Пневмогидравлический следящий привод

(П) Из б подъемном к пневмог водам, пр ение относ ся к грузо ю, а именн ледящим пр преимущест машинострое равлическим азначенны ку. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ ПРИ ГННТ СССР(72) Л.И.Наедави Ю.П.Евтюхов (53) 629.113(08 (56) Заявка фракл. Е 15. В 9/00 венно, для исполнительного звенаманипулятора. Цель - повышение надежности привода и точности позиционирования исполнительного звена, Пневмогидравлический привод содержитсвязанный с блоком управления пневмоцилиндр 1 одностороннего действия,параллельно установленный ему гидроцилиндр-демпфер 4, и следящую систему автоматического уравновешивания, включающую блок уравновешиванияи элемент безынерционной остановкизвена. Блок автоматического уравновешивания выполнен в виде пары двух",линейных двухпозиционных пневмораспределителей 7 и 8, которые сообщеныс поршневой полостью пневмоцилиндра1 и между собой линиями 9, 1 О, 11 и12, пневмораспределитель 8 - линией13 с источником давления, а распре1 О делитель 7 - с атмосферой. Элемент безынерционной остановки звена обраован парой двухлинейных двухпозиионных гидрораспределителей 14 и 5, причем гидрораспределитель 14 связан линией 16 с поршневой полостью гидроцилиндра 4 и линией 17 - с гидробаком 18, а линией 19 - с управляющей полостью пневмораспределителя 8, Гидрораспределитель 15 соединен линией 20 с штоковой полостью гидроцилиндра 4 и линией 21 - с гидробаком 18, а линией 22 - с управляющей полостью пневмораспределителя 7. Вторые управляющие полостипневмораспределителей 7 и 8 сообщены соответственно линиями 23 и 24между собой и с блоком управлениялинией 25, Управляющие полости гидрораспределителей 14 и 15 сообщенысоответственно линиями 26, 27 и 28с управляющими полостями пневмораспределителей 7 и 8 и блоком управления, 1 ил, Изобретение относится к грузогодьемному машиностроению, а именнопневмогидравлическим следящим поибодам, предназначенным преимущественНо для исполнительного звена манипуЛятора,Целью изобретения является повышеНие надежности привода и точностиПозиционирования исполнительногоЗвена.На чертеже представлена принципиальная схема исполнения привода.Пневмогидравлический следящий ЗОЛривод содержит связанный с блокомуправления пневмоцилиндр 1 одностороннего действия с поршнем 2 и штоком 3, параллельно установленный емугидроцилиндр - демпфер 4 с поршнем 5 35и штоком .6 и следящую систему автоматического уравновешивания, включающую блок упавновешивания и элементбезынерционной остановки звена,Блок автоматического уравновешиЬания выполнен. в виде пары двухлииейных двухпозиционных пневмораспределителей 7 и 8, которые сообщены споршневой полостью пневмоцилиндра имежду собой пневмомагистралями линиями) 9 - 12. пневмораспределитель8 - линией 13 с источником давления,а распределитель 7с атмосферой А.Элемент безынерционной остановкизвена образован парой двухлинейныхдвухпозиционных гидрораспределителей14 и 15, причем гидрораспределитель14 связан посредством гидромагистрали 16 с поршневой полостью гидроцилиндра - демпфера 4 и гидромагистра 55Лью 17 - с гидробаком - компенсатором 18, а гидромагистралью 19 - с упра вляющей полост ью пневмораспределителя 8. Верхняя часть гидробака компенсатора 18 сообщена с атмосферой.Гидрораспределитель 15 соединенсо штоковой полостью гидроцилиндра4 посредством гидромагистрали 20 игидромагистралью 21 - с гидробаком18, а гидромагистралью 22 - с управляющей полостью пневмораспределителя7, Вторые управляющие полости пневмораспределителей 7 и 8 сообщены соответственно пневмомагистралями 23 и24 между собой и с блоком управленияпосредством пневмомагистрали 25. Управляющие полости гидрораспределителей 14 и 15 сообщены соответственнопневмомагистралями 26 и 27 с управляющими полостями,пневмораспределителей 7 и 8 и с блоком управления,В положении "Закрыто" гидрораспределители 14 и 15 приводят упругиеэлементы, например пружины 28 и 29,Пневмораспределители 7 и 8 находятся в положении "Закрыто" под действием упругих элементов, напримерпружин 30 и 31, и управляющего сигнала от блока управления, Концы штоков 3 и 6 пневмо- и гидроцилиндровшарнирно подсоединены к головке 32манипулятора, приводящей в действиеисполнительное звено 33 с перемещае-мым грузом.