CS276564B6

CS276564B6 - Pneumatic active vibration damping system with leverage for a mobile machine operator seat

Info

Publication number: CS276564B6
Application number: CS904780A
Authority: CS
Inventors: Marian Ing Csc Gajarsky; Juraj Ing Csc Stein
Original assignee: Ustav Materialov A Mechaniky S
Priority date: 1990-10-02
Filing date: 1990-10-02
Publication date: 1992-06-17
Also published as: CS478090A3

Abstract

Pneumatická aktívna vibroizolačná sústava s pákovým prevodom pre sedadlo operátora mobilného stroja je určená na ochranu operátora mobilného stroja préd nepriaznivým účinkom vibrácii. Jej podstata spočívá v tom, že pneumatická pružina (15), upevněná v nosnom ráme (10) sedadla, je uchytená o páku (16) s kladkou (17), ktorá je na jednom konci otočné uložená v stojane (19) a druhý koniec je valivo uložený vo vedení (18) horného rámu (11) sedadla. Pneumatická pružina (15) je spojená s trojpolohovým trojcestným proporcionálnym elektropneumatickým rozvádzačom(24), ktorý je spojený so zdrojom (25) tlakového vzduchu a s atmosférou. Sedadlo je vybavené snímačom (30) relatívnej výchylky horného rámu (11) sedadla voči nosnému rámu (10) sedadla a snímačom (32) zrýchlenia kmitania nosného rámu (10) sedadla, ktoré sú cez zosilňovača (31,33) spojené s elektronickým regulátorom (34), z ktorého postupujú cez výkonové převodníky (35, 36) na vstupné svorky trojpolohového trojcestného proporcionálneho elektropneumatického rozvádzača (24) signály, ktorými sa spojíte riadi prietok stlačeného vzduchu z a do pneumatickéj pružiny (15) takým spósobom, aby sa horný rám (11) sedadla pohyboval opačným smerom (v protifáze) voči nosnému rámu (10) sedadla, na ktorý posobia najma veťtikálne vibrácie z rámu vozidla.Pneumatic active vibroinsulating lever transmission system for the seat a mobile machine operator is intended for protection of the mobile machine operator adverse effects of vibration. Its essence it consists in having a pneumatic spring (15), mounted in support frame (10) seat, it is attached to the pulley lever (16) (17) which is rotatable at one end placed in the rack (19) and the other end is a roller mounted in the upper guide (18) seat frame (11). Pneumatic spring (15) is connected to a three-way three-way electropneumatic a distributor (24) which is connected to the source (25) compressed air and atmosphere. The seat is equipped with a relative sensor (30) deflection of the upper seat frame (11) relative to the seat support frame (10) and the sensor (32) support frame vibration acceleration (10) seats that are through amplifiers (31.33) associated with an electronic controller (34) from the power converters (35, 36) to the three-position input terminals three-way proportional electro-pneumatic the distributor (24) signals by which you combine controls the flow of compressed air from and to the air spring (15) in such a way that the upper seat frame (11) moved in the opposite direction (in the antiphase) against the seat support frame (10), on which will provide the most vibration from frame of the vehicle.

Description

Vynález sa týká pneumatickéj aktivněj vibroizolačnej sústavy s pákovým prevodom pre sedadlo operátora mobilného stroja.The invention relates to a pneumatic active vibration isolation system with a lever transmission for the seat of a mobile machine operator.

Doteraz známe aktivně vibroizolačné sústavy, či už pre sedadlo operátora mobilného stroja alebo pre vodiča dopravného prostriedku sa obyčajne zakladajú na elektrohydraulickom principe. K běžnému sedadlu operátora mobilného stroja je připojený elektrohydraulický polohový servosystém, riadený signálom z elektronického regulátora. Na vstup elektronického regulátora je připojený snímač .Vertikálneho zrýchlenia kmitania rámu mobilného stroja alebo sedáku sedadla. Elektrohydraulický polohový servosystém pohybuje sedadlom operátora mobilného stroja takým sposobom, aby sa sedák pohyboval vo vertikálnom smere v protifáze s pohybom mobilného stroja. Takto sa znížil účinok vibrácií na sediaceho operátora. Nevýhodou elektrohydraulického aktívneho vibroizolačného systému je okřej iného to, že je potřebný tlakový olej o vysokej čistotě. Pri poruche těsnosti hydraulického systému móže dójsť k znečisteniu okolia sedadla a k úniku hydraulického oleja do okolitého priestoru, čo móže mať nežiadúce ekologické následky. Ďalšou nevýhodou elektróhydraulickej aktivnej vibroizolačnej sústavy je jej zložitosť a relativné velká spotřeba tlakového oleja.Hitherto known active vibration isolation systems, whether for the seat of the operator of a mobile machine or for the driver of a vehicle, are usually based on the electrohydraulic principle. An electro-hydraulic position servo system is connected to the normal seat of the mobile machine operator, controlled by a signal from an electronic controller. A sensor of .Vertical acceleration of the vibration of the frame of a mobile machine or seat cushion is connected to the input of the electronic controller. The electrohydraulic position servo system moves the seat of the operator of the mobile machine in such a way that the seat moves in the vertical direction in antiphase with the movement of the mobile machine. This reduced the effect of vibrations on the seated operator. Another disadvantage of the electrohydraulic active vibration isolation system is that high purity pressure oil is required. If the hydraulic system leaks tightly, the surroundings of the seat can become dirty and hydraulic oil can leak into the surrounding area, which can have undesirable environmental consequences. Another disadvantage of the electrohydraulic active vibration isolation system is its complexity and relatively high consumption of pressure oil.

