SU1280206A1 - Гидравлический сервомеханизм - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области гидропневмоавтоматики и может быть использовано в приводах промьшшенных роботов и манипул торов. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и расширение функциональных возможностей сервопривода. Сервомеханизм включает в себ  источник и преобразователи 1,2 управл кндего сигнала, гидроприводы 3, 4 и сравнивающее устр-во. Он оборудован также датчиками 10 и 11 момента и положени  рабочего органа 7, инвертором 12, блоком 13 формировани  корректирующего сигнала и блоком 17 определени  статической составл ющей нагрузки. Наличие св зей схемы позвол ет независимо плавно регулировать давление в полост х исполнительных гидроприводов 3 и 4i Это приводит к возмоуности выбора боковых зазоров кинематических передач 5, 6. При помощи блоi ка 17 возможно измерение нагрузки на исполнительном органе 7. Е комСЛ С пенсаци  осуществл етс  при помощи блока задатчиков 13. 1 з.п. ф-лы,2 ил. и

Description

Изобретение относитс  к гидропневмоавтоматике и может быть использовано в приводах промышленных роботов и манипул торов.

Цель изобретени  - повьшение точности и расширение функциональных возможностей.

На фиг. 1 изображена схема гидравлического сервомеханизма; на фиг. 2 - статическа  характеристика порогового устройства.

Гидравлический сервомеханизм содержит последовательно соединенные источник управл ющего сигнала (не показан), преобразователи 1 и 2 управл ющего сигнала в давление и гидродвигатели 3 и 4, кинематически св занные штоками 5 и 6 с рабочим органом 7, а также сравнивающее устройство в виде сумматоров 8 и 9, датчик 10 момента, датчик 11 положени  рабочего органа 7, инвертор 12, блок 13 формировани  корректирующего сигнала и схему 14 определени  статической составл ющей нагрузки, выполненную в виде элементов 15 и 16 пам ти , порогового устройства 17, блока 18 двойного дифференцировани  и дополнительного инвертора 19. При этом датчик 10 подключен к информационному входу элемента 15 непосредственно , а к информационному входу элемента 16 - через инвертор 19.Датчик 11 через последовательно соединенные блок 18 и устройство 17 соединен с управл нлцими входами элементов 15 и 16, а выходы последних подключены к входам блока 13, выполненного в виде задатчиков 20 и 21.

Первый вход сумматора 8 соединен с источником управл ющего сигнала непосредственно, а первый вход сумматора 9 - через инвертор 12. Вторые входы сумматоров 8 и 9 соединены с выходами задатчиков 20 и 21, а выходы сумматоров 8 и 9 - с преобразовател ми 1 и 2. Задатчики 20 и 21 имеют дополнительные входы ручного управлени  .

Гидравлический сервомеханизм работает следукщим образом.

Перед началом работы рабочий орган 7 устанавливают в одно из крайних положений до упора так, чтобы статическа  нагрузка компенсировалась реакцией упора. На выходах задатчиков 20 и 21 вручную устанавливают начальные значени  выходных

сигналов, чтобы на выходах преобразователей 1 и 2 соответственно по вились начальные значени  давлений в пределах 40-50% , . Это обеспечивает выборку лифтов в кинематических цеп х рабочего органа 7. Управл ющий сигнал и равен нулю.

При значении управл ющего сигнала и О рабочий орган 7 остаетс  неподвижным , поэтому об О и на выходе блока 18 присутствует нулевой сигнал Датчик 10 момента вырабатьгоает сигнал М, равный статической нагрузке на орган 7, поскольку последний неподвижен . Сигнал М подаетс  на вход элемента 16 пам ти и через инвертор

19- на вход элемента 15 пам ти. На выходе порогового устройства

17 сигнал if равен нулю, поскольку на его входе - нулевой сигнал об блока 18 (фиг. 2). Сигнал qi логического О поступает на управл ющие входы элементов 15 и 16 пам ти переводит их в режим выборки, в котором они записывают противофазные сигналы , пропорциональные статическому моменту М на органе 7. Сигналы с выходов элементов 15 и 16 пам ти подаютс  на управл ющие входы задатчиков

20и 21, которые формируют на входах преобразователей 1 и 2 пропорциональный величине М перепад давлений на гидродвигател х 3 и 4.

Поскольку приращени  сигналов на выходах элементов 15 и 16 пам ти одинаковы и имеют за счет инвертора 19 разные знаки, что приводит к возникновению соответствующих перепадов давлений на выходах преобразователей 1 и 2, то суммарный перепад давлений на гидродвигател х 3 и 4 компенсирует статический момент М, т.е. статическую нагрузку.

Дл  полной компенсации указанной нагрузки необходимо, чтобы выполн лось соотношение

(1)

2 . uP-S-d М

где лР - изменение давлени  на выходе каждого из преобразователей 1 и 2;

S - рабоча  площадь гидроэлектродвигателей 3 и 4; d - приведенное плечо сил рабочего органа 7.

