Мехатронний модуль лінійного переміщення з функцією рекуперації енергії

Реферат: Мехатронний модуль лінійного переміщення з функцією рекуперації енергії містить пневмоциліндр, в корпусі якого установлено поршень зі штоком та пневморозподільник. Додатково встановлені регулятор тиску з пропорційним сигналом керування, пов'язаний з ресивером, оснащеним датчиком тиску, встановлений контролер через першу електромагнітну котушку з'єднаний з моностабільним розподільником, а також через другу та третю електромагнітні котушки - з бістабільним розподільником, пневмоциліндр має два датчика положення, які теж пов'язані з контролером, причому перший датчик положення через контролер та третю електромагнітну котушку має зв'язок з бістабільним розподільником, а другий датчик положення через контролер та першу електромагнітну котушку має зв'язок з моностабільним розподільником та ресивером, датчик тиску якого пов'язаний з контролером. UA 117262 U (54) МЕХАТРОННИЙ МОДУЛЬ ЛІНІЙНОГО ПЕРЕМІЩЕННЯ З ФУНКЦІЄЮ РЕКУПЕРАЦІЇ ЕНЕРГІЇ UA 117262 U UA 117262 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до машинобудування та може використовуватись в різних галузях. Відома швидкодіюча засувка [Арматура - 2006. Номенклатурний каталог - справочник по трубопроводной арматуре, выпускаемой в СНГ в 2-х частях. - Μ.: Тексокомп - КИТЭ ΜΑ, 2006. Том 2. - С. 641]. Як акумулятор енергії в ній використані тарілчасті пружини, які стискаються (акумулюють енергію) під дією стислого повітря з зовнішньої пневмосистеми. При аварійних ситуаціях зовнішня пневмосистема через пневморозподільник від'єднується, повітря з пневмопривода скидається, а під дією пружини арматура швидко закривається. Недоліком такої арматури є великі габарити, велика вага. Відомий пневмопривод [Патент РФ 2439383, опубл. 10.01.2012]. Пневмопривод містить пневмоакумулятор, пневмоциліндр, в корпусі якого установлено поршень зі штоком, клапан скидання, пневморозподільник та пристрій підтримки тиску. Але недоліки даної системи полягають в наступному. Обмежено використання в обладнанні з додатковими вимогами загального опору переміщення циліндра. Складність налаштування датчиків положення поршня, яка обумовлена змінним тиском в магістралі і ресиверах. Економія повітря є малою, так як додатковий ресивер, в якому акумулюється, майже в кінці ходу поршня пневмоциліндра. Коефіцієнт корисної дії від акумульованого повітря в процесі повернення поршня є невеликим і відносні відстані ходу становить 10-15 %. В основу корисної моделі поставлено задачу створення мехатронного модуля лінійного переміщення з функцією рекуперації енергії шляхом встановлення датчиків положення, пневморозподільників, ресивера, регулятора тиску з пропорційним сигналом керування забезпечити автоматичне налаштування початкових параметрів тиску в ресивері в залежності від зміни навантаження, легке визначення початкового та кінцевого положення поршня, здійснення акумулювання стисненого повітря в ресивер, що дає енергію для зворотного ходу поршня та економію повітря. Поставлена задача вирішується тим, що в мехатронному модулі лінійного переміщення з функцією рекуперації енергії містить пневмоциліндр, в корпусі якого установлено поршень та пневморозподільник, згідно з корисною моделлю, додатково встановлені регулятор тиску з пропорційним сигналом керування, пов'язаний з ресивером, оснащеним датчиком тиску, встановлений контролер через першу електромагнітну котушку з'єднаний з моностабільним розподільником, а також через другу та третю електромагнітні котушки - з бістабільним розподільником, пневмоциліндр має два датчика положення, які теж пов'язані з контролером, причому перший датчик положення через контролер та третю електромагнітну котушку має зв'язок з бістабільним розподільником, а другий датчик положення через контролер та першу електромагнітну котушку має зв'язок з моностабільним розподільником та ресивером, датчик тиску якого пов'язаний з контролером. Згідно з корисною моделлю: Встановлення додаткового регулятора тиску з пропорційним сигналом керування, пов'язаного з ресивером, оснащеним датчиком тиску. З'єднання встановленого контролера через першу електромагнітну котушку з моностабільним розподільником. З'єднання контролера через другу та третю електромагнітні котушки з бістабільним розподільником. Оснащення пневмоциліндра двома датчиками положення, з'єднаним з контролером рішення відоме. Встановлення зв'язку першого датчика положення через