МНОГОПОЗИЦИОННЫЙ ПНЕВМО(ГИДРО)ЦИЛИНДР Российский патент 2006 года по МПК F15B11/12 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к средствам автоматики, и может быть использовано в роботах и манипуляторах.

Наиболее близким техническим решением является многопозиционный пневмо(гидро)цилиндр (SU 1305451 А1, кл. F 15 B 11/12, 1986), обеспечивающий позиционирование в заданной точке и содержащий корпус и установленный в нем с образованием рабочих полостей поршень со штоком и установленное в поршне устройство позиционирования, включающее выполненное в поршне отверстие для сообщения рабочих полостей со сливом и управляющий элемент.

Недостатками известного многопозиционного пневмо(гидро)цилиндра являются относительная сложность конструкции и неудовлетворительная точность позиционирования, т.к. электромагнитное поле катушки воздействует на постоянный магнит, находящийся внутри поршня, который механически связан с клапаном, и для открытия его необходимо "некоторое перемещение" поршня, что естественно снижает точность позиционирования. К тому же устройство содержит много деталей и имеет большие габариты.

Задачей изобретения являются упрощение конструкции и повышение точности и надежности позиционирования.

Поставленная задача решается предложенным многопозиционным пневмо(гидро)цилиндром, содержащим корпус и установленный в нем с образованием рабочих полостей поршень со штоком, установленное в поршне устройство позиционирования, включающее размещенное в поршне отверстие для сообщения рабочих полостей со сливом и управляющий элемент, в котором согласно изобретению управляющий элемент устройства позиционирования выполнен в виде электромагнитного клапана (одного или более), состоящего из магнитного корпуса, в котором установлена втулка с отверстием, совпадающим с отверстием в поршне, и в ней установлен магнитный якорь в виде круглого стержня с возможностью его перемещения во втулке под действием магнитного взаимодействия или упругих сил пружины, расположенной в углублениях якоря и магнитного корпуса, взаимодействующего с магнитным полем электромагнитной катушки, установленной на немагнитном корпусе пневмо(гидро)цилиндра в точке (точках) позиционирования, причем количество катушек соответствует числу позиций.

Новым в изобретении является воздействие электромагнитного поля катушки непосредственно на электромагнитный клапан, который расположен в поршне и открывает сообщение рабочей среды между рабочей и холостой полостями цилиндра, выравнивая между ними давление, что приводит к остановке поршня в точке позиционирования.

На фиг.1 изображен многопозиционный пневмо(гидро)цилиндр, разрез общего вида; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 показан электромагнитный клапан в открытом состоянии.

Многопозиционный пневмо(гидро)цилиндр (фиг.1) содержит корпус 1 и установленный в нем с образованием рабочих полостей 5, 6 поршень 2 со штоком 4. В поршне 2 установлено устройство позиционирования, включающее выполненные в поршне 2 отверстия 3 для сообщения рабочих полостей 5, 6 со сливом и управляющий элемент в виде электромагнитного клапана (одного или более), состоящего из магнитного корпуса 7, в котором установлена втулка 9 с отверстием, совпадающим с отверстием 3 в поршне 2. Во втулке 9 установлен магнитный якорь в виде круглого стержня 8 с возможностью его перемещения во втулке 9 под действием магнитного взаимодействия или упругих сил пружины 10, расположенной в углублениях якоря 8 и магнитного корпуса 7, взаимодействующего с магнитным полем электромагнитной катушки 11, установленной на немагнитном корпусе 1 пневмо(гидро)цилиндра в точке позиционирования. Количество катушек 11 соответствует числу позиций.

Многопозиционный пневмо(гидро)цилиндр 1 работает следующим образом.

Перемещение поршня 2 происходит при подаче рабочей среды в одну из полостей 5 или 6. Например, для перемещения поршня 2 влево (по чертежу) рабочая среда подается в полость 6, воздействуя на поршень 2, при этом продольные отверстия 3 перекрыты магнитными якорями (клапанами) 8 под действием упругих сил пружин 10. Для уменьшения трения перемещения якорей 8 они установлены во втулках 9 (фиг.2).

Для останова поршня 2 в точке позиционирования необходимо в этой точке зафиксировать на цилиндре 1 середину катушки 11 и подключить ее к напряжению. Поршень 2, проходя под катушкой 11 магнитным корпусом 7, будет взаимодействовать с магнитным полем катушки 11, при этом магнитный якорь 8, преодолевая упругие силы пружины 10, войдет внутрь корпуса 7, продольное отверстие 3 откроется, и рабочая среда, проходя через отверстие 3 (фиг.3), выравняет давление в полостях 5 и 6 (фиг.1), воздействие на поршень 2 рабочей среды уравняется, произойдет останов поршня 2, который будет удерживаться в точке позиционирования силами магнитного взаимодействия между корпусом 7 магнитного клапана и магнитным полем катушки 11. При отключении катушки 11 от электричества будут отсутствовать магнитное поле и силы магнитного взаимодействия. Магнитный якорь 8 под действием упругих сил пружины 10 отжимается от седла магнитного корпуса 7 клапана и перекрывает продольные отверстия 3. Полости 5 и 6 изолируются друг от друга. Поршень 2 не будет удерживаться магнитным полем катушки 11 и будет перемещаться в ту сторону, где меньше давление рабочей среды, т.е. влево, если рабочая среда подается в полость 6. Для изменения направления перемещения поршня 2 рабочую среду подают в полость 5.

Таким образом, простым и надежным средством, подключая катушку электромагнита, установленную в точке позиционирования поршня, обеспечивается позиционирование в заданной точке.

Изобретение относится к средствам автоматики и может быть использовано в роботах и манипуляторах. Многопозиционный пневмо(гидро)цилиндр содержит корпус, установленный в нем поршень со штоком и установленное в поршне устройство позиционирования. Последнее включает управляющий элемент в виде, по меньшей мере, одного электромагнитного клапана. Клапан состоит из магнитного корпуса, в котором установлена втулка с отверстием, совпадающим с отверстием в поршне. Во втулке установлен магнитный якорь в виде круглого стержня с возможностью его перемещения во втулке под действием магнитного взаимодействия или упругих сил пружины, расположенной в углублениях якоря и магнитного корпуса. Магнитный корпус взаимодействует с магнитным полем электромагнитной катушки, установленной на немагнитном корпусе пневмо(гидро)цилиндра в точке (точках) позиционирования. Количество катушек соответствует числу позиций. Изобретение направлено на упрощение конструкции и повышение точности и надежности позиционирования. 3 ил.

Многопозиционный пневмо(гидро)цилиндр, содержащий корпус и установленный в нем с образованием рабочих полостей поршень со штоком, установленное в поршне устройство позиционирования, включающее размещенное в поршне отверстие для сообщения рабочих полостей со сливом и управляющий элемент, отличающийся тем, что управляющий элемент устройства позиционирования выполнен в виде электромагнитного клапана (одного или более), состоящего из магнитного корпуса, в котором установлена втулка с отверстием, совпадающим с отверстием в поршне, и в ней установлен магнитный якорь в виде круглого стержня с возможностью его перемещения во втулке под действием магнитного взаимодействия или упругих сил пружины, расположенной в углублениях якоря и магнитного корпуса, взаимодействующего с магнитным полем электромагнитной катушки, установленной на немагнитном корпусе пневмо(гидро)цилиндра в точке позиционирования, причем количество катушек соответствует числу позиций.