Гидробак 18 сообщен каналом 34 сатмосферойПривод исполнительного звена 33манипулятора работает следующим образом,При отсутствии груза на исполнительном звене 33 и отсутствии сжатого воздуха в пневмомагистралях 912 в поршневой полости гидроцилиндра4 возникает давление, уравновешивающее массу рычагов исполнительного5 15 звена 33 манипулятора, поскольку гидрораспределитель 14 закрыт пружиной 28, Давление уравновешивания по магистралям 16 и 19 передается к управляющей полости пневмораспреде- лителя 8 при этом золотник пневмораспределителя 8 занимает такое положение, при котором сжатый воздух по пневмомагистрали 13, 12, 10 и 9 будет поступать в поршневую полость пневмоцилиндра 1. Сжатый воздух поступает в поршневую полость пневмоцилиндра 1 до тех пор, пока, давление в поршневой полости гидроцилиндра 4 не упадет до определенной минималь-.ной величины, при которой пружина 34 переместит золотник пневмораспределителя 8 в положение "Закрыто". В таком положении масса рычагов манипулятора уравновешена давлением сжатого воздуха в поршневой полости пневмоцилиндра 1. При нагружении исполнительного звена 33 манипулятора снова появится давление в поршневой полости гидроцилиндра 4, при этом откроется пневмораспределитель 8 и произойдет "подпитка" пневмоцилиндра 1 сжатым воздухом до давления равновесия и т.д.При подаче сжатого воздуха от блока управления.в пневмомагистрали 23-27 гидрораспределители 14 и 15 займут положение "Открыто", а пневмораспределители 7 и 8 через пневмомагистрали 23 и 24 дополнительно удерживаются сжатым воздухом в положении "Закрыто",Сжатый воздух по пневмомагистрали 9 поступает в поршневую полость пневмоцилиндра 1 и сразу же начинается движение исполнительного звена 33 манипулятора с грузом вверх, поскольку до подачи сжатого воздуха исполнительное звено 33 уравновешено. Бесступенчатое регулирование движения исполнительного звена З 3 . осуществляется за счет дозированной плдачи сжатого воздуха в поршневую полость пневмоцилиндра 1 посредством блока управления. Плавное (без рывков и проседаний) движение исполнительного звена с грузом и без него достигается наличием гидроцилиндрадемпфера 4 в приводе.При движении исполнительного звена ,вверх или вниз жидкость с заданным сопротивлением перетекает из поршне" вой полости в штоковую и наоборот, 72990 35 40 50 8, образуя следящую систему.При движении исполнительного звена вниз и быстром прекращении выпус" ка сжатого воздуха из поршневой полости пневмоцилиндраи одновремен" ном сбросе давления из управляющих полостей пневмо- и гидрораспределителей 7 и 8, 14 и 15, пневмораспределители 7 и 8 останутся закрытыми под дей 5 1 О 15 20 25 30 поскольку при этом гидрораспределители 14 и 5 находятся в положении "Открыто". Гидробак 18 компенсирует разницу в объемах жидкости в штоковой и поршневой полостях гидроцилиндра 4 и осуществляет подпитку гидросистемы жидкостью, компенсируя ее утечки и препятствуя попаданию атмосферного воздуха в гидросистему.При движении исполнительного звв" на вверх и быстром прекращении пода" чи сжатого воздуха в поршневую полость пневмоцилиндра 1 и одновременно-сбросе давления из управляющих полостей пневмо и гидрораспределителей 7, 8, 14 и 15, пневмораспределителем 7 и 8 останутся закрытыми под действием пружин 30 и 31, а гидро- распределители 4 и 15 под действием пружин 28 и 29 займут положение "Закрыто". В этом положении в штоковой полости гидроцилиндра 4 появляется давление, которое, преодолевая сопротивление пружины 30 пневмораспределителя 7, переместит его золотник в положение "Открыто", при этом излишки сжатого воздуха иэ штоковой полости пневмоцилиндра 1 по пневмомагистралям 9 - 11 выпускаются в атмосферу до тех пор, пока в поршневой полости пневмоцилиндра 1 не установится давление, равное давлению равновесия, а в штоковой полости гидро- цилиндра 4 давление приближается к нулю.При заданном минимальном давлении в гидромагистралях 20 и 22 пружина 30 пневмораспределителя 7 переместит его золотник в положение Закрыто". В этом положении привода исполнительйое звено 33 снова находится вравновесии. В состоянии равновесияисполнительное звено манипуляторас грузом и без него может находитьсякак угодно долго, несмотря на утечки в пневмосистеме, поскольку наотклонение от равновесия автоматически реагирует гидроцилиндр - демпфер4 и управляемые от давления в его полостях пневмораспределители 7 иствием пружин 30 и 31, а гидрораспределители 14 и 15 под действием прупружин 28 и 29 займут положение "Закрыто", В этом положении в поршневой полости гидроцилиндра 4 появляется давление, которое, преодолевая сопротивление пружины 31 пневморас- гределителя 8, переместит его золотНик в положейие "Открыто", при этом сжатый воздух по пневмомагистралям 13, 12, 10 и 9 поступает в поршневую полость пневмоцилиндра 1 до тех пор,ока в ней не установится давление,авное давлению равновесия, а в порш евой полости гидроцилиндра 4 давление приближается к нулю.