LT6223B - Servomechanizmas su valdoma poveikio jėga - Google Patents

Servomechanizmas su valdoma poveikio jėga Download PDF

Info

Publication number
LT6223B
LT6223B LT2014013A LT2014013A LT6223B LT 6223 B LT6223 B LT 6223B LT 2014013 A LT2014013 A LT 2014013A LT 2014013 A LT2014013 A LT 2014013A LT 6223 B LT6223 B LT 6223B
Authority
LT
Lithuania
Prior art keywords
force
servomechanism
controlled
working device
force acting
Prior art date
Application number
LT2014013A
Other languages
English (en)
Other versions
LT2014013A (lt
Inventor
Aleksej Zaicevskij
Original Assignee
My Research, Uab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by My Research, Uab filed Critical My Research, Uab
Priority to LT2014013A priority Critical patent/LT6223B/lt
Priority to PCT/LT2014/000016 priority patent/WO2015119489A2/en
Priority to US15/116,656 priority patent/US20160352192A1/en
Publication of LT2014013A publication Critical patent/LT2014013A/lt
Publication of LT6223B publication Critical patent/LT6223B/lt

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D48/00—External control of clutches
    • F16D48/02—Control by fluid pressure
    • F16D48/04—Control by fluid pressure providing power assistance
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/0094—Structural association with other electrical or electronic devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/30—Signal inputs
    • F16D2500/302—Signal inputs from the actuator
    • F16D2500/3023—Force
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/30—Signal inputs
    • F16D2500/306—Signal inputs from the engine
    • F16D2500/3064—Temperature of the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/30—Signal inputs
    • F16D2500/316—Other signal inputs not covered by the groups above
    • F16D2500/3168—Temperature detection of any component of the control system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/50—Problem to be solved by the control system
    • F16D2500/502—Relating the clutch
    • F16D2500/50287—Torque control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/70—Details about the implementation of the control system
    • F16D2500/704—Output parameters from the control unit; Target parameters to be controlled
    • F16D2500/70402—Actuator parameters
    • F16D2500/70404—Force
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/70—Details about the implementation of the control system
    • F16D2500/704—Output parameters from the control unit; Target parameters to be controlled
    • F16D2500/70422—Clutch parameters
    • F16D2500/70438—From the output shaft
    • F16D2500/7044—Output shaft torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/70—Details about the implementation of the control system
    • F16D2500/706—Strategy of control
    • F16D2500/7061—Feed-back

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

Išradimas yra susijęs su servomeshanizmais su valdoma poveikio jėga. Praplėstas kontroliuojamų jėgos reikšmių diapazonas. Užduotis sprendžiama keliais būdais: 1. Kombinuojami skirtingi poveikio jėgos matavimo būdai; 2. Movoje kombinuojami skirtingų deformacijos koeficientų tamprieji elementai; 3. Kartu naudojami skirtingo veikimo principo varikliai. Naudojant išradimą videokameros sukimui užtikrinamas aukštas sukimosi greitis ir aukštas pozicijos išlaikymo tikslumas.

