Гидравлический сервомеханизм

 

Изобретение относится к области гидропневмоавтоматики и может быть использовано в приводах промьшшенных роботов и манипуляторов. Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей сервопривода. Сервомеханизм включает в себя источник и преобразователи 1,2 управлякндего сигнала, гидроприводы 3, 4 и сравнивающее устр-во. Он оборудован также датчиками 10 и 11 момента и положения рабочего органа 7, инвертором 12, блоком 13 формирования корректирующего сигнала и блоком 17 определения статической составляющей нагрузки. Наличие связей схемы позволяет независимо плавно регулировать давление в полостях исполнительных гидроприводов 3 и 4i Это приводит к возмоуности выбора боковых зазоров кинематических передач 5, 6. При помощи блока 17 возможно измерение нагрузки на исполнительном органе 7. Е компенсация осуществляется при помощи блока задатчиков 13. 1 з.п. ф-лы,2 ил. i СЛ С и 21 13 фуе. /

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 Г 15 В 9 03 В 25 Л 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "" :" :я

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ I 7:, (З

1 ие. (21) 3925598/25-06 (22) 08.07.85 (46) 30.12.86. Бюп. Р 48 (71) Донецкий филиал Института

ЛГипроуглеавтоматизациял (72) Ю.М.Барац, А.А.Белоцерковский, М.В. Гутман, Ю.П.Жуков, П.И.Котенко и Л.М.Салтанова (53) 62-521 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 916300, кл. В 25 J 11/00, 1980. (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СЕРВОМЕХАНИЗМ (57) Изобретение относится к области гидропневмоавтоматики и может быть использовано в приводах промышленных роботов и манипуляторов. Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей сервопривода. Сервомеханизм включает в себя источник и преобра зователи 1, 2 управляющего сигнала, гидроприводы 3, 4 и сравнивающее устр-во. Он оборудован также датчиками 10 и 11 момента и положения рабочего органа 7, инвертором 12, блоком 13 формирования корректирукщего сигнала и блоком 17 определения статической составляющей нагрузки. Наличие связей схемы позволяет независимо плавно регулировать давление в полостях исполнительных гидроприводов 3 и 4. Это приводит к возмо)ености выбора боковых зазоров кинематических передач 5, б. При помощи блока 17 возможно измерение нагрузки на исполнительном органе 7. Ее компенсация осуществляется при помощи блока задатчиков 13. 1 з.п. ф-лы,2 ил.

1 1

Изобретение относится к гидропнев моавтоматике и может быть использовано в приводах промышленных роботов и манипуляторов.

Цель изобретения — повышение точности и расширение функциональных возможностей.

На фиг. 1 изображена схема гидравлического сервомеханизма; на фиг. 2 — статическая характеристика порогового устройства.

Гидравлический сервомеханизм содержит последовательно соединенные источник управляющего сигнала (не показан), преобразователи 1 и 2 управляющего сигнала в давление и гидродвигатели 3 и 4, кинематически свя занные штоками 5 и 6 с рабочим органом 7, а также сравнивающее устройство в виде сумматоров 8 и 9, датчик

10 момента, датчик 11 положения рабочего органа 7, инвертор 12, блок

13 формирования корректирующего сигнала и схему 14 определения статической составляющей нагрузки, выполненную в виде элементов 15 и 16 памяти, порогового устройства 17, блока 18 двойного дифференцирования 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 управляющими 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 управляющего 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 преобразова телями 1 и 2. Задатчики 20 и 21 имеют дополнительные входы ручного управления.

Гидравлический сервомеханизм работает следующим образом.

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

2 ° hP Sd=-M

3 где дР— изменение давления на выходе каждого из преобразователей 1 и 2;

S — - рабочая площадь гидроэлектродвигателей 3 и 4;

d — приведенное плечо сил рабочего органа 7.

Выполнение соотношения (1) обеспечивается, если передаточные статичес280206 2 сигналов, чтобы на выходах преобразователей 1 и 2 соответственно появились начальные значения давлений в пределах 40-507 Р„ „ . Это обеспечивает выборку лифтов в кинематических цепях рабочего органа 7. Управляющий сигнал U равен нулю.

При значении управляющего сигнала

0 рабочий орган 7 остается не10 подвижным, поэтому о = 0 и на выходе блока t8 присутствует нулевой сигнал, Датчик 10 момента вырабатывает сигнал М, равный статической нагрузке на орган 7, поскольку последний не15 подвижен. Сигнал М подается на вход элемента 16 памяти и через инвертор

19 " на вход элемента 15 памяти.

На выходе порогового устройства

17 сигнал q равен нулю, поскольку на его входе — нулевой сигнал оС блока 18 (фиг. 2). Сигнал ц логического "0" поступает на управляющие входы элементов 15 и 16 памяти пере.водит их в режим выборки, в котором они записывают противофазные сигналы, пропорциональные статическому моменту М на органе 7. Сигналы с выходов элементов 15 и 16 памяти подаются на управляющие входы задатчиков

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

Поскольку. приращения сигналов на

З5 выходах элементов 15 и 16 памяти 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 гидродвигателях 3 и 4 компенсирует статический момент М, т.е. статическую нагрузку.

