Details

В работе разработано схемное решение мехатронного пневматического привода с пружинным аккумулятором и гибкими звеньями передаточного механизма. Построена математическая модель, учитывающая конструктивные параметры привода, давление воздуха, алгоритм подкачки энергии, сухое трение в кинематических парах, жесткость пружины и ее предварительную деформацию. Проведен сравнительный анализ быстродействия таких приводов с пружинными аккумуляторами и без них. Верификация математической модели выполнена на действующем макете. Результаты показали, что применение пружинного аккумулятора и гибкого звена для мехатронных пневматических приводов повышает быстродействие до 26% по сравнению с традиционными пневматическими приводами. Увеличение величины давления воздуха в цилиндре при компенсации энергии, жесткости пружины, радиуса шкива и предварительной деформации пружины повышается быстродействие.

In this work, a circuit design solution is developed for a mechatronic pneumatic actuator with a spring accumulator and flexible links in the transmission mechanism. A mathematical model is constructed that considers the actuator's design parameters, air pressure, energy replenishment algorithm, dry friction in kinematic pairs, spring stiffness, and its pre-deformation. A comparative analysis of the response speed between actuators with spring accumulators and conventional pneumatic actuators is conducted. Verification of the mathematical model was performed using a functional prototype. The results demonstrate that incorporating a spring accumulator and flexible links in mechatronic pneumatic actuators enhances response speed by up to 26% compared to traditional pneumatic actuators. Increasing the air pressure in the cylinder during energy compensation, spring stiffness, pulley radius, and spring pre-deformation enhances the response speed.

"Современное машиностроение: наука и образование", международная научная конференция (14; 2025; Санкт-Петербург). Современное машиностроение: наука и образование 2025: материалы 14-й Международной научной конференции, 18 июня 2025 года = Modern Mechanical Engineering: Science and Education 2025: proceedings of the 14th International Scientific Conference, Russia, June 18, 2025 / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого; [под редакцией: А. Н. Евграфова, А. А. Поповича]. — 1 файл (64,9 Мб). — Санкт-Петербург: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2025. — Загл. с титул. экрана. — Ч. текста на англ. яз. — Электронная версия печатной публикации 2025 г. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/i25-199.pdf>. — DOI 10.18720/SPBPU/2/i25-199. — Текст: электронный