Description

Išradimas yra susijęs su įrenginiais su vidiniu grįžtamuoju ryšiu sukimo momento valdymui.
Patentinėje paraiškoje LT2013044 aprašytas servomechanizmas su proporcionaliai valdoma poveikio į darbinį įtaisą jėga. Aprašyto įrenginio trūkumas yra nepakankamas kontrolės tikslumas esant mažom apkrovom. Pavyzdžiui, videokameros stabilizavimui reikia kontroliuoti silpną poveikio jėgą dideliu tikslumu. Tyčiniam tos pačios kameros sukimui reikalinga didesnė įrąža ir šios įrąžos kontrolės tikslumas gali būti labiau apytikslis. Kitas pavyzdys - roboto manipuliatorius, suspausdamas trapu nedidelės masės daiktą turi kontroliuoti poveikio jėgą didesniu tikslumu, negu suspausdamas daug sunkesnius daiktus.
Išradimo tikslas - praplėsti servomechanizmo sukuriamų įrąžų kontroliuojamų dydžių diapazoną. Šiame aprašyme sąvoka servomechanizmas yra suprantama kaip įrenginys, turintis sudėtyje elektrinį variklį mechaninį reduktorių, tamprųjį elementą, jėgos daviklį ir elektrinio variklio elektroninį valdiklį.
Pirmas uždavinio sprendimų - tampriųjų elementų su netiesinėmis deformacijos savybėmis naudojimas transmisijoje. Antras sprendimas - skirtingų jėgos daviklių naudojimas skirtingų reikšmių diapazonams vienoje servo pavaroje. Trečias sprendimas skirtingo veikimo principo variklių panaudojimas kartu.
Fig. 1 yra pateiktas tampriosios movos pavyzdys. Pažymėtos pozicijos : 1 sukimosi ašis; 2, 3 - spyruoklių atramos vedančiojoje movoje; 4, 5 - spyruoklių atramos vedamojoje movoje; 6-9 - sugniužimo spyruoklės.
Fig. 2 yra pateiktas dviejų tampriųjų movų įrengimo sekos pavyzdys. Pažymėtos pozicijos: 10 - sukimosi ašis; 11 - vedančioji mova; 12 - tarpinė grandis; 13 - vedamoji mova; 14 - spyruoklės (viena iš keturių); 15 - spyruoklės (viena iš keturių); 16 magnetinis posūkio enkoderis.
Fig, 3 yra pateiktas kombinuotos movos pavyzdys. Pažymėtos pozicijos : 17 sukimosi ašis; 18, 19 - vedamosios movos magnetai; 20, 21 - vedančiosios movos magnetai; 22, 23 - dempferiai; 24, 25 - elektrinių magnetų rytės.
Fig. 1 tampriojoje movoje yra sugniužimo spyruoklės (6-9). Sugniužinamos spyruoklės nutolsta nuo sukimosi ašies ir jėgos petys didėja. Palyginimui jėgos pečiai pažymėti kaip L1 ir L2. Ši mova užtikrina eksponentinį jėgos didėjimą kai vedamoji mova pasislenką santykinai į vedančiąją.
Fig. 2 yra pateiktas dviejų seka įrengtų movų pavyzdys, kurių kiekviena savo konstrukcija yra analogiška pavyzdžiui Fig. 1. Dviejuose movose yra įrengtos spyruoklės (14 ir 15) su skirtingu deformacijos koeficientu. Tarpinė grandis (12) įrengta ant atskiro guolio. Magnetinis sukimosi enkoderis (16) matuoja vedamosios movos (13) poslinkį santykinai į vedančiąją (11). Enkoderio duomenys (16) naudojami grįžtamojo ryšio pagal sukimosi momento dydį užtikrinimui. Didėjant apkrovai, iš pradžių visiškai sugniužinamos silpnos spyruoklės (14), po to tęsiasi standesnių spyruoklių (15) sugniužimas. Šiame pavyzdyje įvyksta staigus perėjimas iš vieno išmatavimų tikslumo į kitą. Servomechanizmas gali turėti savo sudėtyje bet koki, tampriųjų elementų su skirtingais deformacijos koeficientais sekų, kiekį. Servomechanizmo skaitmeninis valdiklis turi reikšmių lentelę jėgos kontroles liniarizacijai.
Fig. 3 yra pateiktas movos, kurioje vietoje spyruoklių panaudoti atsi stumiantys magnetai (18-21) pavyzdys. Magnetai užtikrina atsistūmimo jėgos eksponentinį didėjimą kai vyksta suartinimas. Elastiniai dempferiai (22, 23) leidžia vedamai movai liestis su vedančiąja. Kol tarp vedamosios movos magnetais (18,19 ) ir vedančiosios movos magnetais (20, 21 ) lieka tarpas, poveikio jėga nustatoma pagal vedamosios movos poslinki santykinai į vedančiąją. Po magnetų suartėjimo poveikio jėga nustatoma pagal variklio srovės panaudojimo kiekį. Tai leidžia daugkart, viršijant magnetinės movos ribas, padidinti maksimalų sukimo momentą. Mechanizmo apsaugai nuo mechaninių perkrovų, poveikio jėgos didėjimo greitis ribojamas programos pagalba.
Elektrinių magnetų ritės (24, 25 ) sąveikauja su vedamosios movos magnetais (18, 19) ir yra skirti vykdyti silpnus, bet greitus paveikimus. Elektrinių ir pastovių magnetų kombinacija sudaro papildomą linijinį variklį. Jeigu servomechanizmas naudojamas videokameros stabilizavimui, inercijos jėgos pasvirina vedamąją movą santykinai j vedančiąją. Šiuo atveju vedančioji mova turi greitai pavyti vedamąją movą variklio pagalba. Bet variklis su reduktoriumi užtikrina reakciją su tam tikru užlaikymu. Šio užlaikymo kompensavimui naudojamas linijinis variklis. Triukšmų mažinimui į linijinį variklį gali būti pateikiamas sustiprintas analoginis elektrinis grįžtamojo ryšio signalas.
Grįžtamojo ryšio signalo stiprinimo koeficientas įtakoja servomechanizmo veikimo spartą, Didėjant veikimo spartai, išauga energijos suvartojimas, tad servomechanizmas gali perkaisti. Temperatūrai kontroliuoti prie elektroninio elektros variklio kontrolerio yra prijungtas temperatūros jutiklis. Siekiant išvengti perkaitimo, grįžtamojo ryšio signalo stiprinimo koeficientas sumažinamas temperatūrai didėjant. Kitame variante yra naudojamas papildomas servomechanizmo valdymo signalas grįžtamojo ryšio koeficientui keisti.
Aprašytas išradimas leidžia padidinti darbo tikslumą ir praplėsti mechaninių įrenginių su valdoma poveikio jėga panaudojimo sritį. Pagrindinė pritaikymo sritis nuotolinių būdu valdomi lengvieji aparatai, robotai, radijo valdomi modeliai, videokamerų sukimo įrenginiai.