Uvedené nedostatky odstraňuje pneumatická aktívna vibroizolačná sústava s pákovým prevodom pre sedadlo operátora mobilného stroja s nóžnicovým mechanizmem, tekutinovým tlmičom kmitania, pákovým prevodom, pneumatickou pružinou a zdrojom tlakového vzduchu podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že pneumatická pružina je na jednej straně upevněná v nosnom ráme sedadla a na druhej straně je uchytená o páku s kladkou, valivo uloženou vo vedení horného rámu sedadla a otočné upevněnou v stojane, pričom pneumatická pružina je spojená s dvomi prietokovými proporcionálnymi elektropneumatickými ventilmi, pričom prvý prietokový proporcionálny elektropneumatický ventil je připojený k zdrojů tlakového vzduchu a druhý prietokový proporcionálny elektropneumatický ventil vyúsťuje cez tlmič hluku do atmosféry alebo bez tlmiča hluku do atmosféry, alebo.je pneumatická pružina spojená s trojpolohovým trojcestným proporcionálnym elektropneumatickým rozvadzačom, ktorý je spojený so zdrojom tlakového vzduchu a vyúsťuje cez tlmič hluku do atmosféry alebo bez tlmiča hluku do atmosféry a je opatřená snímačem relatívnej výchylky horného rámu sedadla voči nosnému rámu sedadla a snímačom zrýchlenia kmitania nosného rámu sedadla, ktoré sú cez zosilňovače spojené so vstupmi elektronického regulátora, ktorého výstupy sů spojené prostredníctvom výkonových prevodníkov so vstupnými svorkami prietokových proporcionálnych elektropneumatických ventilov alebo so vstupnými svorkami trojpolohového trojcestného elektropneumatického rozvádzača.These shortcomings are eliminated by a pneumatic active vibration isolating system with a lever transmission for the operator's seat of a mobile machine with a scissor mechanism, a fluid vibration damper, a lever transmission, a pneumatic spring and a compressed air source according to the invention, the essence being on the other hand is mounted on a lever with a pulley, a roller mounted in the guide of the upper seat frame and rotatably mounted in the stand, the pneumatic spring being connected to two flow proportional electropneumatic valves, the first flow proportional electropneumatic valve being connected to pressure sources. air and the second flow proportional electropneumatic valve exits through the muffler into the atmosphere or without the muffler into the atmosphere, or. the pneumatic spring is connected to a three-position three-way proportional electropneumatic distributor which is connected to a pressure air and exits through the muffler into the atmosphere or without the muffler into the atmosphere and is equipped with a sensor of relative deflection of the upper seat frame relative to the seat frame and a vibration acceleration sensor which are connected via amplifiers to electronic controller inputs whose outputs are connected power converters with input terminals of flow proportional electropneumatic valves or with input terminals of a three-position three-way electropneumatic switchboard.

