RU2288377C1

RU2288377C1 - Multiway pneumatic-hydraulic cylinder

Info

Publication number: RU2288377C1
Application number: RU2005113120/06A
Authority: RU
Inventors: Валерий Николаевич Очагов (RU); Валерий Николаевич Очагов; Юрий Игоревич Бойко (RU); Юрий Игоревич Бойко
Priority date: 2005-04-29
Filing date: 2005-04-29
Publication date: 2006-11-27

Abstract

FIELD: automatics.

SUBSTANCE: multiway pneumatic-hydraulic cylinder can be used or operation of robots and manipulators. Multiway pneumatic-hydraulic cylinder has case, piston provided with rod, mounted in case and positioning device. The latter has member made in form of at least one electromagnet valve. Valve has magnetic case, where bushing with opening is mounted, which hole coincides with hole in piston. Magnetic armature is mounted for movement in bushing, which armature has shape of round rod. Movement is performed under effect of magnetic interaction or under effect of elastic forces of spring disposed in deepening of armature and magnetic case. Magnetic case interacts with magnetic field of electromagnet coil at positioning pints. Number of coils corresponds to number of positions.

EFFECT: simplified design; improved precision; improved reliability of operation.

3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к средствам автоматики, и может быть использовано в роботах и манипуляторах.The invention relates to mechanical engineering, in particular to automation, and can be used in robots and manipulators.

Наиболее близким техническим решением является многопозиционный пневмо(гидро)цилиндр (SU 1305451 А1, кл. F 15 B 11/12, 1986), обеспечивающий позиционирование в заданной точке и содержащий корпус и установленный в нем с образованием рабочих полостей поршень со штоком и установленное в поршне устройство позиционирования, включающее выполненное в поршне отверстие для сообщения рабочих полостей со сливом и управляющий элемент.The closest technical solution is a multi-position pneumatic (hydro) cylinder (SU 1305451 A1, class F 15 B 11/12, 1986), which provides positioning at a given point and contains a housing and a piston with a rod installed in it with the formation of working cavities and installed in piston positioning device, including a hole made in the piston for communication of working cavities with a drain and a control element.

Недостатками известного многопозиционного пневмо(гидро)цилиндра являются относительная сложность конструкции и неудовлетворительная точность позиционирования, т.к. электромагнитное поле катушки воздействует на постоянный магнит, находящийся внутри поршня, который механически связан с клапаном, и для открытия его необходимо "некоторое перемещение" поршня, что естественно снижает точность позиционирования. К тому же устройство содержит много деталей и имеет большие габариты.The disadvantages of the known multi-position pneumatic (hydro) cylinder are the relative complexity of the design and poor positioning accuracy, because the electromagnetic field of the coil acts on a permanent magnet located inside the piston, which is mechanically connected to the valve, and to open it requires "some movement" of the piston, which naturally reduces the accuracy of positioning. In addition, the device contains many parts and has large dimensions.

Задачей изобретения являются упрощение конструкции и повышение точности и надежности позиционирования.The objective of the invention is to simplify the design and improve the accuracy and reliability of positioning.

Поставленная задача решается предложенным многопозиционным пневмо(гидро)цилиндром, содержащим корпус и установленный в нем с образованием рабочих полостей поршень со штоком, установленное в поршне устройство позиционирования, включающее размещенное в поршне отверстие для сообщения рабочих полостей со сливом и управляющий элемент, в котором согласно изобретению управляющий элемент устройства позиционирования выполнен в виде электромагнитного клапана (одного или более), состоящего из магнитного корпуса, в котором установлена втулка с отверстием, совпадающим с отверстием в поршне, и в ней установлен магнитный якорь в виде круглого стержня с возможностью его перемещения во втулке под действием магнитного взаимодействия или упругих сил пружины, расположенной в углублениях якоря и магнитного корпуса, взаимодействующего с магнитным полем электромагнитной катушки, установленной на немагнитном корпусе пневмо(гидро)цилиндра в точке (точках) позиционирования, причем количество катушек соответствует числу позиций.The problem is solved by the proposed multi-position pneumatic (hydro) cylinder, comprising a housing and a piston with a rod installed in it with the formation of working cavities, a positioning device installed in the piston, including a hole located in the piston for communicating the working cavities with a drain and a control element in which according to the invention the control element of the positioning device is made in the form of an electromagnetic valve (one or more), consisting of a magnetic housing in which the sleeve is installed with a hole that matches the hole in the piston, and it has a magnetic armature in the form of a round rod with the possibility of its movement in the sleeve under the action of magnetic interaction or elastic forces of the spring located in the recesses of the armature and the magnetic housing interacting with the magnetic field of the electromagnetic coil installed on a non-magnetic casing of a pneumatic (hydro) cylinder at a positioning point (s), the number of coils corresponding to the number of positions.

