ПОРШНЕВОЙ МЕХАНИЗМ Российский патент 1995 года по МПК F15B11/12 F15B15/00 

Изобретение относится к прикладной механике, а именно к поршневым механизмам, и предназначено для использования в различных областях техники, например в робототехнике.

Известен поршневой механизм, содержащий цилиндр и проходной поршень с продольными отверстиями [1]
Известен электромагнитный объемный насос, содержащий индуктор, охватывающий цилиндр с размещенным в нем поршнем [2]
Известен поршневой механизм, содержащий корпус, установленный в нем с образованием рабочих полостей поршень с продольным каналом для сообщения рабочих полостей, снабженный генератором механических колебаний и источником поперечного переменного поля, рабочие полости заполнены магнитореологической жидкостью, а генератор снабжен мембранами, размещенными в рабочих полостях [3]
Этот поршневой механизм принят за прототип.

Недостатком известного поршневого механизма является относительно низкая нагрузочная способность, обусловленная ограниченной прочностью (жесткостью) мембран, что в свою очередь ограничивает возможности использования известного поршневого механизма в силовых устройствах.

Техническим результатом является повышение нагрузочной способности поршневого механизма.

Для этого в известном поршневом механизме, содержащем корпус, заполненный магнитореологической жесткостью, установленный в нем с образованием рабочих полостей поршень с продольным каналом для сообщения рабочих полостей, генератор механических колебаний и источник поперечного переменного магнитного поля, генератор закреплен на штоке поршня, а источник магнитного поля на штоке поршня с возможностью изменения положения относительно поршня. Для возможности изменения положения источник магнитного поля соединен со штоком с помощью исполнительного механизма либо выполнен в виде двухсекционного электромагнита.

Такое выполнение устройства позволяет разместить генератор вне рабочих полостей, упростить систему управления источником магнитного поля, устраняет потребность в мембранах, что и приводит к повышению нагрузочной способности поршневого механизма.

На фиг. 1 изображен поршневой механизм, продольный разрез, магнит расположен правее поршня; на фиг.2 то же, магнит расположен левее поршня; на фиг.3 поршневой механизм, вариант.

Поршневой механизм (фиг.1) содержит корпус 1, заполненный магнитореологической жидкостью 2, установленный в корпусе 1 с образованием рабочих полостей генератор механических колебаний 7 (например, маятниковый электромеханический вибратор), закрепленный с помощью несущей конструкции 8 на конце штока 9.

Источник магнитного поля 10 (постоянный магнит или электромагнит) установлен в обхват корпуса 1 и соединен с несущей конструкцией 8 с помощью одного или нескольких пневмо- или гидроцилиндров 11 (или иного исполнительного механизма).

В варианте поршневого механизма (фиг.3) источник магнитного поля выполнен в виде двухсекционного электромагнита с секциями 12 и 13, размещенными в рабочем положении соответственно слева и справа от поршня 5. Исполнительный механизм 11 в этом случае отсутствует.

Электрическая схема поршневого механизма на чертежах не показана.

Поршневой механизм работает следующим образом.

1. Перемещение штока влево.

С помощью исполнительного механизма 11 магнит 10 устанавливают в положении справа от поршня 5 (см. фиг.1). При этом жидкость 2 в зоне действия магнитного поля, т.е. справа от поршня 5, затвердевает. Включают вибратор 7. Под воздействием периодической возмущающей силы вибратора поршень 5 периодически перемещается влево, при этом жидкость из полости 3 по каналам 6 перетекает в полость 4, где затвердевает. Перемещению поршня 5 вправо препятствует затвердевшая жидкость 2 справа от поршня 5.

2. Перемещение штока вправо.

С помощью исполнительного механизма 11 магнит 10 устанавливают в положение слева от поршня 5 (см. фиг.2). При этом шток механизма перемещается вправо аналогично описанному в п.1.

3. Фиксация штока в заданном положении.

С помощью исполнительного механизма 11 магнит 10 устанавливаются в положение, симметричное относительно середины поршня 5 (не показано). При этом жидкость 2 затвердевает в каналах 6 слева и справа от поршня 5. Поршень оказывается зафиксированным в заданном положении. В варианте поршневого механизма, показаном на фиг.3, перемещение штока 9 влево происходит при подаче питания на секцию 13 электромагнита, перемещение вправо при подаче питания на секцию 12 электромагнита, фиксация в заданном положении при подаче питания одновременно на обе (12 и 13) секции электромагнита.

Использование: в робототехнике. Сущность изобретения: в заполненном магнитореологической жидкостью корпуса установлен с образованием рабочих полостей поршень с продольным каналом для сообщения рабочих полостей. Генератор механических колебаний закреплен на штоке поршня вне рабочих полостей. Источник поперечного переменного магнитного поля закреплен на штоке с возможностью изменения положения относительно поршня и соединен со штоком с помощью исполнительного механизма. Источник выполнен в виде двухсекционного электромагнита, секции которого размещены по обе стороны поршня. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. ПОРШНЕВОЙ МЕХАНИЗМ, содержащий заполненный магнитореологической жидкостью корпус, установленный в нем с образованием рабочих полостей поршень с продольным каналом для сообщения рабочих полостей, генератор махенических колебаний и источник поперечного переменного магнитного поля, отличающийся тем, что генератор механических колебаний закреплен на штоке поршня вне рабочих полостей, а источник магнитного поля на штоке в возможностью изменения положения относительно поршня. 2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что источник магнитного поля соединен со штоком с помощью исполнительного механизма. 3. Механизм по п.1, отличающийся тем, что источник магнитного поля выполнен в виде двухсекционного электромагнита, секции которого размещены симметрично по обе стороны поршня.