контролер та третю електромагнітну котушку з бістабільним розподільником. Зв'язок другого датчика положення через контролер та першу електромагнітні котушку з моностабільним розподільником та ресивером, датчик тиску якого пов'язаний з контролером. Поєднання раніше відомих ознак з новими дозволяє отримати новий технічний результат, який полягає в тому, що здійснюється автоматично налаштування початкових параметрів в реверсі, забезпечується економія повітря, яке в подальшому повністю використовується, як енергія зворотного ходу поршня. На кресленні зображено мехатронний модуль лінійного переміщення з функцією рекуперації енергії. Мехатронний модуль містить пневмоциліндр 1. Додатково встановлено регулятор тиску з пропорційним сигналом керування, пов'язаний з ресивером 3, оснащеним датчиком тиску 4. 1 UA 117262 U 5 10 15 20 25 30 Пристрій має контролер 5, який через електромагнітну котушку 6 з'єднаний з моностабільним розподільником 7. Контролер 5 через електромагнітні котушки 8 та 9 з'єднаний з бістабільним розподільником 10. Пневмоциліндр 1 має два датчика положення 11 та 12, які теж пов'язані з контролером 5. Причому датчик положення 11 через контролер 5 та електромагнітну котушку 8 має зв'язок з бістабільним розподільником 10, а другий датчик положення 12 через контролер 5 та електромагнітну котушку 9, пов'язану з моностабільним розподільником 7 та ресивером 3, датчик тиску 4 якого пов'язаний контролером 5. Мехатронний модуль лінійного переміщення з функцією рекуперації енергії складається з пневмоциліндра 1, що має з'єднання з бістабільним розподільником 10. На пневмоциліндрі 1 закріплені датчики положення (геркони) 11, 12, що мають зворотній зв'язок з контролером 5, а також з ресивером 3 з датчиком тиску 4, регулятором тиску з пропорційним сигналом керування 2, що має зв'язок з моностабільним розподільником 7. Магістральний тиск подається на регулятор тиску з пропорційним сигналом керування 2, що забезпечує постійну подачу тиску в ресивер 3 та заповнює його об'єм. При досягненні необхідного тиску в ресивері 3 контролер 5 подає сигнал до котушки 9 та перемикає моностабільний розподільник 7. Після цього контролер 5 подає сигнал котушки 6 та перемикає бістабільний розподільник 10, за допомогою якого магістральний тиск подається в безштокову порожнину пневмоциліндра 1. На пневмоциліндрі 1 для керування рухом штока розташовані датчики положення 11 та 12 штока, які з'єднані з контролером 5. При крайньому положенні штока пневмоциліндра датчик положення 11 подає сигнал на контролер 5, який в свою чергу, подає сигнал на електромагнітну котушку 8 та перемикає бістабільник розподільник 10 в вихідне положення. Тиск з ресивера 3 подається до штокової порожнини пневмоциліндра 1. Коли поршень пневмоциліндра 1 доходить до датчика положення 12, контролер 5 подає сигнал на електромагнітну котушку 9, яка повертає моностабільний розподільник 7 у вихідне положення, що забезпечує поновлення тиску в ресивері 3 у випадку його непродуктивних втрат. На початку роботи система автоматично підтримує тиск в ресивері 3, для чого задається магістральний тиск на регулятор тиску з пропорційним сигналом керування 2, а потім зменшується з урахуванням заданого часу переміщення штока пневмоциліндра 1 та навантаження падає, в разі зміни зусилля на см, під час роботи системи, тиск автоматично корегується за допомогою контролера 5. Використання пристрою забезпечує економічну та надійну роботу. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Мехатронний модуль лінійного переміщення з функцією рекуперації енергії, що містить пневмоциліндр, в корпусі якого установлено поршень зі штоком та пневморозподільник, який відрізняється тим, що додатково встановлені регулятор тиску з пропорційним сигналом керування, пов'язаний з ресивером, оснащеним датчиком тиску, встановлений контролер через першу електромагнітну котушку з'єднаний з моностабільним розподільником, а також через другу та третю електромагнітні котушки - з бістабільним розподільником, пневмоциліндр має два датчика положення, які теж пов'язані з контролером, причому перший датчик положення через контролер та третю електромагнітну котушку має зв'язок з бістабільним розподільником, а другий датчик положення через контролер та першу електромагнітну котушку має зв'язок з моностабільним розподільником та ресивером, датчик тиску якого пов'язаний з контролером. 2 UA 117262 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3