Струйный шаговый привод Советский патент 1985 года по МПК F15B11/12 F15B9/06 

Изобретение относится к техническим средствам управления и регулирования и может быть использовано в устройствах и системах пневмоавтоматики в качестве нривода позиционера, задающего устройства, преобразователей, коммутаторов и т.п.

Цель изобретения - повышение точности позиционирования струйного шагового привода при переменной нагрузке на его валу.

На чертеже представлена схема струйного шагового привода.

Привод содержит магистрали 1-4 питания., пневмодвигатель, включающий статор 5 с последовательно установленными тремя соплами 6-8, ротор 9 с выполненными по наружному диаметру зубьями 10 треугольной формы и равномерно расположенными по боковой поверхности 11 лопастями 12, приче.м крайние сопла 6 и 8 с.мещены в сторону лопастей 12 ротора 9, а сопло 13 питания и приемное сопло 14, между которыми вращается ротор 9, расположены на периферии ротора таким образом, что зубья 10 пересекают струю, истекающую из сопла 13 питания, преобразуя перемещение ротора в последовательность импульсов давления на выходе приемного сопла 14. В схему привода входит также логический элемент ИЛИ 15, управляющие входы 16 и 17 которого соединены с выходными каналами триггеров 18 и 19, которые одновременно подключены к соответствующим соплам привода ротора 6 и 8. Прямой выход 20 элемента ИЛИ соединен с атмосферой, а инверсный выход 21 одновременно подан к соплу фиксации ротора 7 и к сбрасывающему входу 22 реле 23 счета импульсов, на вход 24 которого подключен выход приемного сопла 14. а с выхода 25 сигнал подан одновре.менно на сбрасывающие входы триггеров 18 и 19, па включающие входы которых подключены соответственно магистрали питания крайних сопел: канал 26 управления прямым ходом ротора и канал 27 реверса.

Струйный шаговый привод работает следующим образом.

При подаче давления питания в магистрали 1-4 и отсутствии на входах триггеров 18 и 19 управляющих импульсов, на их выходах уста)ювле11ы нулевые сигналы давления. Так как на входах 16 и 17 элемента ИЛИ 15, соединенных с выходами триггеров, также установлены нулевые сигналы, то на его инверсном выходе 21 присутствует единичный сигнал давления, который подается в сопло 7, фиксирующее ротор 9, и на сбрасывающий вход 22 реле 23 счета импульсов, приводя его, тем самым, в исходное состояние.

Поступление на какой-либо из входов 26 или 27 управляющего импульса (например, на вход триггера 18) приводит к тому, что триггер 18, переключаясь в рабочее состояние, подает питание в соп.ю 6 и, переключая единичный сигнал на выходах элемента ИЛИ 15 из канала 21 в канал 20, снимает давление с входа фиксирующего сопла 7. Ротор 9 под действием струи, истекающей из сопла 6, начинает вращаться по часовой стрелке. Угловое пере.мещение ротора преобразуется в серию импульсов давления в приемном еопле 14, так как струя из сопла 13 прерывается зубьями 10. При этом количество импульсов на выходе сопла 14 пропорционально углу поворота ротора. Если реле 23 счета импульсов настроено на срабатывание только после поступления на его вход N и.мпульсов давления, то пос, ле перемещения ротора 9 на угол, которому будет соответствовать N импульсов давления на выходе приемного сопла 14 и на входе 24 реле 23 счета импу.тьсов, последнее сработает и на его выходе 25 появится единичный сигнал, который поступает на сбрасывающие входы триггеров 18 и 19. Так как триггер 18 был включен, то поступление на его сбрасывающий вход единичного сигнала с выхода реле счета импульсов приведет к его отключению, что выразится в снятии сигнала с сопла 6 привода ротора по часовой стрелке, а также к снятию сигнала на управляющем входе 16 элемента ИЛИ 15, что, в свою очередь, приведет к возврату единичного сигнала давления с канала 20 (соединенного с атмосфеQ рой) в канал 21, включающий сопло фиксации ротора 7, а также подающий сигнал в канал 22 сброса накопивщихся N импульсов в реле 23 счета, что приводит его в исходное состояние.

Таким образом, ротор 9, в ответ на поступление управляющего импульса на вход триггера 18 из канала управления прямы.м ходом ротора 26, совершает угловое перемещение, которое пропорционально числу импульсов N, заранее заданных в реле 23 счета импульсов. Фиксация ротора струей

из сопла 7 произойдет только после перемец ения ротора на заданный угол, причем этот угол определяется только количеством импульсов N и не зависит ни от амплитуды, ни от длительности управляющего импульса, ни от величины нагрузки на валу двигателя. Поступление следующего управляющего импульса на вход того же триггера 18 приведет к повторению всех вышеперечисленных операций и повороту ротора на тот же угол, пропорциональный числу импуль0 сов N.

Подача управляющего импульса из канала 27 (канал реверса) на включающий вход триггера 19 приведет к тому, что триггер, включаясь, подает давление на вход сопла 8 и снимает давление с входа фиксирующего сопла 7. При этом сигнал сброса в канале 22 реле 23 счета и.мпульсов становится оавным нулю, струя из сопла 8 начинает вращать ротор против часовой стрелки, причем перемещепие ротора спова преобразуется в последовательпость импульсов на выходе сопла 14 и на входе 24 реле 23 счета импульсов. После поступлепия тех же N импульсов реле счета импульсов сработает и выключит триггер 19, что приведет к снятию сигнала привода ротора с сопла 8, подаче сигнала на фиксацию ротора в сопло 7, а также к возврату реле счета импульсов в исходное состояние.

Таким образом, выполнение струйного шагового привода по предлагаемой схеме приведет к тому, что шаг, совершаемый ротором двигателя в виде реакции на поступивший импульс управления, пс зпшк-щ от длительности управляющего пмпульсл. от амплитуды, момента сопротивления, со.иаваемого нагрузкой, состояни,я смазки опор качения, а зависит только от заданного в реле счета импульсов количества импульсов давления N, необходимых для его срабатывания, а также количества зубьев треугольной формы, выполненных по окруж ности ротора. Следовательно, какая бы нагрузка не присутствовала на валу струйного шагового привода, появление входного импульса управления приведет к перемешению ротора на угол, пропорциональный заданному в реле счета количеству импульсов.

СТРУЙНЫЙ ШАГОВЫЙ ПРИВОД по авт. св. № 947481, отличающийся те.м, что, с целью повышения точности привода при переменной нагрузке, в нем уста27 новлены реле счета импульсов и два струйных триггера, а перпендикулярно плоскости ротора с разны.х его сторон на уровне половины высоты зуба установлены сопло питания и приемное сопло, выход последнего из которых соединен с входом реле счета импульсов, выход которого подключен к сбрасывающим входам струйных триггеров, через включающие входы которых магистрали питания крайних сопл соединены с управляющими входами логического элемента ИЛИ и с инверсным выходным каналом, подключенным к сбрасывающе.му входу реле счета импульсов. (Л 00 о СП 05 4: