Способ демпфирования колебаний многослойных консолей и устройство для его осуществления Советский патент 1981 года по МПК F16F15/06 

1

Изобретение относится к способам демпфирования колебаний консолей и устройствам для его осуществления и может быть использовано при проектировании и создании устройств для ташения колебаний механической руки манипулятора.

Известен способ гашения колебаний длинномерных консолей, заключающийся в том, что к консоли прикрепляют посредством упругих связей инерционную массу в виде стержня, к противоположному концу которого прикладывают силы вязкого трения (1 .

Однако этот способ не обеспечивает э(ективного гашения колебаний в низкочастотной области. Введение демпфирования, хотя и снижает резонансные пики, но ухудшает гашение колебаний на частоте антирезонанса.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким к предлагаемому является способ демпфирования колебаНИИ многослойных консолей, заключающийся в изменении жесткости консоли путем соединения или разъединения ее продольных элементов, для чего к многослойному элементу прикладывают продольные растягивающие или сжимающие усилия 2.

При увеличении, например, действующего на консоль сжимающего усилия его расслоенная жесткость падает интенсивнее, чем нерасслоенная. Вследствие этого относительная жесткость консоли, равная отношению нерасслоенной жесткости к расслоенной, увеличивается, что и приводит к возрастанию максимального коэффициента рассеивания.

По этому способу варьированием величиной и направлением продольных усилий можно в широких пределах изменять демпфирующие свойства многослойного элемента.

Однако данный способ не обеспечивает максимального демпфирования в системах с переменными параметрами и при переменных возмущающих нагрузках, так как конструктив ное демпфирование наиболее эффективно лищь при определенном соотнощении возмущающей силы и суммарной силы трения в слоях консоли.

Реализует данный способ устройство для демпфирования колебаний многослойных консолей, слои которых па одном конце свячаиы поперечным племен гом, а другие - расположены в запорном узле, включающем пру жину сжатия, устанавливаемую перпендикуляр но направлению слоев консоли, и упорную пластину, взаимодействующую с пружиной. Недостатком устройства, реализующего дан ный способ, является его сложность и малоэффективность. Цель изобретения - повьгп ение эффективности работы. Указанная иель достигается тем, что измер ют угловую скорость и угловое смешение консоли, формируют управляющую функцию ОдЧ-дЧ , а соединение или разъединение продольных xleMetiTOB консоли осуществляют поперечной силой соответственно при U а или и а где й - угловое смещение консоли: Д М - угловая скорость консоли; и - максимально возможное значе1ги управляюпюй функции; Q - постоянная величина. Отлжше устройства, позволяющего осущест вить новый способ, состоит в том, что оно гна бжено датчиками угловой скорости и углового смеп1ения консоли, блоком формирования упранляюгдей функции, вход которого связан с датчиками, элеметромагнитов, уста новленном соосно пружине, обмотки которого связаны с выходом блока формирования управляющей . На чертеже изображено устройство для осу ществления способа демпфирования колебаний консолей. Устройство для демпфирования колебаний многослойных консолей 1, слои которых на одном конце связаны поперечным элементом 2,.а другие расположены в запорном узле 3,размещенном в опоре 4, содержит датчик 5 угловой скорости и датчик 6 углового смещения, устанавливаемые на консоли 1, блок 7 формирования управляющей функции вход которого связан с датчиками 5 и 6. Запорный узел 3 содержит пружину 8 сжати устанавливаемую перпе1гдикулярно направлению слоев консоли 1, и упорную пластину 9, взаимодействующую с пружиной 8, и сжимающей слои консоли I. Сила поджатия пружины 8 регулируется винтом 10, связанным с корпусом 11 запорного узла 3. Соосно пружине 8 с помощью винта 12 установлен с зазором относительно упорной пластины 9 кольцевой jJieKTpoMarHHT 13. Слои консоли 1 по длине связаны в пакет направляющей 14 с возможностью их взаимного скольжения, а слои консоли размегценные в опоре 4 крепятся випталти 5. Усгройсгво рабпг.ю следующим (i6 xi3OM. При колебаниях консоли I сигнал с датиком 5 угловой скорости и датчика 6 угового смещения поступает в блок 7 формиования управляющей функции, где осущестляется умножение сигналов с последующей перацией сравнения. Ьсли Л Ч а Ч / о где Л Ч угловое смещение консоли при колебаниях; д (-f -- угловая скорость колебания консоли;а - заранее заданная величина (а О для исключения возможных автоколебаний в положении статического равновесия), контакты реле блока формирования управляющей функции 7 будут разомкнуты, силовой злектромагнит 13 обесточен и пластины элемента 1 сжаты пружиной 8 с силой, обеспечивающей удельное давление (Пановко Я. Г. Внутреннее трение при колебаниях упругих систем. М., 1960, с. 152) где максимально возможная возмущающая нагрузка; f - коэффициент трения; b h - щирина и толщина сечения пластины. Консоль 1 работает как монолиттшя балка с жесткостью., ., где Е - модуль упругости; В - длина пластины: п - число пластин в пакете. При Atf-uf ol , контакты реле замыкаются, силовой злектромагнит 13 подключается к сети, упорная пластина 9 прижмется к его поверхности, а значит сжимающая сдои нагрузка исчезает и слои свободно проскальзывают односительно друг друга. При этом суммарная жесткость пластин снижается и стает равной 1C MMl За период колебаний жесткость консоли 1 меняется дважды, что приводит к демпфированию колебаний. Формула изобреэекия 1. Способ демпфирования колебаний многослойных консолей, заключаюпшйся и измене„ИИ жесткости ко.гсоли чугем соединения или разъединения ее продольных элементов, о тл „ ч а ю HI и и с я тем, что, с целью повышения эффективности, измеряют утловую скорость и угловое сме.цение . °P мируют управляющую функшш Д - а соединение или разгедшение продоль:,ых .лементов консоли осушесвтляют нопере.юи силой соответчггвенно при U.a или U с( , где йЧ - угловое смешение консоли, А - угловая скорость консоли: (/ - максимально возможное значение управляющей функции; а - постоянная величина. 2 Устройство для демпфирования колебаний многослойных консолей, слои которых на одном конде связаны поперечным элементом а другие - расположены в запорном

63934

узле, включаюн ем пружину сжатия, устанавливаемую перпендикулярно направление слоев консоли и унорнук. нластину, взаимодействующую с пружиной, отличающееся тем что с целью повьпнения зффективности работы, оно снабжено датчиками угловой скорости и углового смешения консоли, блоком формирования управляющей функ.ши, вход которого связан с датчиками, электромагнитом, установленным соосно пружш.е, обмотки кото10рого связаны с вь,ходом блока формирования управляющей функции.

Источники информации,

принятые во внимание Р РГ.б

1Авторское свидетельство СССР N 6USU.b,

15

кл. F 16 F 15/04, 1978.

2Авторское свидетельство СССР N 5KV48J, кл. F 16 F 15/06, 1978 (прототип).

у///////:. /////7//////////7А