Výhoda pneumatickej aktivnej vibroizolačnej sústavy s pákovým prevodom pre sedadlo operátora mobilného stroja spočívá v tom, že sa ako pracovně médium používá stlačený vzduch, ktorý je spravidla na mobilnom stroji k dispozícii a pri jeho úniku v dósledku netěsnosti alebo poruchy nedochádza k znečisteniu životného alebo pracovného prostredia. Výhodou aktivnej vibroizolačnej sústavy s pákovým prevodom pre sedadlo operátora mobilného stroja je to, že pneumatická pružina integruje v jednom konstrukčnom prvku niekol'ko funkcií je to nosný element, pružiaci element a akčný člen. Ďalšou výhodou je to, že sa v dósledku jej použitia predlžuje expozičně doba, počas ktorej móže vodič pracovat na dopravném prostriedku, bez toho, že by bylo nebezpečie z poškodenia zdravia v dósledku nadměrných vibrácií a tým sa zváčšuje tiež využitelnost mobilného stroja a efektivita jeho práce.The advantage of a pneumatic active vibration isolation system with a lever transmission for a mobile machine operator's seat is that compressed air is used as the working medium, which is usually available on the mobile machine and does not pollute the environment or work environment. . The advantage of an active vibration isolation system with a lever transmission for the seat of a mobile machine operator is that the pneumatic spring integrates several functions in one structural element: a support element, a spring element and an actuator. Another advantage is that, as a result of its use, the exposure time during which the driver can work on the vehicle is extended without the risk of damage to health due to excessive vibrations, thus also increasing the usability of the mobile machine and the efficiency of its work. .

Na připojených výkresech sú schématicky znázorněné příklady pneumatickej aktivnej vibroizolačnej sústavy s pákovým prevodom pre sedadlo pperátora mobilného stroja, kde „na obr. 1 je znázorněná pneumatická aktívna vibroizolačná sústava s dvomi prietokovými pro porcionálnymi elektropneumatickými ventilmi a na obr. 2 je znázorněná sústava s trojpolohovým trojcestným proporcionálnym elektropneumatickým rozvádzačom.The accompanying drawings schematically show examples of a pneumatic active vibration isolation system with a lever transmission for a pperator seat of a mobile machine, where in FIG. 1 shows a pneumatic active vibration isolation system with two flow valves for partial electropneumatic valves, and FIG. 2 shows a system with a three-position three-way proportional electropneumatic distributor.

