненных, например, в виде гидропневмопреобрвэователей, управляющих пневмоприводами 16 и 17 °

Система работает следующим образом.

Пусть к задающему валу 1 приложен момент силы по часовой стрелке, как показано на чертеже. Тогда под его действием давление под поршнем в гидроцилиндре 4 возрастает и, поскольку жидкость в гидролинии несжимаема, со стороны штока гидроцилиндра 8 на вал 12 станет действовать некоторая

4S сила, показанная на чертеже стрелкой.

Эта сила создает некоторый момент на валу 12. Кроме того, давление во входной камере гидропневмопреобраэоаателя 19 повышается, поскольку последHRR соединена с гидросистемой, вклюю чающей полости гидроцилиндроа 4 и 8.

Выходной пневмосигнал гидропневмопреобразователя также преобразуется пневмоприводом 17 в момент на валу 12.

Этот момент суммируется с моментом, создаваемым штоком гидроцилиндра 8, и вал 12 поворачивается..При этом осуществляется движение поршня цилинд4 ф ра 9 и преодолевается момент полезного сопротивления, создаваемый его штоком на валу 1Е.

3а счет перетока жидкости а гидросистеме шток гидроцилиндра 5 перемещается по стрелке вверх, что, приводит к повороту исполнительного вала 2.

S процессе работы системы жидкость свободно перетекает из полостей гидроцилиндров 6 и 7 соответственно в полости гидроцилиндров 10 и 3. На выходе гидропневмопреобразователя 18 сигнал отсутствует.

Таким образом, nðè движении, указанном стрелками,.активно работает одна половина системы. Другая работает аналогично первой при смене направления движения задающего вала 1.

Поворот задающего вала 1 преобраI зуется в поворот исполнительного вала 2, KoTopblN "следит" за углом поворота. вала 1, т.е. имеет место слежение по положению. Точность такого слежения определяется сжимаемостью жидкости в линиях связи и упругостью самих линий.

Обратная передача момента с исполнительного вала 2 на задающий 1 происходит следующим образом. При приложении момента к валу 2, как показано на чертеже, возникает сила, действующая со стороны штока гидроцилинрра 10 на вал 12, последний, стремясь повернуться, создает силу, действующую на шток гидроцилиндра 7, давление в полости которого повышается „ что вызывает возникновение силы, с которой шток гидроцилиндра 3 создает момент на задающем валу 1. При этом на выходе гидропневмопреобразователя 18 возникает некоторый пневмосигнал. Пневмопривод 16 частично компенсирует момент, создаваемый гидроцилиндром 10.

Обратимая следящая система характеризуется коэффициентом передачи по моменту (усилию) и по перемещению (угловому. или линейному). При воздействии на вал 2 с внешней стороны пневмо приводами 16 и 17 происходит частичная компенсация момента, поэтому на аал 1 передается не вся нагрузка, а ее часть.

При этом уравновешивающая нагрузка на валу 1 строго пропорциональна силовой внешней нагрузке на валу 2.

Таким образом, в предлагаемой системе при передаче силовой нагрузки с вала 2 на вал 1 осуществляется ее

4 6 ропневмати ческих преобразователей вызвано необходимостью питать систему от источника пневмоэнергии.

В качестве преобразователей 18 и 19 могут быть применены любые устройства, давление.воздуха в выходной камере которых пропорционально давлению жидкости в командной камере;

Применение высоконапорной гидравлики на выходе предлагаемой системы позволяет увеличить грузоподъемность последней по сравнению с известной при упрощении конструкции. формула изобретения

Обратимая следящая система, содержащая задающий и исполнительный валы, две пары гидроприводов, усилители и блок сравнения, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции и расширения области применения, каждый гидропривод содержит два однополостных гидроцилиндра, поршневые полости которых соединены между собой, штоки первых гидроцилиндров каждой пары гидроприводов кинематически соединены с задающим и исполнительным валами, а блок сравне- . ния состоит из двух приводов и вала, кинематически связанного с тремя рейками, противоположные концы двух из которых жестко соединены со штоками вторых гидроцилиндров каждой пары гидроприводов, а каждый из противоположных концов третьей рейки жестко соединен со штоком соответствующего привода, причем вход каждого из усилителей соединен с поршневыми полостями первых гидроцилиндров гидропривода задающего вала, а выход - с входом соответствующего природа.

Источники информации,принятые во внимание при экспертизе .

1. Свечарник Д.В. Дистанционные передачи. M. "Энергия", 1974, с. 12(.

2. Патент Великобритании 1Г 10466S9. кл. G 3 Р, опублик. 1965 (прототип).

5 93507 масштабирование. Это необходимо при применении предлагаемой системы, например, в груэоподъемных механизмах, когда оператор, воздействуя на задающий вал 1, физически не может удержать нагрузку, приложенную к исполни. тельному валу 2, если коэффициет передачи системы по нагрузке равен единице ..

Статический коэффициент передачи 10 по моменту К т предлагаемой системы . в предположении, что момент нагрузки с исполнительного вала 2 передается нв вал 12 без изменения (в масштабе

1:1), можно выразить в виде: 1$

1 Ь

Ст Sgdq 1 Ь где S,5,S — соответственно площади поршней цилиндров

7 (8), 3 (4), 16 (17); м

d,d - соответственно диаметры валов 12 и 1

К - статический коэффициент усиления гидропневмопреобразователей 18 и 19 по давлению.

При применении предлагаемой системы в мощных грузоподъемных механизмах, величина К может быть как угодно увеличена путем введения в систе-. щ му многокаскадных гидро- или пневмоусилителей.

Величины перемещений валов 1 и 2 предлагаемой системы определяются кинематическими и гидравлическими связями между ними, т.е. зависят от соотношений площадей цилиндров 3, 4, 7, 8, 5, 6, 9, 10,диаметров валов

2, 12, сцепляющихся с рейками 13- 15.

Путем вариации этих параметров можно вводить в систему масштабирование по перемещению задающего 1 и исполнительного 2 валов.

Но перемещения валов 1 и 2 при любом масштабе по перемещению строго пропорциональны.

Установка преобразователей 18 и 19 вызвана укаэанной выше необходимостью введения в систему масштабирования по нагрузке. А применение именно гид9358?4

Составитель О. Гудкова

Редактор С. Запесочный Техред И, Гайду КорректоР ц. Билак

Заказ 5207748 Тираж 915 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)ОЯ Москва 8-3 Раушская наб.д д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 1