Claims (10)

1. Servomechanizmas su valdoma poveikio į darbinį įtaisą jėga, kurį sudaro elektros variklis, mechaninis reduktorius, jėgos jutiklis ir elektroninis elektros variklio kontroleris, besiskiriantis tuo, kad mechaninis poveikis perduodamas darbo įtaisui per tamprųjį elementą su nelinijinėmis deformacijos charakteristikomis.
2. Servomechanizmas su valdoma poveikio j darbinį įtaisą jėga, pagal I punktą, besiskiriantis tuo, kad mechaninis poveikis perduodamas darbo įtaisui per svirtį, kuriai besisukant keičiasi jėgos petys.
3. Servomechanizmas su valdoma poveikio į darbinį įtaisą jėga, pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad kaip tamprusis elementas yra vienas kitą stumiančių magnetų poros.
4. Servomechanizmas su valdoma poveikio j darbinį įtaisą jėga, pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad turi sudėtyje seka įrengtus tampriuosius elementus su skirtingais deformacijos koeficientais.
5. Servomechanizmas su valdoma poveikio j darbinį įtaisą jėga, pagal I punktą, besiskiriantis tuo, kad turi sudėtyje papildomą linijinį elektrinį variklį suminiam poveikiui j darbinį įtaisą.
6. Servomechanizmas su valdoma poveikio į darbinį įtaisą jėga, pagal 1 ir 5 punktą, besiskiriantis tuo, kad j papildomą linijinį elektrinį variklį pateikiamas analoginis grįžtamojo ryšio signalas.
7. Servomechanizmas su valdoma poveikio j darbinį įtaisą jėga, pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad jėgos nustatymui kai yra mažos apkrovos naudojamas jėgos daviklis, o kai apkrovos didėja, jėga nustatoma pagal variklio sunaudojama srovės kiekį,
8. Servomechanizmas su valdoma poveikio j darbinį įtaisą jėga, pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad skaitmeninis valdiklis vykdo jėgos kontrolės linearizaciją.
9. Servomechanizmas su valdoma poveikio į darbinį įtaisą jėga, pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad poveikio jėgos didėjimo greitis ribojamas programos pagalba.
10. Servomechanizmas su valdoma poveikio į darbinį įtaisą jėga, pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad jame yra grįžtamasis ryšys tarp jėgos jutiklio ir elektroninio variklio kontrolerio, o grįžtamojo ryšio koeficientas priklauso nuo papildomo valdymo signalo
LT2014013A 2014-02-05 2014-02-05 Servomechanizmas su valdoma poveikio jėga LT6223B (lt)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2014013A LT6223B (lt) 2014-02-05 2014-02-05 Servomechanizmas su valdoma poveikio jėga
PCT/LT2014/000016 WO2015119489A2 (en) 2014-02-05 2014-12-23 Servomechanism with controllable force of action
US15/116,656 US20160352192A1 (en) 2014-02-05 2014-12-23 Servomechanism with controllable force of action

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2014013A LT6223B (lt) 2014-02-05 2014-02-05 Servomechanizmas su valdoma poveikio jėga

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LT2014013A LT2014013A (lt) 2015-08-25
LT6223B true LT6223B (lt) 2015-10-26

Family

ID=52815226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LT2014013A LT6223B (lt) 2014-02-05 2014-02-05 Servomechanizmas su valdoma poveikio jėga

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20160352192A1 (lt)
LT (1) LT6223B (lt)
WO (1) WO2015119489A2 (lt)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LT6336B (lt) 2015-03-20 2016-12-27 My Research, Uab Vaizdo kameros tiesinių virpesių stabilizatorius

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LT2013044A (lt) 2013-05-13 2014-11-25 Uždaroji Akcinė Bendrovė "My Research" Servomechanizmas su proporcingai valdoma poveikio jėga

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US747250A (en) * 1903-02-06 1903-12-15 Mary D Bixby Wheel or pulley.
US3485063A (en) * 1968-03-15 1969-12-23 Deere & Co Torsional isolator coupling
DE2703481B1 (de) * 1977-01-28 1978-12-21 Ilie 4690 Herne Chivari Elastische Wellenkupplung
US5650704A (en) * 1995-06-29 1997-07-22 Massachusetts Institute Of Technology Elastic actuator for precise force control
US6663526B2 (en) * 2002-01-08 2003-12-16 Ford Global Technologies, Llc Transmission isolation assembly
IT1402194B1 (it) * 2010-09-23 2013-08-28 Fond Istituto Italiano Di Tecnologia Giunto rotante a rigidezza regolabile.
ITTO20110848A1 (it) * 2011-09-23 2013-03-24 Fond Istituto Italiano Di Tecnologia Attuatore rotante elastico.

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LT2013044A (lt) 2013-05-13 2014-11-25 Uždaroji Akcinė Bendrovė "My Research" Servomechanizmas su proporcingai valdoma poveikio jėga

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015119489A3 (en) 2015-10-15
US20160352192A1 (en) 2016-12-01
WO2015119489A2 (en) 2015-08-13
LT2014013A (lt) 2015-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mavroidis et al. 5.1 conventional actuators, shape memory alloys, and electrorheological fluids
Katsura et al. Force servoing by flexible manipulator based on resonance ratio control
WO2017213182A1 (ja) 異常診断装置及び異常診断方法
US11298819B2 (en) Robot control method
CN108778642B (zh) 关节型机器人及其气弹簧的气体减少状态推定方法
EP2868923B1 (en) Variable negative stiffness actuation
JP4650062B2 (ja) ロボット制御装置およびロボットの位置決め精度補正方法
EP3242775A1 (en) Method for estimation of external forces and torques on a robot arm
US20160067865A1 (en) Control system for power unit
EP3318373A1 (en) Robot arm control system
CN108352774B (zh) 线性电动机的控制装置及控制方法
JP5574228B2 (ja) 波動歯車減速機の温度変化に伴う摩擦特性変動を考慮したアクチュエータの適応型摩擦補償法
JP6151857B2 (ja) 協働マニピュレータのアームのセグメントを制御する制御方法
JP2020506813A (ja) ロボット
JP5877191B2 (ja) 動力伝達装置
US20160288442A1 (en) Servo press, control method, and a recording medium recording a program
LT6223B (lt) Servomechanizmas su valdoma poveikio jėga
CN108674634B (zh) 一种适用于飞机主动侧杆系统位置控制的摩擦补偿方法
CN104141759A (zh) 一种预紧力可控的丝杠螺母副轴向预紧装置
US20140062377A1 (en) Actuating apparatus
Mitsantisuk et al. Parameter estimation of flexible robot using multi-encoder based on disturbance observer
CN107807553B (zh) 控制装置、控制方法以及存储介质
US9513176B1 (en) Compliant force sensor for robot actuation
TW201801465A (zh) 線性馬達之控制裝置及控制方法
RU2372638C1 (ru) Самонастраивающийся электропривод манипуляционного робота

Legal Events

Date Code Title Description
BB1A Patent application published

Effective date: 20150825

FG9A Patent granted

Effective date: 20151026

MM9A Lapsed patents

Effective date: 20190205