SU935874A1 - Обратима след ща система - Google Patents

Description

(5) ОБРАТИМАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

Изобретение относитс  к устройст вам, предназиаиенным дл  механизации и автоматизации производственных процессов в опасных дл  человека зонах и может быть использованр в дистанционных манипул торах. Известны обратимые след щие системы , построенные на основе сельсинной передачи 1. Недостатком таких систем  вл етс  неврзможность достижени  высокой точности при большом моменте нагрузки. Известна двухканальна  обратима  след ща  система, содержаща  задающий и исполнительный органы, канал слежени  по положению задающего органа и обратный канал отражени  усили . Каждый канал содержит по два датчика соо ветственно углов и моментов, элемент сравнени , два усилител , два привода 2. К недостаткам этой схемы можно отнести наличие большого числа линий св зи, довольно сложную аппаратурную реализацию, а также невозможность увеличени  грузоподъемности на выходе системы, что сужает область ее применени . Цель изобретени  - упрощение конструкции и расширение области применени . Указанна  цель достигаетс  тем, что в обратимой след щей системе, содержащей задающий и исполнительный валы, две пары гидроприводов, усилители и блок сравнени , каждый, гидропривод содержит два однополостных гидроцилиндра , поршневые полости которых соединены между собой, штоки первых гидроцилиндров каждой пары гидроприводов кинематически соединены с задающим и исполнительным валами, а блок сравнени  состоит из двух приводов и вала, кинематически св занного с трем  рейками, противоположные концы двух из которых жестко соединены со штоками вторых гидроцилиндров каждой пары гидроприводов, а каждый

из противоположных концов третьей рейки жестко соединен со штоком соответствующего привода, причем вход каждого из усилителей соединен с поршневыми полост ми,первых гидроцилиндров 5 гидропривода задающего вала, а выход со входом соответствующего привода.

На чертеже приведена схема обратимой след щей системы.

Система состоит из задающего 1 «о и исполнительного 2 валов, кинематически св занных с однополостными гидроцилиндрами 3 , 5 и 6, которые попарно соединены лини ми св зи с гидроцилиндрами 7, 8, 9 и 10 так, что 15 ббразуют гидроприводы, передающие движени  с задающего 1 на исполнительный 2 вал. При вращении указанных валов штоки гидроцилиндров 3 и 4, 5 и 6 имеют противоположные направлени  20 движени . Система содержит также блок сравненрГ  11, состо щий из вала 12, с которым св заны три рейки 13. li и 15. Противоположные концы рейки 15 со- 25 единены со штоками приводов, например пневмоприводов 16 и 17i а противоположные концы реек 13 и I жестко св заны с гидроцилиндрами 7 8, 9 и 10. С гидросистемами приводов задающего вала 1 соединены входные камеры усилителей 18 и 19, выполненных, например , в виде гидропневмопреобразователей , управл ющих пневмоприводами 16 и 17. Система работает следующим образом . Пусть к задающему валу 1 приложен момент силы по часовой стрелке, как показано на чертеже. Тогда под его действием давление под поршнем в гидроцилиндре Ц возрастает и, поскольку жидкость в гидролинии несжимаема, со стороны штока гидроцилиндра 8 на вал 12 станет действовать некотора  сила, показанна  на чертеже стрелкой Эта сила создает некоторый момент на валу 12. Кроме того, давление во вход ной камере гидропневмопреобразовател  19 повышаетс , поскольку последн   соединена с гидросистемой, включающей полости гидроцилиндров и 8. Выходной пневмосигнал гидропневмопреобразовател  также преобразуетс  пневмоприводом 17 в момент на валу 1 Этот момент суммируетс  с моментом, создаваемым штоком гидроцилиндра 8, и вал 12 поворачиваетс . При этом ос щестал етс  движение поршн  цилиидра 9 и преодолеваетс  момент полезного сопротивлени , создаваемый его штоком на валу 12.

За счет перетока жидкости в гидросистеме шток гидроцилиндра 5 перемещаетс  по стрелке вверх, что. приводит к повороту исполнительного вала 2.

8 процессе работы системы жидкость свободно перетекает из полостей гидроцилиндров 6 и 7 соответственно в полости гидроцилиндров 10 и 3- На выходе гидропневмопреобразовател  18 сигнал отсутствует.

Таким образом, при движении, указанном стрелками,активно работает одна половина системы. Друга  работает аналогично первой при смене направлени  движени  задающего вала 1.

