Способ управления рабочим органом грузоподъемного устройства

 

Изобретение относится к управлению рабочими органами грузоподъемньк устройств и манипуляторов, применяемых преимущественно в лесной промышленности. Целью изобретения является повышение быстродействия, снижение энергозатрат на перенос груза и упрощение управления. Для этого управление изменением траектории движения рабочего органа осуществляют таким образом, чтобы свести к минимуму рассогласование текущего и н ачального.углов между радиусом-вектором , определяющим положение захвата рабочего органа, и касательной к траектории движения захвата. 3 ил. (Л 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5D4В 25 J 13 р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3950244/29-08 (22) 02.09.85 (46) 23.10.87. Бюл. Ф 39 (71) Свердловское научно-производственное лесозаготовительное объединение (72) С.П.Дорохов (53) 621.229.72 (088.8) (56) Жавнер В.Л. и др. Погруэочные манипуляторы. Л,: Машиностроение, 1975, с.20-29, рис, II.5. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИВ РАБОЧИМ ОРГА"НОМ ГРУЗОПОДЬЕМНОГО УСТРОЙСТВА (57) Изобретение относится к управлению рабочими органами грузаподъем ных устройств и манипуляторов, применяемых преимущественно в лесной промышленности. Целью изобретения является повышение быстродействия, снижение энергозатрат на перенос груза и упрощение управления. Для этого управление изменением траектории движения рабочего органа осуществляют таким образом, чтобы свести к минимуму рассогласование текущего и начального.углов между радиусом-вектором, определяющим положение захвата рабочего органа, и касательной к траектории движения захвата. 3 ил.

) 346420

Изобретение относится к области управления рабочими органами грузоподъемных устройств и манипуляторов, применяемых преимущественно в лесной промышленности для подачи длинномерных лесоматериалов к деревообрабатывающим станкам.

Цель изобретения — повышение быстродействия, снижение энергетических затрат на перенос груза и упрощение управления, На фиг. 1 и 2 показаны варианты устройства управления рабочим орга1 ном, реализующего предложенный способ; на фиг. 3 — упрощенная схема работы грузоподъемного устройства, иллюстрирующая предложенный способ.

Вариант устройства для осуществления предложенного способа управления (фиг.) и 2) содержит задающие потенциометрические датчики (ручного управления) 1 и 2, которые одними выводами электрически связаны с потенциометрическими датчиками 3 и 4 обратной связи соответственно, а другими — с входами блоков 5 и 6 сравнения сигналов и усиления сигнала их рассогласования, первый — непосредственно, а второй — через первую пару контактов переключателя 7, Датчики 3 и 4 обратной связи установлены соответственно на осях шарнирно 8 и 9, соединяющих рукоять 10 со стрелой 11 и последнюю с основанием 12, и своими вторыми выводами также подсоединены к входам блоков 5 и 6 сравнения сигналов и усиления их рассогласования, первый— непосредственно, а второй — через первую пару контактов переключателя

7. Выходы блоков 5 и 6 подсоединены к входам электромагнитных преобразователей )3 и 14 электрогидравличес— ких усилителей 15 и 16, которые посредством эолотниковых распределителей

)7 и 18 управляют потоком рабочей жидкости, поступающей от источников

19 и 20 питания в гидроцилиндр 21 поворотом рычага 22, закрепленного одним концом на оси шарнира 9 соединения стрелы 1) с основанием 12, и последовательно соединенные своими полостями гидроцилиндры 23 и 74 соответственно поворотом рукоятки 10 и стрелы 11, из которых гидроцилиндр

24 шарнирно закреплен на свободном конце рычага 22.

На осях шарниров 8 и 9 установлены также потенциометрические датчики 25 и 26 угловых перемещений соответственно рукоятки 1О и стрелы 11, выходы которых электрически связаны с входом аналого-цифрового преобразователя 27, а его выходы непосредственно подсоединены к входу вычислительного устройства 28 с цифровым индикатором 29, К одному из выходов

)О вычислительного устройства 28 подсоединен вход запоминающего устройства

30, а к другому — один из входов суммирующего устройства 31, второй вход которого соединен с выходами запоминающего устройства 30. Выход суммирующего устройства 31 соединен с входом цифроаналогового преобразователя 32, выход которого соединен с другой парой контактов переключа20,теля 7.

Датчики 1 — 4,25 и 26 запитаны от источника 33 постоянного тока. Рабочий орган обозначен позицией 34.

Способ управления груэоподъемным устройством заключается в том, что (фиг,3) измеряют полярные координаты рабочего органа 34 в конечном положении, которые характеризуются радиусом-вектором j и полярным углом

30 ». Затем переводят рабочий орган 34 в начальное положение, где осуществляют захват груза, измерение полярных координат начального положения и У„ и вычисление угла между радиусом-вектором и касательной к траектории перемещения захвата с грузом вначальном положениипо Формуле: у„= arcctg (1в -у — !(Р, - P„)) .

А

У»

40 При перемещении захвата с грузом в конечное положение вычисляют значение угла между текущим радиусомвектором положения захвата и касательной к траектории перемещения зах45 вата по формуле м= arccctg (1n /(— P» )), - » где ) — текущий полярный угол радиу50 са-вектора . У., При этом управление перемещением захвата по траектории осуществляют так, чтобы рассогласование между текущим углом 7 . и начальным углом„Ф„ было бы минимальным, Этим достигается перемещение захвата с грузом по оптимальной траектории.

Работа конкретной системы управления рабочим органом грузоподъемного

3 134 устройства, реализующей предложенный способ, осуществляется следующим об= разом.

