Обратимая следящая система

Обратимая следящая система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубпик

n i951232 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12. 12. 80 (21) 3221825/18-24 М К,.т з

G 05 В 11/00

В 25 3 13/00 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 15D882. Бюллетень ¹ 30

Р З) УДК б 2-50 (088. 8) Дата опубликования описания 150882

Дальневосточный ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В.В.Куйбышева (71) Заявитель (54) ОБРАТИМАЯ СЛЕДЯЩАЯ CHCTEMA

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании дистанционных копи. рующих манипуляторов.

Известна обратимая следящая система, содержащая на задающей и исполнительной стороне электродвигатель, датчик положения, источник прямоугольного напряжения, выпрямители и коммутатор (1).

Однако данная система имеет низкую надежность из-за большого числа связей между задающей и исполнительной стороной.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является система, содержащая первый сумматор, а также на задающей и исполнительной сторонах источник опорного напряжения, первый датчик положения, выходы которого соединены со входами преобразователя импульсов и первыми входами коммутатора, выходом подключенного ко входу электродвигателя, а вторым входом — к выходу первого сумматора (2).

Недостатком прототипа является узкая зона синхронизации — 360 т.е. один оборот вала двигателя.При работе двигателя пои больших моментах нагрузки, а также если в системе применены редукторы, сужаннцие зону синхронизации этой системы, о рассогласование превышает 360 угла разворота двигателя и система теря- ет работоспособность.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей системы.

Цель достигается тем, что система содержит на задающей и исполнительной сторонах второй датчик положения, апериодический блок, пороговые элементы, ключи, второй сумматор и редуктор типа винт-гайка,через который вал электродвигателя механически связан с ротором первого датчика положения, выход второго датчика положения соединен со входом апериодического блока, выход которого через последовательно соединенные пороговые элементы и ключи подключен к первым входам второго сумматора, вторым входом соединенного с выходом преобразователя импульсов, а выходом — с соответствующим входом первого сумматора, а выход источника опорного напряжения подключен ко вторым входам ключей.

На чертеже представлена функциоЗ0 нальная схема системы.

951232

Формула и з обретения

Схема включает задающую и исполнительную стороны 1 и 2 соответст- венно, первый датчик 3 положения, чувствительные элементы 4, коммутатор 5, электродвигатель 6, вал 7 электродвигателя, ротор первого датчика положения 8, преобразователь 9 импульсов, первый сумматор 10, винт

11, гайку 12, направляющую 13, постоянный магнит 14, второй датчик 15 положения, апериодический блок 16, 10 пороговые элементы 17, ключи 18, второй сумматор 19, источник 20 опорного напряжения.

Система работает следующим образом. i5

Чувствительные элементы 4 датчика 3 положения ротора электродви* гателя 6 вырабатывают синусоидальный и косинусоидальный законы из,,менения длительности их выходных сигналов при повороте вала 7 и рото-. ра 8 датчика 3. Эти. сигналы усиливаются полупроводниковым коммутатором

5, имеющим управляющий вход, и поступают на электродвигатель 6, создавая вращающий момент. Сигналы чувствительных элементов 4 поступают на входы преобразователя 9 импульсов, который формирует из них пилообраз.— ный на угле ротора 8 закон.

Формирование пилообразного закона 3О осуществляется при сравнении импульсов с выходов чувствительных элементов 4 и их преобразовании. Таким образом, период сигнала равен 360 или одному обороту вала 7. В преде- 35 лах этого угла удовлетворительно работает система (прототип)., в которой сигналы с выходов преобразователей

9 импульсов сравниваются в первом сумматоре 10, выходным сигналом которого управляются коммутаторы 5 сторон. При увеличении рассогласования сверх 360 прототип неработоспособен.

В данном устройстве введены блоки 11-19, которые расширяют зону синхронизации системы.

Осуществляется это следующим образом.

При вращении вала 7 вращается соединенный с ним винт 11, а следовательно, перемещается вдоль винта 11 и направляющей 13 гайка 12 с закрепленным на ней постоянным магнитом

14. В результате движения магнита 14 при повороте вала 7 изменяется зазор между магнитом 14 и магнитомодуляционным чувствительным элементом второго датчика 15, что вызывает изменение выходного сигнала, т.е. длительности выходных импульсов датчика 15. 60

Итак, каждому обороту вала 7 соответствует определенный диапазон изменения длительности сигнала с выхода чувствительного элемента датчика

15. Этот сигнал усрвдняется апериоли-65 ческим блоком 16, на выходе которого получается сигнал постоянного тока.

Выходной сигнал апериодического блока 16 поступает на входы пороговых элементов 17, величина порога которых пропорциональна номеру элемента.

Итак, при нахождении угла поворота, вала 7 в пределах 360 все пороговые элементы 17 выключены. При 360"(4»720 включен один из пороговых элементов

17, при 720

17 оказывается пропорциональным числу оборотов вала 7 каждой из сторон 1 и 2 системы.

Выходной сигнал каждого порогового элемента открывает соответствующий ключ 18, подключая опорное напряжение (к второму сумматору 19.

На выходе второго сумматора при

0

+Чсдп, при 720 » Ы «» 1080Π— пилообразный сигнал + 2Von и т.д., т.е. к ступенчатому в зависимости от о(. сигналу добавляется пилообразный, давая результирующий линейно изменяющийся сигнал. Период последнего существенно больше 360 и составляет (360 M), где M — число пороговых элементов 17 и ключей 18.

Управление коммутаторами 5 электродвигателями 6 сторон производится сигналом рассогласования, полученным с выхода первого сумматора

10, на который поступают линейно изменяющиеся сигналы углов поворота сторон.

Величина М, т.е. собственно расширение зоны синхронизации системы, определяется чувствительностью и точностью датчика 15, конструктивным решением узла винта 11 с гайкой

12 и магнитом 14, расположением чувствительного элемента датчика 15 относительно магнита 14. B простейшем конструктивном исполнении величину M можно довести до 15-20, т.е. существенно расширить зону синхронизации системы.

Применение изобретения позволяет значительно расширить зону синхронизации системы.

Обратимая следящая система, соФ держащая первый сумматор, а также на задающей и исполнительной сторонах источник опорного напряжения, первыф датчик положения, выходы которого соединены с входами преобразователя импульсов и первыми входами коммутатора, выходом подключенного к входу электродвигателя, а вторым входом— к выходу первого сумматора, о т л и

951232

Составитель Е.Политов

Редактор M.Äûëûí Техред Т.Маточка Корректор В.Бутяга

Заказ 5944/52 Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4 ч а.ю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей системы, она содержит на задающей и исполнительной сторонах второй датчик положения, апериодический блок, пороговые элементы, ключи, вто- рой сумматор и редуктор типа винтгайка, через который вал электродвигателя механически связан с ротором первого датчика положения, выход второго датчика положения соединен с !О входом апериодического блока, выход которого .через последовательно соединенные пороговые элементы и ключи подключен к первым входам второго сумматора, вторым входом соединенного с выходом преобразователя импульсов, а выходом - с соответствующим входом первого сумматора, а выход источника опорного напряжения подключен к вторым входам ключей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 634428, кл. Н 02 К 29/02, 1977..

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2899124/18-24, кл.G 05 В 11/01, 1980 (прототип) .