Claims (2)

1. Поворот задающего вала 1 преобразуетс  в поворот исполнительного вала 2, который следит за углом поворота вала 1, т.е. имеет место слежение по положению. Точность такого слежени  определ етс  сжимаемостью идкости в лини х св зи и упругостью самих линии. Обратна  передача момента с исполнительного вала 2 на задающий 1 происходит следующим образом. При приложении момента к валу 2, как показано на чертеже, возникает сила, действующа  со стороны штока гидроцилиндра 10 на вал 12, последний, стрем сь повернутьс , создает силу, действующую на шток гидроцилиндра 7, давление в полости которого повышаетс ,, что вызывает возникновение силы, с которой шток гидроцилиндра 3 создает момент на задающем валу I. При этом на выходе гидропневмопреобразовател  18 возникает некоторый пневмосигнал. Пневмопривод 16 частично компенсирует момент , создаваемый гидроцилиндром 10, Обратима  след ща  система характеризуетс  коэффициентом передачи по моменту (усилию) -и по перемещению (угловому , или линейному). При воздействии на вал 2 с внешней стороны пневмо приводами 16 и 17 происходит частична  компенсаци  момента, поэтому на вал 1 передаетс  не вс  нагрузка, а ее часть. При этом уравновешивающа  нагрузка на валу Т строго пропорциональна силовой внешней нагрузке на валу 2. Таким образом, в предлагаемой системе при передаче силовой нагрузки с вала 2 на вал 1 осуществл етс  ее масштабирование. Это необходимо при применении предлагаемой системы, например , в грузоподъемных механизмах, когда оператор, воздейству  на задаю щий вал 1, физически не может удержать нагрузку, приложенную к исполни тельному валу 2, если коэффициет передачи системы по нагрузке равен еди нице. Статический коэффициент передачи по моменту предлагаемой системы .в предположении, что момент нагрузки с исполнительного вала 2 передаетс  на вал 12 без изменени  (в масштабе 1:1), можно выразить в виде: ст ) где 5,5л,5, - соответственно площади поршней цилиндров 7 (8), ЗС), 16 07) d.,do соответственно диаметры валов 12 и 1; К - статический коэффициент усилени  гидропне мопреобразователей 18 и 19 по давлению. При применении предлагаемой системы в мощных грузоподъемных механиз мах, величина К может быть как угодно увеличена путем введени  в систему многокаскадных гидро- или пневмоусилителей . Величины перемещений валов 1 и 2 предлагаемой системы определ ютс  ки нематическими и гидравлическими св з ми между ними, т.е. завис т от соотношений площадей цилиндров 3, t, 7, 8, 5, 6, 9, 10,диаметров валов 1, 2, 12, сцепл ющихс  с рейками 13-15Путем вариации этих параметров можно вводить в систему масштабирова ние по перемещению задающего 1 и исполнительного 2 валов. Но перемещени  валов 1 и 2 при любом масштабе по перемещению строго пропорциональны. Установка преобразователей 18 и 19 вызвана указанной выше необходимостью введени  в систему масштабировани  по нагрузке. А применение именно гидропневматических преобразователкй вызвано необходимостью питать систему от источника пневмоэнергии, В качестве преобразователей 18 и 19 могут быть применены любые устройства , давление.воздуха в выходной камере которых пропорционально давлению жидкости в командной камере; Применение высоконапорной гидравлики на выходе предлагаемой системы позвол ет увеличить грузоподъемность последней по сравнению с известной при упрощении конструкции. Формула изобретени  Обратима  след ща  система, содержаща  задающий и исполнительный валы, две пары гидроприводов, усилители и блок сравнени , отличающа с  тем, что, с целью упрощени  конструкции и расширени  области применени , каждый гидропривод содержит два однополостных гидроцилиндра , поршневые полости которых соединены между собой, штоки первых гидроцилиндров каждой пары гидроприводов кинематически соединены с задающим и исполнительным валами, а блок сравнени  состоит из двух приводов и вала, кинематически св занного с трем  рейками , противоположные концы двух из которых жестко соединены со штоками вторых гидроцилиндров каждой пары гидроприводов, а каждый из противоположных концов третьей рейки жестко соединен со штоком соответствующего привода, причем вход каждого из усилителей соединен с поршневыми полост ми первых гидроцилиндров гидропривода задающего вала, а выход - с входом соответствующего привода. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Свечарник Д.В. Дистанционные (передачи. М., Энерги , 197, с.1201.
2. 2.Патент Великобритании № , кл. G 3 Р опублик. 19б5 (прототип).