Оператор устанавливает контакты переключателя 7 в положение а-а. С помощью задающих потенциометрических датчиков 1 и ? ручного управления рабочий орган 34 грузоподъемного устройства помещается в конечное положение (центр зева рабочего органа 34 помещается в точку С сброса хлыста на продольной транспортер раскряжевочной установки), В этом положении рабочего органа

34 происходит измерение полярного угла 4» конечного положения рабочего органа, равного по своему значению углу (между рычагом 22 и го ризонталью, и угла Р между рукоятью а

10 и стрелой 11 при помощи датчиков

25 и 26, Сигналы от датчика 25 и 26 в виде соответствующих напряжений поступают в аналого-цифровой преобразователь 27, где они преобразуются в цифровую форму. Преобразованные сигналы в цифровой форме поступают в вычислительное устройство 28. При этом сигнал, соответствующий значению полярного угла (, направляется непосредственно в запоминающее устройство 30, где он запоминается, а по значению у ла 7 вычисляют по а лярнЫй радиус,/ конечного положения рабочего органа 34 на формуле: р„= (z + e, — л, z., -.<, )"

Полученное значение ф„ поступает в запоминающее устройство 30, где оно запоминается, Затем посредством задающих потенциометрических датчиков 1 и 2 рабочий орган 34 переносится к пачке лесоматериалов, где он захватывает хлыст и извлекает его из пачки. Такое расположение захватного органа 34 с хлыстом над пачкой лесоматериалов в точке О, является его начальным положением.

В этом положении рабочего органа

34 аналогичным образом происходит измерение полярного угла c = 1"„ и

1 угла Д,, их преобразование в цифровую форму, вычисление значения полярного радиуса Д, = Я„, запоминание с и j в запоминающем устройст1 с, ве 30.

По полученным значениям полярных координат в начальной и конечной точ6420

55 ках С, и С в вычислительном устройстве 28 производится вычисление угла ,м. между радиусом-вектором АВ, проведенным из начала координат, совмещенного с осью шарнира 9 стрелы 11 и касательной ДЕ к траектории движения рабочего органа 34 в начальном положении по формуле:

= are Ctg g> где g = 1n(f„ f ) (Pê) °

Полученное значение угла . и. запоминается в запоминающем устройстве

30.

После этого переключает переключатель 7 в положение контактов б-б, подсоединяя тем самым цифроаналоговый преобразователь 32 к блоку 6 сравнения сигналов и усиления сигнала их рассогласования, Затем оператор, управляя задающим потенциометрическим датчиком 1, осуществляет перемещение рабочего органа 34 с зажатым хлыстом к продольному транспортеру раскряжевочной установки, регулируя скорость движения рабочего органа 34 по траектории. При этом в каждой точке траектории датчики 25 и 26 измеряют текущие значения полярного угла У и угла, на основе которого определяется /, а вычислительное устройство

28 вычисляет текущее значение угла р, в формулу определения которого вместо Я, и „ подставляются значения Р и P

Вычисленное текущее значение угла

„М и значение угпа 4 „ в начальном положении рабочего органа 34 поступают: первое из вычислительного устройства 28, а второе из запоминающего устройства 30 — в суммирующее уст" ройство 31, где они сравниваются.При этом вырабатывается сигнал, пропорциональный разности их значений, который поступает в цифроаналоговый преобразователь 32, где преобразуется в аналоговую форму, а из него в блок 6 сравнения сигналов и усиления сигнала их рассогласования, где его усиливают.

Усиленный сигнал поступает в электромагнитный преобразователь 14 электрогидравлического усилителя 16

И управляет перемещением золотникового распределителя 18, который регулирует расход рабочей жидкости, поступающей от источника 20 питания в гид1346420

25

30 захвата. роцилиидр 21 поворота рычага 22.При этом рычаг 22 поворачивается на такой угол, при котором величина рассогласования текущего и начального значений углов „м- становится минимальной, При этих условиях рабочий орган

34 перемещается иэ начальной точки

С„ в конечную точку С по траекто рии, близкой к спирали Р

= R ехр о Р, где R = const и определяется по формуле: R = + f„ /ехр о ф,.

После прихода рабочего органа 34 в точку С хлыст сбрасывается на продольный транспортер раскряжевочной установки, переключает контакты переключателя 7 в положение а-а, и процесс управления повторяют.

В том, случае, когда полярный угол 1„ в начальном положении рабочего органа (в точке С ) совпадают с полярным углом „ рабочего органа в конечном положении (в точке С ), рабочий орган перемещается по траектории, близкой к прямой линии, проходящей через ось шарнира 9 стрелы 11.

Формула изобретения

Способ управления рабочим органом грузоподъемного устройства, заключающийся в изменении траеКтории движения. рабочего органа и регулировании в процессе этого изменения скорости его движения, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, снижения энергетических затрат на перенос груза и упрощения управления, изменение траектории движения рабочего органа осуществляют так, чтобы свести к минимуму рассогласование текущего и начального углов между радиусом-вектором, определяющим положение захвата рабочего органа в системе координат, начало которой совмещено с опорным шарниром рабочего органа, и касательной к траектории движения захвата, причем угол между радиусом-вектором .и касательной определяется по формуле ф4 = arcctg (1n — — /(g - 9 » )), .Р

A где Я, и P соответственно радиусвектор и его полярный угол конечного положения захвата; у и — соответственно радиусвектор и его полярный угол текущего или начального положения

)346420

Составитель С.Соколов

Редактор В.Данко Техред Л.Олийнык Корректор В.Бутяга

Заказ 5079/!3 Тираж 951 Подписное

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