Для полной компенсации указанной нагрузки необходимо, чтобы выполнялось соотношение

Tll

К

2 S ° d (2) 3 12802 кие коэффициенты цепочек: датчик 10— инвертор 19 — элемент 15 памяти— задатчик 20 — преобразователь 1 и датчик 10 — элемент 16 памяти — задатчик 21 — преобразователь 2 составляют где m — масштаб сигнала М момента с

10 выхода датчика 10.

При появлении сигнала U например, положительной полярности давление на выходе преобразователя.2 увеличивается, а на выходе преобразователя 1

15 настолько же уменьшается. Возникший дополнительный перепад давлений обусловливает возникновение момента

6М приводящего к возникновению ненулевого ускорения сС и перемещению органа 7. В момент возникновения ускорения Й. сигнал U принимает значение " 1" (при достаточно малом М).

При этом элементы 15 и 16 памяти отключаются от своих информационных входов и начинают сохранять информацию, которая была на выходе датчика

10 при с. = О, т.е. сервопривод продолжает компенсировать статическую составляющую нагрузки. При большем перепаде давлений скорость перемещения нагрузки увеличивается, при меньшем — уменьшается.

Если управляющий сигнал U изменяет знак на противоположный, то изменяет знак и перепад давлений на гидродвигателях 3 и 4, т.е. на выходе преобразователя 2 давление уменьшается, а на выходе преобразо40 вателя 1 настолько же увеличивается.

Сервомеханизм реверсируется, и орган

7 меняет направление своего движения, Случаи использования гидравлических или пневматических сигналов от- .

45 личаются лишь тем, что величина U лежит в пределах от 0 до U „, а ее начальное значение принимается равным 0,50 „ . При этом задатчики

20 и 21 имеют соответствующие начальные сдвиги характеристик для обеспечения начальных значений выходных давлений преобразователей

1 и 2. Как только орган 7 начинает двигаться, выходной сигнал ф, блока

18 не равен нулю.

При этом, если ускорение по абсолютной величине превьппает значение, то пороговое устройство 17 выдает на выходе сигнал логической

"1" (фиг. 2), переводящий элементы

15 и 16 памяти в режим хранения информации. Информация о величине М текущего момента с выхода датчика

10 не воспринимается ими на вход схемы 14 измерения статической нагрузки не проходит. На выходе схемы 14 имеется запомненный сигнал, соответствующий статической нагрузке, хотя во время движения сигнал М на выходе датчика 10 представляет собой сумму статической и динамической составляющих нагрузки на органе 7. Если рабочий орган 7 останавливается или движется без ускорения, то на вход элементов 15 и 16 памяти опять попадает сигнал M который при этом содержит только статическую составляющую, и уточняет выходные сигналы схемы 14.

Таким образом, на выходах схемы

14 измерения статической нагрузки постоянно присутствуют сигналы, пропорциональные статической нагрузке на гидравлический сервомеханизм, автоматически управляющие задатчиками

20 и 21 для компенсации статической составляющей нагрузки на рабочем органе 7 и выборки кинематических зазоров в механических цепях.

Формула изобретения

1 . Гидравлический сервомеханизм, содержащий последовательно соединенные источник управляющего сигнала, преобразователь управляющего сигнала в давление и два гидродвигателя, кинематически связанных с рабочим органом, а также сравнивающее устройство, связанное с задатчиком и рабочим органом, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности и расширения функциональных возможностей, сервомеханизм снабжен датчиками момента и положения рабочего органа, инвертором, блоком формирования корректирующего сигнала и схемой определения статической составляющей нагрузки, при этом сравнивающее устройство выполнено в виде двух сумматоров, первый вход одного из которых соединен с источником управляющего сигнала непосредственно, а первый вход другого — через инверСоставитель С.Рождественский

Редактор С.Лисина Техред П.Олейник

Корректор О.Луговая

Заказ 7039/33 Тираж 610

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г;Ужгород, ул.Проектная,4

5 1280206 б тор, вторые входы сумматоров соеди- н дополнительного инвертора, при иены с выходами блока формирования этом .датчик момента подключен к инкорректирующего сигнала, соединен- формационному входу одного элемента ного через схему определения стати- памяти непосредственно, а к инфорческой составляющей нагрузки с дат- g мационному входу другого — через дочиками момента и положения рабочего полнительный инвертор, датчик полооргана. жения через последовательно соединен2. Сервомеханизм по п.f, о т л и- ные блок двойного дифференцирования

1 ч а ю шийся тем, что схема on- и пороговое устройство соединен с ределения статической составляющей >0 управляющими входами элементов памянагрузки выполнена в виде двух эле- ти, а выходы последних подключены к ментов Памяти, порогового устройст-, входам блока формирования корректива, блока двойного дифференцирования : рующего сигнала. !