ПОЗИЦИОННЫЙ ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД Российский патент 1996 года по МПК F15B11/12 

Изобретение относится к пневмогидравлическим приводам и может быть использовано в промышленных роботах, станках и манипуляторах.

Известен позиционный пневмогидравлический привод, содержащий дополнительный пневмоцилиндр, шток которого кинематически связан с вытеснителем гидроцилиндра, заполненного магнитореологической жидкостью, систему управления, включающую последовательно расположенные в корпусе электромагнитные катушки, при этом гидроцилиндр установлен неподвижно относительно пневмоцилиндра, а система управления выполнена с возможностью подключения одной из катушек к источнику постоянного, а другой к источнику переменного тока. В известном устройстве вытеснитель выполнен в виде крыльчатки, а кинематическая связь в виде пары винт-гайка, при этом катушки установлены концентрично оси гидроцилиндра с возможностью перемещения относительно последнего и постоянного наложения их магнитных полей [1]
Недостатками данного привода являются большие габариты и недостаточная точность позиционирования в заданных точках траектории перемещения.

Известен также позиционный пневмогидравлический привод, содержащий кинематически последовательно связанные пневмоприводной цилиндр и гидроприводной цилиндр, в которых размещены поршни со штоками с образованием соответствующих режиму позиционирования приводных и тормозных полостей, две из которых выполнены пневматическими и связаны с источником рабочей среды, а две другие гидравлическими, заполнены магнитореологической жидкостью и связаны между собой с помощью регулируемого дросселя в виде дросселирующих каналов, охваченных двумя последовательно установленными электромагнитными катушками, подключенными с помощью блока управления одна к источнику постоянного тока, а другая к источнику переменного тока, а также связанный с блоком управления датчик обратной связи по перемещению выходного штока [2]
Недостатками данного привода являются большие габариты и ограничение хода выходного штока установочной длиной цилиндра.

Технической задачей изобретения является уменьшение габаритов и увеличение рабочего хода штока привода.

Сущность изобретения состоит в том, что в позиционном пневмогидравлическом приводе, содержащем кинематически последовательно связанные пневмоприводной цилиндр и гидроприводной цилиндр, в которых размещены поршни со штоками с образованием соответствующих режиму позиционирования приводных и тормозных полостей, две из которых выполнены пневматическими и связаны с источником рабочей среды, а две другие - гидравлическими, заполнены магнитореологической жидкостью и связаны между собой с помощью регулируемого дросселя в виде дросселирующих каналов, охваченных двумя последовательно установленными электромагнитными катушками, подключенными с помощью блока управления одна к источнику постоянного тока, а другая к источнику переменного тока, а также связанный с блоком управления датчик обратной связи по перемещению выходного штока, каждый из указанных цилиндров выполнен пневмогидравлическим, причем регулируемый дроссель и гидроприводной цилиндр выполнены встроенными в поршень и шток пневмоприводного цилиндра, тормозная полость которого выполнена гидравлической и соединена с помощью упомянутого регулируемого дросселя с приводной полостью гидроприводного цилиндра, а тормозная полость последнего выполнена пневматической с возможностью подачи рабочей среды для ускоренного реверса выходного штока.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого привода.

Позиционный пневмогидравлический привод содержит пневмогидравлические цилиндры 1, 2, в которых установлены поршни 3 и 4 с образованием полостей 5, 6 и 7, 8, соответственно. Шток 15 поршня 4 является выходным, шток поршня 3 выполнен за одно целое с цилиндром 2. Полости 5 и 8 пневматические и связаны с источником 9 рабочей среды, полости 6 и 7 гидравлические, заполнены магнитореологической жидкостью и сообщены между собой посредством дросселирующих каналов 10 и 11, охваченных электромагнитными катушками 12 и 13, связанными с блоком 14 управления. С выходным штоком 15 гидроприводного цилиндра 2 связаны датчик 16 обратной связи по перемещению и возвратная пружина 17.

Позиционный пневмогидравлический привод работает следующим образом.

При подаче рабочей среды в полость 5 пневмоприводного цилиндра 1 поршень 3 начинает перемещаться вправо по чертежу. Магнитореологическая жидкость из полости 6 вытесняется в полость 7 гидроприводного цилиндра 2 через дросселирующие каналы 10 и 12. Проводимость каналов 10 и 12 определяется формой и величиной питающего напряжения на катушках 12 и 13. Для снижения вязкости жидкости, протекающей через дроссель в неуправляемом режиме, служит катушка 12, соединенная с источником переменного тока. Катушка 13 питается постоянным током и изменяет вязкость протекающей через каналы 10, 11 магнитореологической жидкости. Датчик 16 служит для сравнения фактического и заданного положений штока 15.

При реверсе привода давление в полости 5 сбрасывается, отключается управляющая катушка 13 и под действием возвратной пружины 17 осуществляется обратный ход штока 15. Для ускоренного реверса в полость 8 подается избыточное давление рабочей среды от источника 9.

При аварийном сбросе давления в рабочей полости 5 цилиндра 1 возможен возврат штока 15 в исходное положение или фиксация в положении, предшествующем аварии.

Предлагаемый привод позволяет обеспечить точность позиционирования и регулирование динамических характеристик при уменьшении габаритов, увеличения рабочего хода выходного штока привода и сохранение работоспособности при аварийных ситуациях.

Использование: в промышленных роботах, станках и манипуляторах. Сущность изобретения: позиционный пневмогидравлический привод, содержащий кинематически последовательно связанные пневмоприводной цилиндр и гидроприводной цилиндр, в которых размещены поршни со штоками с образованием соответствующих режиму позиционирования приводных и тормозных полостей, две из которых выполнены пневматическими и связаны с источником рабочей среды, а две другие - гидравлическими, заполнены магнитореологической жидкостью и связаны между собой с помощью регулируемого дросселя в виде дросселирующих каналов, охваченных двумя последовательно установленными электромагнитными катушками, подключенными с помощью блока управления одна к источнику постоянного тока, а другая - к источнику переменного тока, а также связанный с блоком управления датчик обратной связи по перемещению выходного штока, каждый из указанных цилиндров выполнен пневмогидравлическим, причем регулируемый дроссель и гидроприводной цилиндр выполнены встроенными в поршне и шток пневмоприводного цилиндра, тормозная полость которого выполнена гидравлической и соединена с помощью упомянутого регулируемого дросселя с приводной полостью гидроприводного цилиндра, а тормозная полость последнего выполнена пневматической. 1 ил.

Позиционный пневмогидравлический привод, содержащий кинематически последовательно связанные пневмоприводной цилиндр и гидроприводной цилиндр, в которых размещены поршни со штоками с образованием соответствующих режиму позиционирования приводных и тормозных полостей, две из которых выполнены пневматическими и связаны с источником рабочей среды, а две другие - гидравлическими, заполнены магнитореологической жидкостью и связаны между собой с помощью регулируемого дросселя в виде дросселирующих каналов, охваченных двумя последовательно установленными электромагнитными катушками, подключенными с помощью блока управления одна к источнику постоянного тока, а другая к источнику переменного тока, а также связанный с блоком управления датчик обратной связи по перемещению выходного штока, отличающийся тем, что каждый из указанных цилиндров выполнен пневмогидравлическим, причем регулируемый дроссель и гидроприводной цилиндр выполнены встроенными в поршень и шток пневмоприводного цилиндра, тормозная полость которого выполнена гидравлической и соединена с помощью упомянутого регулируемого дросселя с приводной полостью гидроприводного цилиндра, а тормозная полость последнего выполнена пневматической.