SU1622653A1 - Пневматический исполнительный механизм - Google Patents

Abstract

Изобретение м.б. использовано в приводах промышленных роботов и манипул торов . Цель изобретени  - повышение быстродействи  и точности позиционировани . Пневматический исполнительный механизм содержит пневмоцилиндр 1 с рабочими полост ми 2 и 3 и поршнем 4 со штоком } выполненными из ферромагнитного материала. Поршень 4 разделен неферромагнитной перегородкой 10 на секции 11 и 12, а по обе стороны перегородки 10 выполнены кольцевые пазы 13 и 14, в которых устгчовлены обмотки 6 и 7 возбуждени , гальванически не свчзаы-ше между собой. Серромагнитна  жидкость 8 заполн ет за- зоо 9 между цилиндром 1 и поршнем 4. При подаче управл ющего напр жени  в обмотки 6 и 7 ферромагнитна  жидкость 8 вт гиваетс  в обтасть максимальной магнитной индукции, заполн   зазор 9. образу  тем самым управл емое магнитно-жидкостное уплотнение. Плавное изменение управл ющего напр жени  приводит к плавному изменению силы, действующей на шток 5 впоть до его полной остановки. 1 ил. ё

Description

Изобретение относитс  к области машиностроени , в частности к средствам пневмоавтоматики, и может быть использовано в приводах промышленных роботов и манипул торов.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  и точности позиционировани .

На чертеже представлена функциональна  схема механизма.

Пневматический исполнительный меха- низм содержит пневмоцилиндр 1 с установленным в нем с образованием рабочих полостей 2 и 3 поршнем 4 со штоком 5, электроуправл емое уплотнение, включающее основную 6 и дополнительную 7 обмот- ки возбуждени  и ферромагнитную жидкость 8. заполн ющую зазор 9 между цилиндром 1 и поршнем 4, при этом цилиндр 1 и поршень 4 со штоком 5 выполнены из ферромагнитного материала. Поршень4 выпол- пен с неферромагнитной перегородкой 10, раздел ющей его на две секции 11 и 12, а по обе стороны перегородки 10 выполнены кольцевые пазы 13 и 14, в которых установлены основна  и дополнительна  обмотки 6 и 7 возбуждени , гальванически не св занные между собой. В перегородке 10 выпол- нены каналы 15 и 16 дл  сообщени  кольцевых пазов 13 и 14 с атмосферой. Рабочие полости 2 и 3 св заны с источником

17давлени  через пневмораспределитель

18и обратные клапаны 19 и 20. Шток 5 сочленен с датчиком 21 обратной св зи (перемещени , скорости) и электротормозом 22.

Механизм работает следующим образом .

При подаче управл ющего напр жени  в обмотки 6 или 7 ферромагнитна  жидкость 8 вт гиваетс  в область максимальной маг- нитной индукции, условно представленной на чертеже в виде двух магнитных силовых линий В, заполн   зазор 9, образу  тем самым управл емое магнитно-жидкостное уплотнение с предельным перепадом давле- ни , пропорциональным управл ющему напр жению . При поступлении рабочей среды от источника 17 давлени  в рабочих полост х 2 и 3 происходит перепуск рабочей среды через ферромагнитную жидкость 8 так, что между рабочими полост ми 2 и 3 устанавливаетс  перепад давлени , пропорциональный управл ющему напр жению , при этом плавное изменение последнего приводит к плавному изменению силы, действующей на шток 5.

Допустим, по команде программно-логического блока (совместно с системой управлени  условно не показаны) отключаетс  электротормоз 22, а рабоча  среда от

источника 17 давлени  через пневмораспределитель 18 и обратный клапан 19 поступает в рабочую полость 2 пневмоцилиндра 1. Дл  быстрого разгона поршн  4 даетс  команда на подключение обмотки 6 возбуждени  на номинальное управл ющее напр жение и отключение от источника управл ющего напр жени  (не показан) обмотки 7 возбуждени , т.е. кольцевой зазор 9 между пневмоцилиндром 1 и секцией 11 поршн  4 полностью закрыт магнитно-жидкостным уплотнением, а кольцевой зазор 9 между пневмоцилиндром 1 и секцией 12 поршн  4 полностью открыт. При этом рабоча  среда из рабочей полости 3 пневмоцилиндра 1 через открытый зазор 9, каналы 15 и 16 выходит в атмосферу, а поршень 4 усиленно разгон етс .