При заданном минимальном давлении Ю гидромагистралях 16 и 19 пружина 31 пневмораспределителя 8 переместит 20го золотник в положение "Закрыто".этом положении привод исполнительного звена также может находиться в равновесии как угодно долго, поскольку и в этом случае утечки сжатого 25 воздуха в пневмосистеме автоматически компенсируются подачей сжатого воздуха через пневмораспределитель 8, реагирующий на увеличение давления в гидроцилиндре 4, ЗОКрс ме Функций автоматического уравновешивания и безынерционной" остановки исполнительного звена манипулятора предлагаемый привод выполняет также Функции элемента безоасности: в случае срыва груза с грузозахватного устройства, при внеЗапном падении давления сжатого Воздуха в питающей пневмомагистрали, при обрыве любой из пневмомагистра лей.В аварийных ситуациях устройство работает следующим образом.В случае срыва груза с грузозахватного устройства давление в штоко вой полости гидроцилиндра 4 резко повышается, если это произошло во время движения вверх или вниз исполнительного звена, то оно благодаря гидроцилиндру 4 двигается вверх с постоянной и безопасной скоростью до выключения подачи сжатого воздуха. Если это произошло во время остановки или стоянки исполнительного звена, то оно остается в том же поло-жении, поскольку увеличивающееся в гидроцилиндре 4 давления переместит золотник пневмораспределителя 7 в положение "Открыто" и излишки сжатого воздуха из поршневой полости пневмоцилиндра 1 по пневмомагистрали 9 10 и 11 сбросятся в атмосФеру.При внезапном падении давления сжатого воздуха во время движения вверх или вниз, стоянки или остановки исполнительного звена оно продолжает стоять, поскольку золотники гидрораспределителей 14 и 15 под действием пружин 28 и 29 занимают положение "Закрыто"В результате этого гидро- магистрали 16 и 20 заперты. В таком положении массу подвижных частей манипулятора и груза уравновешивает давление в поршневой полости гидро- цилиндра 4.При обрыве любой из пневмомагистралей груз либо плавно опускается (в случае обрыва пневмомагистралей 9 - 12) или останавливается, поскольку золотники гидрораспределителей 14 и 15 под действием пружин 28 и 29 занимают при этом положении "Закрыто", При обрыве пневмомагистралей 23-27 груз останавливаются, поскольку пневмораспределители 7 и 8 и гидрораспределители 14 и 15 под действием пружин 28 - 31 займут положение "Закрыто".Формула изобретенияПневмогидравлический следящий привод преимущественно для исполнительного звена манипулятора, содержащий. пневмоцилиндр с поршнем и штоком, соединенный с воздухораспределителем, и гидродемпФер в виде размещенного параллельно пневмоцилиндру гидроцилиндра, штоковая и поршневая полости которого связаны с гидробаком и между собой элементом безынерционной остановки звена, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности привода и точности позиционирования исполнительного звена, привод снабжен блоком автоматического уравновешивания, выполненным в виде пары двухлинейных двухпозиционных пневмораспределителей, управляемых упругим элементом и сжатым воздухом с одной стороны и давлением жидкости от гидроцилиндра с другой стороны, при этом одна из" линий каждого пневмораспределителя соединена с рабочей полостью пневмоцилиндра, а две другие линии - с источником давления и с атмосФерой, причем элемент безынерционной остановки звена представляет собой пару двухлинейных двухпозиционных гидро- распределителей, управляемых сжатым воздухом с одной стороны и упругими 1572990 1 Оэлементами - с другой стороны, приэтом одни линии гидрораспределителей"соединены с поршневой и штормовойполостями гидроцилиндра, а другие "с гидробаком.Составитель С. Белоус ькоТехред И,Ходанич Корректор М. Пожо Редактор Н.Гунькое ет еи тавватиаааааЕеиааеиещаааеаеаааааеаеаатеще авивтеееещеЗаказ 1620 Тираж 608 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035,.Москва, Жт 35, Раушская наб., д. 4/5тв е таааещиюааетате вив щ тете щ щта Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул.Гагарина, 101,