Pneumatická aktívna vibroizolačná sústava s pákovým prevodom pre sedadlo operátora mobilného pracovného prostriedku pozostáva zo sedáku 12, ktorý je upevněný na hornom ráme 11 sedadla. Medzi horný rám 11 sedadla a nosný rám 10 sedadla je vložený tekutinový tlmič 14 kmitania. Pneumatická pružina 15 je na jednej straně upevněná v nosnom ráme 10 sedadla a na druhej straně je uchytená o páku 16 s kladkou 17, valivo uloženou vo vedení 18 horného rámu 11 sedadla a otočné upevněnou v stojane 19. Pneumatická pružina 15 je spojená s dvomi prietokovými proporcionálnymi elektropneumatickými ventilmi 22, 23, pričom prvý priétokový proporcionálny elektropneumatický ventil 22 je připojený ku zdrojů 25 tlakového vzduchu a druhý priétokový proporcionálny elektropneumatický ventil 23 vyúsťuje cez tlmič 26 hluku do atmosféry alebo bez tlmiča 26 hluku do atmosféry alebo je pneumatická pružina 15 spojená s trojpolohovým trojcestným proporcionálnym elektropneumatickým rozvádzačom 24, ktorý je spojený so zdrojom 25 tlakového vzduchu.a vyúsťuje cez tlmič 26 hluku do atmosféry alebo bez tlmiča 26 hluku do atmosféry. Medzi nosným rámom 10 sedadla a horným rámom 11 sedadla je umiestnený snímač 30 relatívnej výchylky horného rámu 11 sedadlo voči nosnému rámu 10 sedadla a na nosnom ráme 10 sedadla je upevněný snímač 32 zrýchlenia kmitania nosného rámu 10 sedadla. Snímač 30 relatívnej výchylky je spojený cez zosilňovač 31 so vstupom 42 elektronického regulátora 34 a snímač 32 zrýchlenia kmitania je spojený cez zosilňovač 33 so vstupom 41 elektronického regulátora 34. K výstupom 43, 44 elektronického regulátora 34 sú prostredníctvom výkonových prevodníkov 35, 36 připojené svorky £5, 46 prietokových proporcionálnych elektropneumatických ventilov 22' 23 alebo cez vstupné svorky 47, 48 trojcestný trojpolohový proporcionálny elektropneumatický rozvádzač 24. Pneumatická aktívna vibroisolačná sústava s pákovým prevodom pre sedadlo operátora mobilného stroja pracuje tak, že v kludovom stave, po natlakovaní zdroja 25 tlakového vzduchu a po připojení napájania k elektronickému regulátoru 34 sa otvorí prvý priétokový proporcionálny elektropneumatický ventil 22 alebo sa otvorí trojpolohový proporcionálny elektropneumatický rozvádzač 24 a do pneumatickéj pružiny 15 začne prúdiť stlačený vzduch dovtedy, kým horný rám 11 sedadla nedosihne požadovaná strednú polohu v statickém stave, ktorá bola nastavená ovládačem 37 strednej statickéj polohy v elektronickém regulátore 34 pódia ergonomických potrieb operátora sediaceho na sedáku 12. Počas činnosti mobilného stroja posobia na nosný rám 10 sedadla vibrácie najma vo vertikálnem smere, ktoré snímá snímač 32 zrýchlenia kmitania, spojený prostredníctvom zosilňovača 33 so vstupom 41 elektronického regulátora 34. V elektronickém regulátore 34 sa vytvárajú elektrické povely, ktoré sa prostredníctvom výkonových prevodníkov 35, 36 privedú na svorky 45, 46 prietokových proporcionálnych elektropneumatických ventilov 22, 23 alebo na svorky 47, 48 trojpolohového trojcestného proporcionálneho elektropneumatického rozvádzača 24. Prietokovými proporcionálnymi elektropneumatickými ventilmi 22, 23 alebo trojpolohovým trojcestným proporcionálnym elektropneumatickým rozvádzačom 24 sa riadí spojité prietok stlačeného vzduchu zo zdroja 25 stlačeného vzduchu do pneumatickej pružiny 15, alebo výtok stlačeného vzduchu z pneumatickej pružiny 15 do atmosféry priamo alebo cez tlmič 26 hluku. Tým sa mění tlak stlačeného vzduchu v pneumatickej pružině 15 a v dosledku toho sa pohybuje páka 16 hájednom'konci otočné upevněná .v stojane 19., ktorá na druhom konci prostredníctvom kladky 17 a vedenia 18 pohybuje horným, rámom 11 sedadla voči nosnému rámu 10 sedadla tak, aby sa horný rám 11 sedadla so sedákom 12 pohyboval opačným smerom (v protifáze) ako nosný rám 10 sedadla. Takto sa zmenšia najma vertikálně vibracie pósobiace na operátora mobilného stroja, sediaceho na sedáku 12.. Aby sa v priemere udržala středná statická poloha, nastavená v klude mobilného stroja pomocou ovládača 37, snímá sa pomocou snímača 30 relatívnej výchylky vzdialenosť horného rámu 11 sedadla od nosného rámu 10 sedadla a tento signál sa po zosilnení v zosilňovači 31 vedie na vstup ' CS 276564 B6 tThe pneumatic active vibration isolating system with a lever transmission for the seat of the operator of the mobile work equipment consists of a seat 12 which is mounted on the upper frame 11 of the seat. A fluid vibration damper 14 is interposed between the upper seat frame 11 and the seat support frame 10. The pneumatic spring 15 is mounted on one side in the seat support frame 10 and on the other hand is mounted on a lever 16 with a pulley 17, a roller mounted in a guide 18 of the upper seat frame 11 and rotatably mounted in a stand 19. The pneumatic spring 15 is connected to two flow proportional electropneumatic valves 22, 23, the first flow proportional electropneumatic valve 22 being connected to compressed air sources 25 and the second flow proportional electropneumatic valve 23 exiting into the atmosphere through the silencer 26 or without the silencer 26 into the atmosphere or the pneumatic spring 15 connected to the three-position a three-way proportional electropneumatic distributor 24, which is connected to a source 25 of compressed air and discharges into the atmosphere via a silencer 26 or without a silencer 26 into the atmosphere. Between the seat support frame 10 and the upper seat frame 11, a sensor 30 of relative deflection of the seat upper frame 11 relative to the seat support frame 10 is located, and a seat acceleration vibration acceleration sensor 32 is mounted on the seat support frame 10. The relative deflection sensor 30 is connected via an amplifier 31 to the input 42 of the electronic controller 34 and the oscillation acceleration sensor 32 is connected via an amplifier 33 to the input 41 of the electronic controller 34. Terminals 6 are connected to the outputs 43, 44 of the electronic controller 34 via power converters 35, 36. 5, 46 flow proportional electropneumatic valves 22 '23 or via inlet terminals 47, 48 three-way three-position proportional electropneumatic distributor 24. Pneumatic active vibration isolation system with lever transmission for mobile machine operator seat operates so that in idle state, after pressurizing the compressed air source 25 and after connecting the power supply to the electronic controller 34, the first flow proportional electropneumatic valve 22 is opened or the three-position proportional electropneumatic distributor 24 is opened and compressed air begins to flow into the pneumatic spring 15 until the upper seat frame 11 reaches the desired middle in a static state, which has been set by the middle static position controller 37 in the electronic controller 34 of the ergonomic stage of the operator sitting on the seat 12. During operation of the mobile machine, vibrations are exerted on the seat support frame 10 mainly in the vertical via an amplifier 33 with an input 41 of an electronic controller 34. Electrical commands are generated in the electronic controller 34, which are fed via power converters 35, 36 to terminals 45, 46 of flow proportional electropneumatic valves 22, 23 or to terminals 47, 48 of three-position three-way proportional electropneumatic. The proportional flow of compressed air from the compressed air source 25 to the pneumatic spring 15 or the compressed air outlet is controlled by the flow proportional electropneumatic valves 22, 23 or the three-position three-way proportional electropneumatic distributor 24. from the pneumatic spring 15 to the atmosphere directly or via a silencer 26. This changes the pressure of the compressed air in the pneumatic spring 15 and, as a result, moves the lever 16 rotatably mounted in the stand 19, which at the other end moves by means of a pulley 17 and a guide 18 through the upper seat frame 11 relative to the seat support frame 10. so that the upper frame 11 of the seat with the seat 12 moves in the opposite direction (in antiphase) as the support frame 10 of the seat. In this way, in particular the vertical vibrations acting on the operator of the mobile machine sitting on the seat 12 are reduced. of the seat frame 10 and this signal, after amplification in the amplifier 31, is routed to the input 'CS 276564 B6 t

