CN105422527A

CN105422527A - 气动位置随动系统

Info

Publication number: CN105422527A
Application number: CN201510910231.0A
Authority: CN
Inventors: 陈维仁; 吕欢; 姜明莉
Original assignee: Hunan Aerospace Magnet and Magneto Co Ltd
Current assignee: Hunan Aerospace Magnet and Magneto Co Ltd
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2016-03-23

Abstract

气动位置随动系统，包括水气分离器、第一乳液桶、第二乳液桶、第一气缸和第二气缸；水气分离器通过第一管道与第一乳液桶连接，第一管道上设有第一二位四通阀和第一气控阀；水气分离器通过第二管道与第二乳液桶连接；第二管道上设有第二二位四通阀和第二气控阀；第一气控阀通过第二气管与第二管道连接；第二气控阀通过第一气管与第一管道连接；第一气缸通过第三管道与第一乳液桶连接，第三管道与第一气缸的上部连接，第三管道插入第一乳液桶的乳液内；第二气缸通过第四管道与第二乳液桶连接，第四管道与第二气缸的下部连接，第四管道插入第二乳液桶的乳液内。本发明能适应大的扭力变化环境；响应速度快；可靠性高；适用于有机溶剂挥发的环境。

Description

气动位置随动系统

技术领域

本发明涉及一种气动位置随动系统。

背景技术

位置随动系统的被控量是位置（用线位移或角位移表示）。当位置给定量作任意变化时，该系统的主要任务是使输出量快速而准确地复现给定量的变化。在生产实践中，位置随动系统的应用领域非常广泛。例如，轧钢机轧辊压下量的自动控制，数控机床的定位控制和加工轨迹控制，船舵的自动操纵，火炮方位的自动跟踪，宇航设备的自动驾驶，机器人的动作控制等等。

随着机电一体化技术的发展，位置随动系统已成为现代工业、国防和高科技领域中不可缺少的设备，是电力拖动自动控制系统的一个重要分支。

目前，以伺服电机为核心的位置随动系统是应用最广泛的一种位置随动系统。但是此系统在位置下降时，伺服电机由于整个机械装置的惯性变成发电机，对驱动器反供电，致使驱动器母线电压大幅增加，频繁产生报警，使装置停止工作。

同时，以伺服电机为核心的位置随动系统不能适应大的扭力变化环境。而且，在有有机溶剂挥发的环境下，此位置随动系统因其会产生电火花而不适用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服上述背景技术的不足，提供一种适用于有机溶剂挥发的环境，不会由气缸频繁下降产生报警停止现象，能适应大的扭力变化环境的气动位置随动系统。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种气动位置随动系统，包括水气分离器、第一乳液桶、第二乳液桶、第一气缸和第二气缸，所述第一乳液桶和第二乳液桶内均装有乳液；所述水气分离器的进气端连接有进气管，所述水气分离器的出气端通过第一管道与第一乳液桶连接，所述第一管道的一端插入第一乳液桶内且位于乳液的上方；所述第一管道上从水气分离器端到第一乳液桶端依次设有第一二位四通阀和第一气控阀；所述水气分离器的出气端通过第二管道与第二乳液桶连接，所述第二管道的一端插入第二乳液桶内且位于乳液的上方；所述第二管道上从水气分离器端到第二乳液桶端依次设有第二二位四通阀和第二气控阀；所述第一气控阀通过第二气管与第二管道连接，所述第二气管与第二管道连通；所述第二气控阀通过第一气管与第一管道连接，所述第一气管与第一管道连通；

所述第一气缸通过第三管道与第一乳液桶连接，所述第三管道的一端与第一气缸的上部连接，且与第一气缸的活塞杆上部的腔体连通，所述第三管道的另一端插入第一乳液桶的乳液内；所述第二气缸通过第四管道与第二乳液桶连接，所述第四管道的一端与第二气缸的下部连接，且与第二气缸的活塞杆下部的腔体连通，所述第四管道的另一端插入第二乳液桶的乳液内。