Далее даетс  команда на подключение обмотки 7 возбуждени  на номинальное управл ющее напр жение, т.е. оба зазора 9 между пневмоцилиндром 1 и секци ми 11 и 12 поршн  4 закрыты, а установивша с  скорость перемещени  поршн  4 и штока 5 определ етс  тем значением, которое было получено в момент равенства давлений воздуха в рабочих полост х 2 и 3.

При отклонении скорости перемещени  штока 5 в ту или иную сторону от установившегос  значени  программно-логический блок по сигналу датчика 21 обратной св зи (скорости) дает команду на уменьшение величины тока, протекающего по соответствующей обмотке 6 или 7 возбуждени . Если скорость перемещени  уменьшилась, то ток уменьшаетс  только в обмотке 7 возбуждени . Если же скорость увеличилась, то ток уменьшаетс  только в обмотке б возбуждени , Следовательно, имеетс  возможность плавного регулировани  скорости перемещени  штока 5 в широком диапазоне.

При подходе к точке позиционировани  программно-логический блок по сигналу датчика 21 обратной св зи (перемещени ) дает команду на уменьшение тока, протекающего через обмотку б возбуждени , а затем и ее полное отключение от источника управл ющего напр жени , т.е. кольцевой зазор 9 между пневмоцилиндром 1 и секцией 11 поршн  4 плавно открываетс , а кольцевой зазор 9 между пневмоцилиндром 1 и секцией 12 полностью закрыт. При этом рабоча  среда из рабочей полости 2 через открытый зазор 9, каналы 15 и 16 выходит в атмосферу. Начинаетс  процесс торможени . Поршень 4 со штоком 5 переход т на так называемую ползучую скорость перемещени , а при подходе штока 5 к заданной точке позиционировани  программно-логический блок по сигналу датчика 21 обратной

св зи (перемещени ) дает команду на увеличение тока, протекающего через обмотку 6 возбуждени , а также и подключение ее на номинальное управл ющее напр жение. Зазоры 9 между внутренней поверхностью пневмоцилиндра 1 и секци ми 11 и 12 поршн  4 при этом будут закрыты и обе рабочие полости б и 7 не св заны с атмосферой.

Поршень 4 со штохом 5 останавливаютс  в заданной точче позиционировани  и одновременно с этим последний фиксируетс  в ней электротормоэом 22, который срабатывает по команде программно-логического блока.

Работа исполнительного механизма при перемещении в обратном направлении происходит аналогично при соответствующем состо нии обмоток 6 и 7 и полостей 2 иЗ.

Таким образом, имеет место расшире- ние функциональных возможностей и улучшение динамических характеристик за счет быстрого и точного позиционировани  поршн  4 со штоком 0 в любой точке перемещени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Пневматический исполнительный механизм , содержащий пневмоцилиндр с установленным в нем с образованием рабочих полостей поршнем со штоком, элекгроуп- равл емое уплотнение поршн , включающее обмотку возбуждени  и ферромагнитную жидкость, заполн ющую зазор между цилиндром и поршнем, при этом цилиндр и поршень со штоком выполнены из ферромагнитного материала, отличающийс  тем. что, с целью повышени  быстродействи  и точности позиционировани , цилиндр снабжен дополнительной обмоткой возбуждени , поршень выполнен с неферром г- нитной перегородкой, раздел ющей его на две секции, а по обе стог ны перегородки выполнены кольцевые пазы, в который установлены основна  и дополнительна  гальванически не св занные обмотки возбуждени , при этом в перегородке выполнелы каналы дл  сообщени  кольцевых пазов между собой и с атмосферой.