Выполнение соотношени  (1) обеспечиваетс , если передаточные статические коэффициенты цепочек: датчик 10инвертор 19 - элемент 15 пам ти задатчик 20 - преобразователь 1 и датчик 10 - элемент 16 пам ти - задатчик 21 - преобразователь 2 составл ют

га

К

(,2

2-S.d

где m - масштаб сигнала М момента с выхода датчика 10.

При по влении сигнала U, например положительной пол рности давление на вькоде преобразовател .2 увеличиваетс , а на выходе преобразовател  1 настолько же уменьшаетс . Возникший дополнительный перепад давлений обусловливает возникновение момента йМ, привод щего к возникновению ненулевого ускорени  oi, и перемещению органа 7. В момент возникновени  ускорени  ci сигнал U принимает значение 1 (при достаточно малом дМ) При этом элементы 15 и 16 пам ти отключаютс  от своих информационных входов и начинают сохран ть информацию , котора  была на выходе датчика 10 при оС О, т.е. сервопривод продолжает компенсировать статическую составл ющую нагрузки. При большем перепаде давлений скорость перемещени  нагрузки увеличиваетс , при меньшем - уменьшаетс .

Если управл ющий сигнал U измен ет знак на противоположный, то измен ет знак и перепад давлений на гидродвигател х 3 и 4, т.е. на выходе преобразовател  2 давление уменьшаетс , а на выходе преобразовател  1 настолько же увеличиваетс  Сервомеханизм реверсируетс , и орга 7 мен ет направление своего движени .

Случаи использовани  гидравлических или пневматических сигналов отличаютс  лишь тем, что величина U лежит в пределах от О до , а ее начальное значение принимаетс  равным 0,5и„а. . При этом задатчики 20 и 21 имеют соответствующие начальные сдвиги характеристик дл  обеспечени  начальных значений выходных давлений преобразователей 1 и 2, Как только орган 7 начинает двигатьс , выходной сигнал блока 18 не равен нулю.

I

При этом, если ускорение по абсолютной величине превьшзает значе17

ние 6 , то пороговое устройство вьщает на выходе сигнал логической 1 (фиг. 2), перевод щий элементы 15 и 16 пам ти в режим хранени  информации . Информаци  о величине М текущего момента с выхода датчика 10 не воспринимаетс  ими на вход схемы 14 измерени  статической нагрузки не проходит. На выходе схемы 14 имеетс  запомненный сигнал, соответствующий статической нагрузке , хот  во врем  движени  сигнал М на выходе датчика 10 представл ет собой сумму статической и динамической составл ющих нагрузки на органе 7. Если рабочий орган 7 останавливаетс  или движетс  без ускорени , то на вход элементов 15 и 16 пам ти оп ть попадает сигнал М, который при этом содержит только статическую составл ющую, и уточн ет выходные сигналы схемы 14.

Таким образом, на выходах схемы 14 измерени  статической нагрузки посто нно присутствуют сигналы, пропорциональные статической нагрузке на гидравлический сервомеханизм, автоматически управл ющие задатчиками 20 и 21 дл  компенсации статической составл ющей нагрузки на рабочем органе 7 и выборки кинематических зазоров в механических цеп х.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1 .Гидравлический сервомеханизм,содержащий последовательно -соединенные источник управл ющего сигнала, преобразователь управл ющего сигнала в давление и два гидродвигател , кинематически св занных с рабочим органом , а также сравнивающее устройство , св занное с задатчиком и рабочим органом, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  точности и расширени  функциональных возможностей , сервомеханизм снабжен датчиками момента и положени  рабочего органа, инвертором, блоком форьмровани  корректирующего сигнала и схемой определени  статической составл ющей нагрузки, при этом срав ш§ающее устройство выполнено в виде двух сумматоров, первый вход одного из которых соединен с источником управл ющего сигнала непосредственно, а первый вход другого - через инвертор , вторые входы сумматоров соединены с выходами блока формировани  корректирующего сигнала, соединенного через схему определени  статической составл ющей нагрузки с датчиками момента и положени  рабочего органа.
2. 2. Сервомеханизм по п.1 отличающийс  тем, что схема определени  статической составл ющей нагрузки выполнена в виде двух элементов йам ти, порогового устройства , блока двойного дифференцировани 

   и дополнительного инвертора, при этом датчик момента подключен к информационному входу одного элемента пам ти непосредственно, а к информационному входу другого - через дополнительный инвертор, датчик положени  через последовательно соединенные блок двойного дифференцировани  и пороговое устройство соединен с управл ющими входами элементов пам ти , а выходы последних подключены к входам блока формировани  корректирукицёго сигнала.