EA039622B1 - Electrohydraulic system for precise positioning of a hitch attachment on a mobile vehicle - Google Patents
Electrohydraulic system for precise positioning of a hitch attachment on a mobile vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- EA039622B1 EA039622B1 EA202000185A EA202000185A EA039622B1 EA 039622 B1 EA039622 B1 EA 039622B1 EA 202000185 A EA202000185 A EA 202000185A EA 202000185 A EA202000185 A EA 202000185A EA 039622 B1 EA039622 B1 EA 039622B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- transducer
- hydraulic
- rotary shaft
- turning shaft
- mechanical
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к средствам позиционного регулирования гидравлических навесных устройств и может найти применение в системах управления рабочими органами тракторов и других мобильных машин.SUBSTANCE: invention relates to means of positional control of hydraulic attachments and can be used in control systems of working bodies of tractors and other mobile machines.
Известна электрогидравлическая система автоматического регулирования положения навесного устройства трактора [1], которая содержит насос, гидравлический распределитель, силовой гидроцилиндр, датчик положения и электронный блок управления. Подвижный шток указанного датчика кинематически связан с кулачком, закрепленным на поворотном валу навесного устройства. Ошибка позиционирования определяется путем сравнения задающего воздействия и сигнала обратной связи, которые обрабатываются электронным блоком управления. Управляющее воздействие поступает на пропорциональные электромагниты распределителя, что приводит к коррекции положения навесного устройства.Known electro-hydraulic system for automatic control of the position of the attachment of the tractor [1], which contains a pump, a hydraulic distributor, a hydraulic power cylinder, a position sensor and an electronic control unit. The movable rod of said sensor is kinematically connected to a cam fixed on the rotary shaft of the hitch. The positioning error is determined by comparing the command input and the feedback signal, which are processed by the electronic control unit. The control action is applied to the proportional electromagnets of the distributor, which leads to the correction of the position of the hitch.
Вследствие наличия трения в зоне контакта штока датчика положения с кулачком его выходная характеристика имеет петлевой вид (гистерезис), а возникающий при этом износ поверхностей контакта приводит к появлению погрешности измерения или смещению указанной характеристики от нулевого значения. Кроме того, радиальное расположение датчика относительно поворотного вала также приводит к погрешности измерения, так как радиальный износ в опорах поворотного вала вызывает смещение профиля кулачка и изменение координаты штока датчика, кинематически связанного с якорем.Due to the presence of friction in the contact zone of the position sensor rod with the cam, its output characteristic has a looped form (hysteresis), and the resulting wear of the contact surfaces leads to a measurement error or a shift of the specified characteristic from zero. In addition, the radial location of the sensor relative to the rotary shaft also leads to measurement errors, since radial wear in the bearings of the rotary shaft causes a displacement of the cam profile and a change in the coordinate of the sensor rod kinematically connected to the armature.
Известна конструкция системы позиционного регулирования навесного устройства [2]. Система содержит гидравлический привод, электронный усилитель, электрический преобразователь углового перемещения поворотного вала навесного устройства, механический преобразователь, который неподвижно охватывает указанный вал и выполнен в виде сектора кольца, имеющего переменную ширину. Электронный усилитель подключен к электрическому преобразователю, установленному с радиальным зазором относительно механического преобразователя.Known design of the position control system of the attachment [2]. The system contains a hydraulic drive, an electronic amplifier, an electric converter of the angular displacement of the rotary shaft of the hinged device, a mechanical converter that motionlessly covers the specified shaft and is made in the form of a sector of the ring having a variable width. The electronic amplifier is connected to an electrical transducer installed with a radial clearance relative to the mechanical transducer.
Вращение поворотного вала с механическим преобразователем приводит к изменению площади активной части электрического преобразователя. В зависимости от знака рассогласования происходит коррекция положения навесного устройства посредством гидравлического привода.The rotation of the rotary shaft with a mechanical converter leads to a change in the area of the active part of the electric converter. Depending on the sign of the mismatch, the position of the hitch is corrected by means of a hydraulic drive.
Недостатком конструкции является погрешность измерения вследствие радиального расположения электрического преобразователя по отношению к поворотному валу, так как радиальный износ в его опорах вызывает смещение профиля механического преобразователя от активной части электрического преобразователя и, как следствие, смещение выходной характеристики последнего от нулевого значения.The disadvantage of the design is the measurement error due to the radial location of the electric converter with respect to the rotary shaft, since the radial wear in its bearings causes a displacement of the profile of the mechanical converter from the active part of the electric converter and, as a result, a shift in the output characteristic of the latter from zero.