进一步，所述第三管道上设有第一节流阀。

进一步，所述第一管道上还设有第二节流阀，所述第二节流阀位于第一气控阀与第一管道的第一乳液桶端之间。

进一步，所述第二管道上还设有第三节流阀，所述第三节流阀位于第二气控阀与第二管道的第二乳液桶端之间。

进一步，所述第四管道上设有第四节流阀。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

结构简单，响应速度快；可靠性高；能适应大的扭力变化环境；不会由气缸频繁下降产生报警停止现象；适用于有机溶剂挥发的环境；在目前均使用伺服电机控制的随动系统的条件下，本系统可降低对工作环境的要求，降低成本，提高工作可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图中：1—水气分离器，2a—第一气缸，2b—第二气缸，3a—第一二位四通阀，3b—第二二位四通阀，4a—第一气控阀，4b—第二气控阀，5a—第一节流阀，5b—第二节流阀，5c—第三节流阀，5d—第四节流阀，6a—第一乳液桶，6b—第二乳液桶，7—第一管道，8—第二管道，9—第三管道，10—第四管道，11—进气管，12a—第一气管，12b—第二气管。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细描述。

参照图1，本实施例包括水气分离器1、第一乳液桶6a、第二乳液桶6b、第一气缸2a和第二气缸2b，第一乳液桶6a和第二乳液桶6b内均装有乳液；水气分离器1的进气端连接有进气管11，水气分离器1的出气端通过第一管道7与第一乳液桶6a连接，第一管道7的一端插入第一乳液桶6a内且位于乳液的上方；第一管道7上从水气分离器1端到第一乳液桶6a端依次设有第一二位四通阀3a、第一气控阀4a和第二节流阀5b；水气分离器1的出气端通过第二管道8与第二乳液桶6b连接，第二管道8的一端插入第二乳液桶6b内且位于乳液的上方；第二管道8上从水气分离器1端到第二乳液桶6b端依次设有第二二位四通阀3b、第二气控阀4b和第三节流阀5c；第一气控阀4a通过第二气管12b与第二管道8连接，第二气管12b与第二管道8连通，第二气管12b通过连通第二管道8内的气压控制第一气控阀4a的开关；第二气控阀4b通过第一气管12a与第一管道7连接，第一气管12a与第一管道7连通，第一气管12a通过连通第一管道7内的气压控制第二气控阀4b的开关；

第一气缸2a通过第三管道9与第一乳液桶6a连接，第三管道9的一端与第一气缸2a的上部连接，且与第一气缸2a的活塞杆上部的腔体连通，第三管道9的另一端插入第一乳液桶6a的乳液内；第三管道9上设有第一节流阀5a；第二气缸2b通过第四管道10与第二乳液桶6b连接，第四管道10的一端与第二气缸2b的下部连接，且与第二气缸2b的活塞杆下部的腔体连通，第四管道10的另一端插入第二乳液桶6b的乳液内；第四管道10上设有第四节流阀5d。

本发明通过控制水气分离器1中分离出的干燥空气量，来控制气缸（第一气缸2a和第二气缸2b）的位移量，达到位移量后，通过气控阀（第一气控阀4a和第二气控阀4b），锁死气缸（第一气缸2a和第二气缸2b），实现位置随动的精确调节。

具体过程如下：使用时，将本发明的气动位置随动系统与主动装置连接，初始状态下，压入进气管11的空气通过水气分离器1分离出干燥的空气；第一二位四通阀3a和第二二位四通阀3b均为关闭状态；第一二位四通阀3a和第二二位四通阀3b在关闭状态时与外部连通。

工作状态下，当主动装置向下运动时，随动系统接收到信号，打开第一二位四通阀3a；干燥空气通过第一二位四通阀3a、第一气控阀4a、第二节流阀5b，将空气压入第一乳液桶6a，第一乳液桶6a内的压力增大，第一乳液桶6a中的乳液压入气缸（第一气缸2a和第二气缸2b）上部；连通第一管道7的第一气管12a感应到气压，控制第二气控阀4b打开；气缸（第一气缸2a和第二气缸2b）活塞下部的乳液压入第二乳液桶6b，第二乳液桶6b中的空气经过第三节流阀5c、第二气控阀4b，通过第二二位四通阀3b排出；当气缸（第一气缸2a和第二气缸2b）活塞杆顶端位置与主动装置运动到同一位置时，第一二位四通阀3a关闭，气缸（第一气缸2a和第二气缸2b）锁定。当主动装置向上运动时，随动系统接收到信号，打开第二二位四通阀3b；干燥空气通过第二二位四通阀3b、第二气控阀4b、第三节流阀5c，进入第二乳液桶6b，第二乳液桶6b内的压力增大，第二乳液桶6b中的乳液压入气缸（第一气缸2a和第二气缸2b）下部；连通第二管道8的第二气管12b感应到气压，控制第一气控阀4a打开；气缸（第一气缸2a和第二气缸2b）活塞上部的乳液压入第一乳液桶6a，第一乳液桶6a中的空气经过第二节流阀5b、第一气控阀4a，通过第一二位四通阀3a排出；当气缸（第一气缸2a和第二气缸2b）活塞杆顶端位置与主动装置运动到同一位置时，第二二位四通阀3b关闭，气缸（第一气缸2a和第二气缸2b）锁定。

