Гидравлический сервомеханизм

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН А 1 19) 5 Л 11/00 15 В 9 ТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ОПИСАНИЕ ИЗОБР ВТОРСКОМУ СВИДЕТ(71) Донецкий филиал ИнститутаГипроуглеавтоматизация(56) Авторское свидетельство СССРУ 916300, кл, В 25 ) 11/00, 1980.(57) Изобретение относится к областигидропневмоавтоматики и может бытьиспользовано в приводах промышленныхроботов и манипуляторов. Целью изобретения является повышение точностии расширение функциональных возможностей сервопривода. Сервомеханизм включает в себя источник и преобразователи 1, 2 управляющего сигнала,гидроприводы 3, 4 и сравнивающееустр-во. Он оборудован также датчиками 1 О и 11 момента и положения рабочего органа 7, инвертором 12, блоком 13 формирования корректирующегосигнала и блоком 17 определения статической составляющей нагрузки. Наличие связей схемы позволяет независимо плавно регулировать давление вполостях исполнительных гидроприводов 3 и 4. Это приводит к возмо 1 кности выбора боковых зазоров кинематических передач 5, б. При помощи блока 17 возможно измерение нагрузкина исполнительном органе 7. Ее компенсация осуществляется при помощиблока задатчиков 13. 1 з.п. ф-лы,21 1Изобретение относится к гидропневмоавтоматике и может быть использовано в приводах промышленных роботови манипуляторов.Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональныхвозможностей.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 связанные штоками 5 и 6 с рабочим органом 7, а также сравнивающее устройство в виде сумматоров 8 и 9, датчик10 момента, датчик 11 положения рабочего органа 7, инвертор 12, блок13 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 преобразователями 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 выходных50 2ЪР БЙ=М где дР - изменение давления на выходе каждого из преобразователей 1 и 2;8 - рабочая площадь гидроэлектродвигателей 3 и 4;Й - приведенное плечо сил рабочего органа 7,Выполнение соотношения (1) обеспечивается, если передаточные статичес 280206 2сигналов, чтобы на выходах преобразователей 1 и 2 соответственно появились начальные значения давленийв пределах 40-507 Р. Это обеспечивает выборку лифтов в кинематических цепях рабочего органа 7, Управляющий сигнал Б равен нулю.При значении управляющего сигнала0 рабочий орган 7 остается не 410, подвижным, поэтому о 6 = 0 и на выходеблока 18 присутствует нулевой сигнал,Датчик 10 момента вырабатывает сигнал М, равный статической нагрузкена орган 7, поскольку последний не 15подвижен, Сигнал М подается на входэлемента 16 памяти и через инвертор19 " на вход элемента 15 памяти.На выходе порогового устройства17 сигнал р равен нулю, посколькуна его входе - нулевой сигнал оЬблока 18 (фиг. 2). Сигнал ц логического "0" поступает на управляющиевходы элементов 15 и 16 памяти переводит их в режим выборки, в которомони записывают противофазные сигналы, пропорциональные статическомумоменту М на органе 7. Сигналы с выходов элементов 15 и 16 памяти подаются на управляющие входы задатчиков20 и 21, которые формируют на входахпреобразователей 1 и 2 пропорциональный величине М перепад давлений нагидродвигателях 3 и 4.Поскольку приращения сигналов наЗ 5 выходах элементов 15 и 16 памятиодинаковы и имеют за счет инвертора19 разные знаки, что приводит к возникновению соответствующих перепадов давлений на выходах преобразователей 1 и 2, то суммарный перепаддавлений на гидродвигателях 3 и 4компенсирует статический момент М,т,е. статическую нагрузку.Для полной компенсации указаннойнагрузки необходимо, чтобы выполнялось соотношение(2) где щ - масштаб сигнала М момента с10выхода датчика 10,При появлении сигнала Б, например,положительной полярности давление навыходе преобразователя.2 увеличивается, а на выходе преобразователя 115настолько же уменьшается, Возникшийдополнительный перепад давленийобусловливает возникновение моментаЬМ, приводящего к возникновению ненулевого ускорения К,и перемещениюоргана 7. В момент возникновенияускорения Й, сигнал 11 принимает значение " 1" (при достаточно малом ЬМ).При этом элементы 15 и 16 памяти отключаются от своих информационныхвходов и начинают сохранять информацию, которая была на выходе датчика10 при с = О, т.е. сервопривод продолжает компенсировать статическуюсоставляющую нагрузки. При большемперепаде давлений скорость перемещения нагрузки увеличивается, применьшем - уменьшается.Если управляющий сигнал 0 изменяет знак на противоположный, тоизменяет знак и перепад давлений нагидродвигателях 3 и 4, т,е, на выходе преобразователя 2 давлениеуменьшается, а на выходе преобразо 40вателя 1 настолько же увеличивается,Сервомеханизм реверсируется, и орган7 меняет направление своего движения,Случаи использования гидравлических или пневматических сигналов от- .45личаются лишь тем, что величина Плежит в пределах от 0 до Б, аее начальное значение принимаетсяравным 0,50. При этом задатчики20 и 21 имеют соответствующие начальные сдвиги характеристик дляобеспечения начальных значений выходных давлений преобразователей1 и 2. Как только орган 7 начинаетдвигаться, выходной сигнал Ф, блока18 не равен нулю.1При этом, если ускорение по абсолютной величине превьппает значе 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 сос- тавляют 06ние ь, 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 М, который при этом содержит только статическую составляющую, и уточняет выходные сигналы схемы 14.Таким образом, на выходах схемы14 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 изобретения1.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, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности и расширения функциональных возможностей, сервомеханизм снабжен датчиками момента и положения рабочего органа, инвертором, блоком формиро" вания 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 инвер-А Ч Фиг, 2 Составитель С.РождественскийРедактор С.Лисина Техред П.Олейник Корректор О.Луговая Заказ 7039/33 Тираж 610ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений.и открытий113035, Москва, Ж, 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 мационному входу другого - через дочиками момента и положения рабочего полнительный инвертор, датчик поло- органа. жения через последовательно соединен 2. Сервомеханизм по п.1, о т л и- ные блок двойного дифференцирования1ч а ю щ и й с я тем, что схема оп- и пороговое устройство соединен с ределения статической составляющей 1 О 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.