Наиболее близким аналогом по совокупности существенных признаков с заявляемым изобретением является электрогидравлическая система позиционного регулирования навесного устройства мобильной машины [3].The closest analogue in terms of essential features with the claimed invention is an electro-hydraulic position control system of a hinged device of a mobile machine [3].
Указанная система содержит гидравлический привод оси подвеса орудия, сравнивающее устройство, механический и электрический преобразователи углового перемещения поворотного вала, расположенные с радиальным зазором, причем сравнивающее устройство электрически соединено с электрическим преобразователем и гидравлическим приводом, электрогидравлический усилитель которого гидравлически связан с насосом, гидроцилиндром и гидробаком. Механический преобразователь неподвижно охватывает поворотный вал и выполнен из электропроводного материала в виде сектора кольца с двумя дисками. Орудие кинематически соединено со штоком гидроцилиндра и упомянутым поворотным валом посредством навесного устройства. Сектор кольца имеет рабочую поверхность, радиально обращенную к электрическому преобразователю и спрофилированную с изменением радиального зазора относительно упомянутого электрического преобразователя вдоль дуги указанного сектора кольца с условием пропорциональности выходного сигнала электрического преобразователя вертикальному перемещению оси подвеса орудия.Said system comprises a hydraulic drive of the tool suspension axis, a comparing device, mechanical and electric converters of the angular displacement of the rotary shaft, located with a radial clearance, and the comparing device is electrically connected to the electric converter and the hydraulic drive, the electro-hydraulic amplifier of which is hydraulically connected to the pump, the hydraulic cylinder and the hydraulic tank. The mechanical transducer motionlessly covers the rotary shaft and is made of conductive material in the form of a ring sector with two disks. The tool is kinematically connected to the hydraulic cylinder rod and said rotary shaft by means of a hitch. The ring sector has a working surface radially facing the electrical transducer and profiled with a change in the radial clearance relative to the said electrical transducer along the arc of the said ring sector with the condition that the output signal of the electrical transducer is proportional to the vertical displacement of the gun suspension axis.
При движении навесного устройства и вращении поворотного вала навесного устройства происходит изменение радиального зазора между чувствительной частью электрического преобразователя и рабочей поверхностью механического преобразователя, в результате чего осуществляется измерение положения орудия. Выходной сигнал электрического преобразователя поступает на сравнивающее устройство, где сопоставляется с сигналом, заданным оператором из условий обеспечения требований технологического процесса. В случае их несовпадения на электромагниты электрогидравлического усилителя поступает управляющий сигнал. В зависимости от знака сигнала рассогласования происходит подача рабочей жидкости под давлением насоса в полость гидроцилиндра или ее отвод в гидробак. При этом корректирующее движение оси подвеса орудия осуществляется при помощи гидроцилиндра пропорционально величине рассогласования.When the mounted device moves and the rotary shaft of the mounted device rotates, the radial gap between the sensitive part of the electric converter and the working surface of the mechanical converter changes, as a result of which the position of the implement is measured. The output signal of the electric converter is fed to the comparing device, where it is compared with the signal specified by the operator from the conditions for ensuring the requirements of the technological process. If they do not match, a control signal is sent to the electromagnets of the electrohydraulic amplifier. Depending on the sign of the mismatch signal, the working fluid is supplied under the pressure of the pump into the cavity of the hydraulic cylinder or it is discharged into the hydraulic tank. In this case, the corrective movement of the tool suspension axis is carried out using a hydraulic cylinder in proportion to the mismatch value.
Изобретение позволяет исключить влияние нелинейности кинематических характеристик навесного устройства на регулирование положения оси подвеса относительно остова мобильной машины за счет коррекции передаточной функции механического преобразователя, однако проблема смещения выходной характеристики последнего от нулевого значения и повышения точности измерения при износе поворотного вала в опорах в данном случае не решена.The invention makes it possible to eliminate the influence of the nonlinearity of the kinematic characteristics of the hinged device on the regulation of the position of the suspension axis relative to the skeleton of the mobile machine by correcting the transfer function of the mechanical transducer, however, the problem of shifting the output characteristic of the latter from zero and increasing the measurement accuracy when the rotary shaft is worn in the supports has not been solved in this case .