elektronického regulátora £4. Tento signál prispieva k elektrickým signálem elektronického regulátora 34, ktoré sa prostredníctvom výkonových prevodnikov 35, 36 privádzajú na svorky 45, 46 prietokových proporcionálnych elektropneumatických ventilov 22, 23 alebo na svorky 47, 48 trojpolohového trojcestného proporcionálneho elektropneumatického rozvádzača 24.electronic controller £ 4. This signal contributes to the electrical signals of the electronic controller 34, which are fed via power converters 35, 36 to the terminals 45, 46 of the flow proportional electropneumatic valves 22, 23 or to the terminals 47, 48 of the three-position three-way proportional electropneumatic distributor 24.

Pneumatické aktívnu vibroizolačnú sústavu s pákovým prevodom pre sedadlo operátora mobilného stroja možno použiť v rčznych mobilných strojoch, v terénnych, čestných a kolajových dopravných prostriedkoch ako aj v polnohospodárskych a lesných strojoch, traktorech a ťahačoch na ochranu operátora před nepriaznivým účinkom vibrácií.The pneumatic active vibration isolation system with lever transmission for the mobile machine operator's seat can be used in various mobile machines, off-road, honorary and rail vehicles as well as in agricultural and forestry machines, tractors and tractors to protect the operator from the adverse effects of vibrations.

Claims

PATENT CLAIMS

A pneumatic active vibration isolating system with a lever transmission for the operator's seat of a mobile machine with a scissor mechanism, a fluid vibration damper, a lever transmission, a pneumatic spring and a source of compressed air, characterized in that the pneumatic spring. (15) is mounted on one side in the seat support frame (10) and on the other side is mounted on a lever (16) with a roller (17) mounted roller in the guide (18) of the upper seat frame (11) and rotatably mounted in the stand ( 19) and the pneumatic spring (15) is connected to two flow proportional electropneumatic valves (22, 23), the first flow proportional electropneumatic valve (22) being connected to compressed air sources (25) and the second flow proportional electropneumatic valve (23) discharging via a silencer (26) into the atmosphere or without a silencer (26) and on the atmosphere, or the pneumatic spring (15) is connected to a three-position three-way proportional electropneumatic distributor (24) which is connected to a source (25) of compressed air and exits through the silencer (26) noise into the atmosphere or without a silencer (26) noise into the atmosphere and between the seat upper frame (11) and the seat support frame (10) a sensor (30) of relative deflection of the seat upper frame (11) relative to the support frame (10) is located ) and a seat vibration acceleration sensor (32) is mounted on the seat support frame (10), which are connected via amplifiers (31,33) to the input (41, 42) of the electronic controller (34), which the outputs (43,44) are connected via power converters (35,36) to the input terminals (45,46) of the flow proportional electropneumatic valves (22,23) or to the input terminals (47,48) of the three-position three-way proportional electropneumatic switchboard (24 ). .

2. Pneumatic active vibration isolation system with lever transmission for a mobile machine operator's seat according to item 1, characterized in that an actuator (37) of the static middle position of the upper frame (11) relative to the support frame (10) is connected to the electronic controller (34). seats.