Гидравлический привод манипулятора Советский патент 1987 года по МПК F15B7/00 

Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в конструкциях промышленных роботов и цикловых автоматов.

Цель изобретения - повышение быстродействия и КПД путем формирования и поддержания резонансного режима при переменных нагрузках, а также обеспечение резонансного режима при нескольких степенях подвижности манипулятора.

На чертеже изображена схема гидравлического привода манипулятора.

Привод содержит регулируемые насосы-дозаторы 1 и 2 с приводным двигателем 3, программные задатчики подачи насосов-дозаторов 1 и 2 в виде кулачков 4 и 5, синхронизированных с приводными валами 6 и 7 насосов-дозаторов 1 и 2, гидродвигатели, число которых равно числу насосов-дозаторов и степеней подвижности манипулятора, из которых на чертеже изображен один гидродвигатель 8, полости 9 и 10 которого соединены с патруками 11 и 12 насоса-дозатора 1. К полости 10 подключен гидроаккумулятор 13, связанный с системой стабилизации давления, вьшолненной в виде регулируемого насоса 14. Гидроаккумулятор 15 подключен к полости гидродвигателя (не изображен), соединенного с патрубками 16 и 17 насоса- дозатора 2.

Приводные валы 6 и 7 соединены между собой, а также через упругий элемент 18 с двигателем 3. Маховик 19 кинематически жестко связан с валами 6 и 7.

Гидродвйгатель В выполнен с каналами 20 и 21 и имеет поршень 22 с штоком 23. Кулачки 4 и 5 синхронизи- .розаны с валами 6 и 7 зубчатыми передачами 24 и 25.

Гидравлический привод манипулятора работает следующим образом.

При вращении вала 6 от двигателя

3насос-дозатор 1 подает в гидродвн- гатель 8 тарированный поток жидкости, величина расхода которого изменяется кулачком 4 по заданной програ Me, разворачиваюш;ейся по углу поворота вала 6. При этом шток 23 совершает периодическое возвратно-поступательное движение с частотой, определяемой скоростью вращения кулачка

4и законами прямого и обратного движения, определяемого формой кулачка 4.

0

5

0

Установкой жесткости упругого элемента 18, объемной жесткости гидроаккумулятора 13 и момента инерции маховика 19 собственная частота системы маховик - насос - гидродвигатель - нагрузка задается равной частоте повторения рабочих циклов манипулятора, что обеспечивает работу привода в резонансном режиме, при котором происходит непрерывное преобразование кинетической энергии подвижных элементов манипулятора в потенциальную энергию при приближении траектории его движения к мертвым точкам. При этом разгон привода и манипулятора в целом при реверсировании движения обеспечивается как за счет действующего момента двигателя 3, так и за счет накопленной в элементе 18 и гидроаккумуляторе 13 потенциальной энергии, В результате существенно снижаются потери энергии, связанные с реверсированием гидро5 двигателя 8, повышается допустимая скорость его движения по заданной траектории, т.е. частота повторения рабочих циклов, а следовательно, производительность машины-автомата.

0 Подключение второго насоса-дозатора 2 для обеспечения движения другим степеням подвижности не меняет основную частоту движения по условиям работы цикловых машин-автоматов, но требует корректировки параметров

маховика 19 и упругого элемента 18 для настройки режима работы привода на резонансный режим, обеспечивающий получение максимально возможного КПД работы привода.

При работе привода насосом 14 обеспечивается минимальный уровень давления для обеспечения бестсавита- ционной работы и настройки гидроаккумулятора 13. Каналы 20 и 21 обеспечивают гашение ошибок позиционирования при подходе поршня 22 к крайним положениям. Поскольку при изменении нагрузки на штоке 23 изменяется, частота двигателя 3 (в соответствии с его характеристикой), изменение скорости кулачков 4 и 5, вызываемое изменением частоты двигателя 3, направлено на соответствующую корректировку подачи насосов-дозаторов 1 и 55 2 для поддержания резонансного режима работы привода.

Наличие упругого элемента 18 и маховика 19 позволяет задавать собственную частоту привода для обес0

45.

50

3

печения резонанса, при этом колебания угловой скорости 19 не приводят к резкому из крутящего момента двигателя рый в результате работает в наибольшего КПД,

формула изобретения

1. Гидравлический привод манипулятора, содержапщй по меньшей мере один регулируемый насос-дозатор с приводным двигателем, программный задатчик подачи насоса-дозатора, синхронизирйванный с приводным валом последнего, по меньшей мере один гидродвигатель, соединенный одной из полостей с одним из патрубков на- сосй-дозатора, и гидроаккумулятор, подключенный к одной из полостей гидродвигателя, отличающий- с я тем, что, с целью повьшения быстродействия и КПД путем формирования .и поддержания резонансного режима

Редактор А.Ворович Заказ 5108/35

Составитель С.Рождественский ТехредА.Кравчук

Корректор

Тираж 639подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,/ул. Проектная, 4

5

0

при переменных нагрузках, привод снабжен маховиком, упругим элементом и системой стабилизации давления, а насос-дозатор вьшолнен реверсивным и обратимым и соединен вторым патрубком с другой полостью гидродвигателя, при этом аккумулятор связан с системой стабилизации давления, а приводной вал насоса-дозатора соединен с приводным двигателем через упру- гий элемент и жестко ки 1ематически связан с маховиком.

2-, Привод по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения резонансного режима при нескольких степенях подвижности манипулятора, он выполнен с числом гид- родвигателей, аккумуляторов и насосов-дозаторов, равным числу степеней подвижности, причем насосы-дозаторы выполнены синхронизированными путем соединения их приводных валов между собой и с маховиками.

Корректор И.Муска

Изобретение м.б. использовано в промьшшенньк роботах и цикловых автоматах. Цель изобретения - повышение быстродействия и КПД путем формирования и поддержания резонансного режима при переменных нагрузках. Насос-дозатор (Н-Д) 1 выполнен ре- реверсивным и обратимым,соединен с полостями 9, 10 гидродвигателя (ГД) 8, а его приводной вал 6 соединен с приводным двигателем 3 через упругий элемент 18 и жестко связан с маховиком 19. К полости 10 ГД 8 подключен гидроаккумулятор (ГА) 13, связанный с системой стабилизации давления, выполненной в виде регулируемого насоса 14. Разгон привода при реверсировании обеспечивается как за счет момента двигателя 3, так и за счет накопленной в элементе 18 и ГА 13 потенциальной энергии. Для обеспечения резонансного режима при нескольких степенях подвижности манипулятора он м.б. выполнен с числом, ГД, ГА и Н-Д, равным числу степеней подвижности, при этом Н-Д выполнен синхронизированными путем соединения их приводных валов между собой и с маховиками. Собственная частота системы маховик - насос - ГД - нагрузка задается равной частоте повторения рабочих циклов манипулятора установкой жесткости элемента 18, объемной жесткости ГА 13 и момента инерции маховика 19.1 з.п. ф-лы, 1 ил. Ш (Л С 19 Ч 18 и 8 -/3 10 со 4:: ЭО СП 15