Задачей изобретения является повышение точности позиционирования навесного устройства мобильной машины за счет исключения влияния радиального износа поворотного вала в опорах на достоверность измерения положения оси подвеса рабочего органа и устранения смещения выходной характе- 1 039622 ристики электрического преобразователя от нулевого значения.The objective of the invention is to improve the positioning accuracy of a hinged device of a mobile machine by eliminating the influence of radial wear of the rotary shaft in the bearings on the reliability of measuring the position of the suspension axis of the working body and eliminating the offset of the output characteristic of the electric converter from zero.
Решение указанной задачи реализовано в электрогидравлической системе точного позиционирования навесного устройства мобильной машины, содержащей гидравлический привод оси подвеса орудия, механический и электрический преобразователи углового перемещения поворотного вала, сравнивающее устройство, электрически соединенное с гидравлическим приводом и электрическим преобразователем. При этом механический преобразователь неподвижно охватывает поворотный вал и выполнен из электропроводного материала, причем согласно изобретению механический преобразователь выполнен в виде кольцевого торцового кулачка переменной высоты, установленного концентрично поворотному валу, а электрический преобразователь расположен аксиально указанному валу с осевым зазором к упомянутому кулачку.The solution of this problem is implemented in an electro-hydraulic system for precise positioning of a hinged device of a mobile machine, containing a hydraulic drive of the tool suspension axis, mechanical and electrical converters of the angular displacement of the rotary shaft, a comparing device electrically connected to the hydraulic drive and the electric converter. In this case, the mechanical transducer motionlessly covers the rotary shaft and is made of an electrically conductive material, and according to the invention, the mechanical transducer is made in the form of an annular mechanical cam of variable height mounted concentrically to the rotary shaft, and the electrical transducer is located axially to said shaft with an axial clearance to said cam.
На фигуре изображена схема электрогидравлической системы точного позиционирования навесного устройства мобильной машины.The figure shows a diagram of an electro-hydraulic system for precise positioning of a hinged device of a mobile machine.
Электрогидравлическая система точного позиционирования навесного устройства мобильной машины содержит электрогидравлический усилитель 1 с двухобмоточным электромагнитом 2, гидравлически соединенный с насосом 3, гидроцилиндром 4 и гидробаком 5, сравнивающее устройство 6, входы которого электрически связаны с электрическим преобразователем 7 и уставкой, а выход - с двухобмоточным электромагнитом 2, а также механический преобразователь, выполненный из электропроводного материала в виде кольцевого торцового кулачка 8 переменной высоты, который обращен к электрическому преобразователю 7 и неподвижно охватывает поворотный вал 9, размещенный в опорах 10 и 11 навесного устройства 12, кинематически связанного посредством оси подвеса 13 с рабочим органом 14. При этом электрический преобразователь 7 расположен аксиально поворотному валу 9 с осевым зазором к кольцевому торцовому кулачку 8.The electro-hydraulic system for precise positioning of the hinged device of a mobile machine contains an electro-hydraulic amplifier 1 with a two-winding electromagnet 2, hydraulically connected to a pump 3, a hydraulic cylinder 4 and a hydraulic tank 5, a comparing device 6, the inputs of which are electrically connected to the electric converter 7 and the setpoint, and the output is connected to the two-winding electromagnet 2, as well as a mechanical converter made of electrically conductive material in the form of an annular mechanical cam 8 of variable height, which faces the electric converter 7 and motionlessly covers the rotary shaft 9, placed in the supports 10 and 11 of the hinged device 12, kinematically connected by means of the suspension axis 13 with working body 14. In this case, the electric converter 7 is located axially to the rotary shaft 9 with an axial clearance to the annular end cam 8.
Система точного позиционирования навесного устройства мобильной машины работает следующим образом. При движении навесного устройства 12 с рабочим органом 14 происходит изменение осевого зазора между кольцевым торцовым кулачком 8 и чувствительной частью электрического преобразователя 7, которое фиксируется в виде выходного сигнала, поступающего на вход сравнивающего устройства 6, где сопоставляется с сигналом уставки, заданным оператором из условий обеспечения требований технологического процесса. В случае их несовпадения формируется двухполярный управляющий сигнал, который подается на двухобмоточный электромагнит 2 электрогидравлического усилителя 1. В зависимости от знака сигнала рассогласования управляющее воздействие в виде потока рабочей жидкости посредством указанного усилителя 1 поступает в силовой гидроцилиндр 4 или вытесняется в гидробак 5 под действием веса рабочего органа 14 при его позиционировании в сторону подъема или опускания к заданному уставкой положению оси подвеса 13. В процессе функционирования системы при передаче силового воздействия от гидроцилиндра 4 к навесному устройству 12 происходит износ в опорах 10 и 11 поворотного вала 9 с образованием радиального зазора, что определяет наличие люфта при знакопеременных нагрузках. Аксиальное расположение электрического преобразователя 7 по отношению к поворотному валу 9 позволяет исключить влияние указанного зазора на выходной сигнал электрического преобразователя 7, т.к. вектор измерения высоты кольцевого торцового кулачка 8 ортогонален вектору радиального перемещения поворотного вала 9 при его люфтовом базировании в опорах 10 и 11, что позволяет повысить точность позиционирования рабочего органа 14. При этом изобретение также дает возможность за счет коррекции передаточной функции механического преобразователя профилированием кольцевого торцового кулачка 8 исключить влияние нелинейности кинематических характеристик навесного устройства 12 на позиционирование оси подвеса 13. Кроме того, наряду с бесконтактным способом измерения высоты кольцевого торцового кулачка 8 возможен и контактный способ, при котором измерительная часть электрического преобразователя 7 содержит толкатель, подпружиненный к профилю указанного кулачка 8.The system for precise positioning of the hinged device of the mobile machine works as follows. When the hinged device 12 moves with the working body 14, the axial clearance between the annular end cam 8 and the sensitive part of the electric converter 7 changes, which is fixed in the form of an output signal supplied to the input of the comparator device 6, where it is compared with the setpoint signal specified by the operator from the conditions of provision process requirements. If they do not match, a bipolar control signal is generated, which is fed to the two-winding electromagnet 2 of the electro-hydraulic amplifier 1. Depending on the sign of the mismatch signal, the control action in the form of a working fluid flow through the specified amplifier 1 enters the power hydraulic cylinder 4 or is displaced into the hydraulic tank 5 under the action of the weight of the worker. body 14 when it is positioned in the direction of raising or lowering to the preset position of the suspension axis 13. During the operation of the system, when the force is transferred from the hydraulic cylinder 4 to the attachment 12, wear occurs in the supports 10 and 11 of the rotary shaft 9 with the formation of a radial gap, which determines the presence of backlash under alternating loads. The axial arrangement of the electric converter 7 with respect to the rotary shaft 9 makes it possible to exclude the influence of the specified gap on the output signal of the electric converter 7, since the height measurement vector of the annular end cam 8 is orthogonal to the radial displacement vector of the rotary shaft 9 when it is backlash based in the supports 10 and 11, which makes it possible to improve the positioning accuracy of the working body 14. At the same time, the invention also makes it possible, by correcting the transfer function of the mechanical transducer, by profiling the annular end cam 8 to eliminate the influence of the nonlinearity of the kinematic characteristics of the hinged device 12 on the positioning of the suspension axis 13. In addition, along with the non-contact method of measuring the height of the annular end cam 8, a contact method is also possible, in which the measuring part of the electric transducer 7 contains a pusher spring-loaded to the profile of the specified cam 8.
Использованные источники.Used sources.
1) Ксеневич И.П. Современные проблемы прикладной механики наземных тягово-транспортных систем/И.П. Ксеневич// Приводная техника. - 2002. - №4. - С. 2-38.1) Ksenevich I.P. Modern problems of applied mechanics of ground traction and transport systems / I.P. Ksenevich // Drive technology. - 2002. - No. 4. - S. 2-38.
2) Система позиционного регулирования навесного устройства: полез. модель BY 944/Е.Я. Строк, Л.Д. Бельчик, Д.Е. Строк, С.Л. Горавский, И.Н. Усс, В.Е. Борейшо. - Опубл. 30.09.2003.2) Attachment position control system: useful. model BY 944/E.Ya. Strok, L.D. Belchik, D.E. Strok, S.L. Goravsky, I.N. Uss, V.E. Boreisho. - Published. 09/30/2003.