Новым в изобретении является воздействие электромагнитного поля катушки непосредственно на электромагнитный клапан, который расположен в поршне и открывает сообщение рабочей среды между рабочей и холостой полостями цилиндра, выравнивая между ними давление, что приводит к остановке поршня в точке позиционирования.New in the invention is the effect of the electromagnetic field of the coil directly on the solenoid valve, which is located in the piston and opens the message of the working medium between the working and idle cavities of the cylinder, equalizing the pressure between them, which leads to a stop of the piston at the positioning point.

На фиг.1 изображен многопозиционный пневмо(гидро)цилиндр, разрез общего вида; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 показан электромагнитный клапан в открытом состоянии.Figure 1 shows a multi-position pneumatic (hydro) cylinder, a section of a General view; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 shows the solenoid valve in the open state.

Многопозиционный пневмо(гидро)цилиндр (фиг.1) содержит корпус 1 и установленный в нем с образованием рабочих полостей 5, 6 поршень 2 со штоком 4. В поршне 2 установлено устройство позиционирования, включающее выполненные в поршне 2 отверстия 3 для сообщения рабочих полостей 5, 6 со сливом и управляющий элемент в виде электромагнитного клапана (одного или более), состоящего из магнитного корпуса 7, в котором установлена втулка 9 с отверстием, совпадающим с отверстием 3 в поршне 2. Во втулке 9 установлен магнитный якорь в виде круглого стержня 8 с возможностью его перемещения во втулке 9 под действием магнитного взаимодействия или упругих сил пружины 10, расположенной в углублениях якоря 8 и магнитного корпуса 7, взаимодействующего с магнитным полем электромагнитной катушки 11, установленной на немагнитном корпусе 1 пневмо(гидро)цилиндра в точке позиционирования. Количество катушек 11 соответствует числу позиций.The multi-position pneumatic (hydro) cylinder (Fig. 1) comprises a housing 1 and a piston 2 with a rod 4 installed in it with the formation of working cavities 5, 6. A positioning device is installed in the piston 2, including openings 3 made in the piston 2 for communicating the working cavities 5 , 6 with a drain and a control element in the form of an electromagnetic valve (one or more), consisting of a magnetic housing 7, in which a sleeve 9 is installed with a hole matching the hole 3 in the piston 2. A magnetic armature in the form of a round rod 8 is installed in the sleeve 9 with the possibility NOSTA move it in the sleeve 9 by the magnetic interaction or elastic spring forces 10 situated in the recesses of the armature 8 and the magnetic body 7 which interacts with the magnetic field of the electromagnetic coil 11 mounted on a nonmagnetic housing 1 pneumo (hydro) cylinder in a positioning point. The number of coils 11 corresponds to the number of positions.

Многопозиционный пневмо(гидро)цилиндр 1 работает следующим образом.Multiposition pneumatic (hydro) cylinder 1 operates as follows.

Перемещение поршня 2 происходит при подаче рабочей среды в одну из полостей 5 или 6. Например, для перемещения поршня 2 влево (по чертежу) рабочая среда подается в полость 6, воздействуя на поршень 2, при этом продольные отверстия 3 перекрыты магнитными якорями (клапанами) 8 под действием упругих сил пружин 10. Для уменьшения трения перемещения якорей 8 они установлены во втулках 9 (фиг.2).The piston 2 moves when the working medium is fed into one of the cavities 5 or 6. For example, to move the piston 2 to the left (according to the drawing), the working medium is fed into the cavity 6, acting on the piston 2, while the longitudinal holes 3 are blocked by magnetic anchors (valves) 8 under the action of the elastic forces of the springs 10. To reduce the friction of the movement of the anchors 8 they are installed in the bushings 9 (figure 2).

Для останова поршня 2 в точке позиционирования необходимо в этой точке зафиксировать на цилиндре 1 середину катушки 11 и подключить ее к напряжению. Поршень 2, проходя под катушкой 11 магнитным корпусом 7, будет взаимодействовать с магнитным полем катушки 11, при этом магнитный якорь 8, преодолевая упругие силы пружины 10, войдет внутрь корпуса 7, продольное отверстие 3 откроется, и рабочая среда, проходя через отверстие 3 (фиг.3), выравняет давление в полостях 5 и 6 (фиг.1), воздействие на поршень 2 рабочей среды уравняется, произойдет останов поршня 2, который будет удерживаться в точке позиционирования силами магнитного взаимодействия между корпусом 7 магнитного клапана и магнитным полем катушки 11. При отключении катушки 11 от электричества будут отсутствовать магнитное поле и силы магнитного взаимодействия. Магнитный якорь 8 под действием упругих сил пружины 10 отжимается от седла магнитного корпуса 7 клапана и перекрывает продольные отверстия 3. Полости 5 и 6 изолируются друг от друга. Поршень 2 не будет удерживаться магнитным полем катушки 11 и будет перемещаться в ту сторону, где меньше давление рабочей среды, т.е. влево, если рабочая среда подается в полость 6. Для изменения направления перемещения поршня 2 рабочую среду подают в полость 5.To stop the piston 2 at the positioning point, it is necessary at this point to fix the middle of the coil 11 on cylinder 1 and connect it to the voltage. The piston 2, passing under the coil 11 with the magnetic housing 7, will interact with the magnetic field of the coil 11, while the magnetic armature 8, overcoming the elastic forces of the spring 10, will enter the housing 7, the longitudinal hole 3 will open, and the working medium passing through the hole 3 ( figure 3), equalizes the pressure in the cavities 5 and 6 (figure 1), the impact on the piston 2 of the working medium is equalized, the piston 2 will stop, which will be held at the positioning point by the forces of magnetic interaction between the body 7 of the magnetic valve and the magnetic field of the coils 11. When coil 11 is disconnected from the electricity will be absent and the magnetic field strength of the magnetic interaction. The magnetic anchor 8 under the action of the elastic forces of the spring 10 is squeezed from the seat of the magnetic valve body 7 and overlaps the longitudinal holes 3. The cavities 5 and 6 are isolated from each other. The piston 2 will not be held by the magnetic field of the coil 11 and will move in the direction where the pressure of the working medium is lower, i.e. to the left, if the working medium is supplied into the cavity 6. To change the direction of movement of the piston 2, the working medium is fed into the cavity 5.

Таким образом, простым и надежным средством, подключая катушку электромагнита, установленную в точке позиционирования поршня, обеспечивается позиционирование в заданной точке.Thus, by a simple and reliable means, by connecting an electromagnet coil installed at a piston positioning point, positioning at a given point is ensured.

Claims

A multi-position pneumatic (hydro) cylinder, comprising a housing and a piston with a rod installed in it with the formation of working cavities, a positioning device installed in the piston, including a hole located in the piston for communicating the working cavities with a drain and a control element, characterized in that the control element of the positioning device made in the form of an electromagnetic valve (one or more), consisting of a magnetic housing, in which a sleeve is installed with a hole matching the hole in the piston, and in it a magnetic armature is installed in the form of a round rod with the possibility of its movement in the sleeve under the action of magnetic interaction or elastic forces of a spring located in the recesses of the armature and the magnetic body interacting with the magnetic field of the electromagnetic coil mounted on the non-magnetic body of the pneumatic (hydro) cylinder at the positioning point, moreover, the number of coils corresponds to the number of positions.