本发明的气动位置随动系统能适应大的扭力变化环境。现有的以伺服电机为核心的随动系统，电机的扭力变化时，电机的驱动器和电机都得增大容量，也就是整个系统的硬件都需要改变。本发明的气动位置随动系统，用在不同扭力环境中，只需改变缸径的大小，例如气压在6kg时，用2*φ50的气缸能够提供5000N的推力，用2*φ80的气缸能提供超过12000N的推力。

本发明的气动位置随动系统适用于有机溶剂挥发的环境下，有机溶剂挥发的环境是禁火的，不能有电火花的产生，本发明的气动位置随动系统均是通过机械运动实现控制，无电火花产生，在有机溶剂挥发的环境下也能使用。

本发明的气动位置随动系统设计合理，不会由其频繁下降产生报警停止现象。现有的以伺服电机为核心的位置随动系统在位置下降时，伺服电机由于整个机械装置的惯性变成发电机，对驱动器反供电，致使驱动器母线电压大幅增加，频繁产生报警，停止装置。

本发明的气动位置随动系统结构简单，响应速度快、可靠性高，在目前均使用伺服电机控制的随动系统的条件下，本系统可降低对工作环境的要求，降低成本，提高工作可靠性。

本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。

说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims

1.一种气动位置随动系统，其特征在于：包括水气分离器（1）、第一乳液桶（6a）、第二乳液桶（6b）、第一气缸（2a）和第二气缸（2b），所述第一乳液桶（6a）和第二乳液桶（6b）内均装有乳液；所述水气分离器（1）的进气端连接有进气管（11），所述水气分离器（1）的出气端通过第一管道（7）与第一乳液桶（6a）连接，所述第一管道（7）的一端插入第一乳液桶（6a）内且位于乳液的上方；所述第一管道（7）上从水气分离器（1）端到第一乳液桶（6a）端依次设有第一二位四通阀（3a）和第一气控阀（4a）；所述水气分离器（1）的出气端通过第二管道（8）与第二乳液桶（6b）连接，所述第二管道（8）的一端插入第二乳液桶（6b）内且位于乳液的上方；所述第二管道（8）上从水气分离器（1）端到第二乳液桶（6b）端依次设有第二二位四通阀（3b）和第二气控阀（4b）；所述第一气控阀（4a）通过第二气管（12b）与第二管道（8）连接，所述第二气管（12b）与第二管道（8）连通；所述第二气控阀（4b）通过第一气管（12a）与第一管道（7）连接，所述第一气管（12a）与第一管道（7）连通；

所述第一气缸（2a）通过第三管道（9）与第一乳液桶（6a）连接，所述第三管道（9）的一端与第一气缸（2a）的上部连接，且与第一气缸（2a）的活塞杆上部的腔体连通，所述第三管道（9）的另一端插入第一乳液桶（6a）的乳液内；所述第二气缸（2b）通过第四管道（10）与第二乳液桶（6b）连接，所述第四管道（10）的一端与第二气缸（2b）的下部连接，且与第二气缸（2b）的活塞杆下部的腔体连通，所述第四管道（10）的另一端插入第二乳液桶（6b）的乳液内。

2.如权利要求1所述的气动位置随动系统，其特征在于：所述第三管道（9）上设有第一节流阀（5a）。

3.如权利要求1或2所述的气动位置随动系统，其特征在于：所述第一管道（7）上还设有第二节流阀（5b），所述第二节流阀（5b）位于第一气控阀（4a）与第一管道（7）的第一乳液桶（6a）端之间。

4.如权利要求1或2所述的气动位置随动系统，其特征在于：所述第二管道（8）上还设有第三节流阀（5c），所述第三节流阀（5c）位于第二气控阀（4b）与第二管道（8）的第二乳液桶（6b）端之间。

5.如权利要求1或2所述的气动位置随动系统，其特征在于：所述第四管道（10）上设有第四节流阀（5d）。