3) Электрогидравлическая система позиционного регулирования навесного устройства мобильной машины: полез. модель BY 11118/Е.Я. Строк, Л.Д. Бельчик, Д.Е. Строк, А.И. Клюев, В.А. Грозный. Опубл. 30.10.2008.3) Electro-hydraulic position control system of a mobile machine hitch: useful. model BY 11118/E.Ya. Strok, L.D. Belchik, D.E. Strok, A.I. Klyuev, V.A. Grozny. Published October 30, 2008.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA202000185A EA039622B1 (en) | 2020-05-22 | 2020-05-22 | Electrohydraulic system for precise positioning of a hitch attachment on a mobile vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA202000185A EA039622B1 (en) | 2020-05-22 | 2020-05-22 | Electrohydraulic system for precise positioning of a hitch attachment on a mobile vehicle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA202000185A1 EA202000185A1 (en) | 2021-11-30 |
| EA039622B1 true EA039622B1 (en) | 2022-02-17 |
Family
ID=78768167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA202000185A EA039622B1 (en) | 2020-05-22 | 2020-05-22 | Electrohydraulic system for precise positioning of a hitch attachment on a mobile vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA039622B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63317005A (en) * | 1987-06-17 | 1988-12-26 | Iseki & Co Ltd | Rolling apparatus for tractor working machine |
| JPS645407A (en) * | 1987-06-29 | 1989-01-10 | Iseki Agricult Mach | Device for rolling tractor working machine |
| US4825956A (en) * | 1986-02-21 | 1989-05-02 | Iseki & Co., Ltd. | Tractor and implement with implement inclination control |
| EP0713637A1 (en) * | 1994-11-24 | 1996-05-29 | NEW HOLLAND ITALIA S.p.A. | Draft force sensor apparatus |
-
2020
- 2020-05-22 EA EA202000185A patent/EA039622B1/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4825956A (en) * | 1986-02-21 | 1989-05-02 | Iseki & Co., Ltd. | Tractor and implement with implement inclination control |
| JPS63317005A (en) * | 1987-06-17 | 1988-12-26 | Iseki & Co Ltd | Rolling apparatus for tractor working machine |
| JPS645407A (en) * | 1987-06-29 | 1989-01-10 | Iseki Agricult Mach | Device for rolling tractor working machine |
| EP0713637A1 (en) * | 1994-11-24 | 1996-05-29 | NEW HOLLAND ITALIA S.p.A. | Draft force sensor apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA202000185A1 (en) | 2021-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4712470A (en) | Method and apparatus for compensating the variable weight of a mass acting on a hydraulic drive, in particular for the upright drive cylinder of a lapping machine | |
| US7367867B2 (en) | Two-side working machine | |
| US6301525B1 (en) | System and method for controlling a robot | |
| JPH0227114B2 (en) | ||
| CN107532429B (en) | Mobile work machine and method for operating said mobile work machine | |
| KR100987564B1 (en) | Indexing Apparatus | |
| US4055027A (en) | Method and relative device for checking the working conditions during the grinding in centerless grinders | |
| US5623093A (en) | Method and apparatus for calibrating an electrohydraulic system | |
| EA039622B1 (en) | Electrohydraulic system for precise positioning of a hitch attachment on a mobile vehicle | |
| SE509505C2 (en) | Positioning method and positioning device for a production system | |
| US20200003191A1 (en) | Hydraulic pump and motor | |
| PL177756B1 (en) | Method of and apparatus for locating in position rail vehicle wheel sets | |
| CN107160291B (en) | Grinding machine | |
| GB2132522A (en) | Tooth-flank grinding machine | |
| US5782674A (en) | Sensors for internal grinding machines | |
| EP0994763B1 (en) | Grinding machine spindle | |
| US4490944A (en) | Pressure-compensated hydraulic positioning system | |
| CN1320979C (en) | High-precision machining apparatus and vortex scroll substance | |
| US4627196A (en) | Pressure-compensated hydraulic positioning system | |
| CN1280530A (en) | Improved grinding machine | |
| KR20210115191A (en) | Preload compensator and correction method for ball screw shaft system | |
| US4425776A (en) | Production workpiece straightening system | |
| GB2081475A (en) | Position control process and apparatus for a positioning cylinder drive | |
| WO2015179080A1 (en) | Hydraulic control system having bias current correction | |
| CN116197748A (en) | Coreless grinding wheel loss correction equipment and correction method |