Система управления манипулятором

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< й990503 (61) Дополнительное к авт. свид-ву 9 884997 (22) Заявлено 18Р 981 (23) 3 347 4 1 3/29-15 с присоединеиием заявки Hо— (23) Приоритет

Опубликовано 230133 Бюллетень Ио

Дата опубликования описания 23ПЗЯ3

pq) g 3

В 25 J 5/00

Госухзретееянъй еоиитет

СССР по релаи изобретеяяй и открытой

РМНЖ 634.0.36 (088. 8),Р.N.PÓá oâ К.Н.Баринов, Ю.Г,Артамонов, Н.ДДьикдв,,:О.М.Ведерников, В.В.Акимов, Н.П.Яскунов и ф.Г.СаФРон1 "

Ij

Ф

Ленинградская ордена Ленина лесотехническЛЯ акацемиЯ. им. С.М.Кирова и Онежский ордена Ленина и ордена

Октябрьской Революции тракторный завод (72). Авторы изобретения (73) Эаявители (54) СИС1ЕИА УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯ1ОРОМ

Изобретение относится к системам управления манипуляторами, используемыми в лесной промышленности на заготовке леса.

По основному авт. св. 9 884997 известна система управления манипулятором, включающая гидропривод, имеющий гидроцилиндры поворота мани- пулятора, шарнирно-рйчажного механизма и стрелы, управляющий орган, вы-,полненный в виде поворотного относительно двух взаимно перпендикуляр» ных осей прицепа, который кинематически связан с двумя дроссельными следящими золотниками, подключенными соответственно, к гидроцилиндрам поворота колонны манипулятора и шарнирно-рычажного механизма и имеющи» ми с соответствующими гидроцилиндрами йоворота обратной связи, которые выполнены в виде вспомогательных гидроцилиндров, подключенных параллельно к гндроцилиндрам поворота и кинематическн, связанных с дроссельными следящими золотниками(1 3.

Однако известная система управления манипулятором вследствие несоьпадения вертикальной оси поворота прицела с осью поворота. колонны манипулятора, не позволяет осуществить точную наводку рабочего органа -. на деревья, находящиеся в одной вер- . тикальной плоскости, проходящей через визирную линию прицела, так как в этом случае при одном угле поворота прицела в горизонтальной плоскости . необходимо поворачивать колонну манипулятора на рзличные углы в эа10 висимости от расстояния деревьев

:от оси колонны. Кроме того, в такой системе управления манипулятором не достигается согласованная работа гид-. роцилиндров поворота колонны мани-. пулятора и шарнирно-рычажного механизма с соответствующими вспомога" тельными гидроцилиндрами. Это объясняется тем, что при постоянных полезных нагрузках на вспомогательные

2О гидроцилинды на гидроцилиндры поворота колонны манипулятора и шарнирнорычажного механизма действуют пере.менные полезные нагрузки, зависящие от массы перемещаемого дерева, скоростей и ускорений перемещения. Рассогласованность в работе гидроцилиндров поворота и вспомогательных гидроцилиндров также снижает точность наводки рабочего органа на деревья,.

Все это снижает надежность системы управления манипулятора.

990503

Для компенсации утечек жидкости в системе, которые могут возникнуть в дозирующих полостях цилиндров и привести к нарушению согласованного дви-; жения штоков гидроцилиндров поворота и вспомогательных гидроцилиндров, в системе предусмотрены обратные клапаны 36 и 37, напорные золотники 38 и

39, дроссели 40 и 41, взаимодействие которых восстанавливает первоначаль. ный объем жидкости в замкнутых конту рах между дозирующими полостями гидроцилиндров поворота и соответствующими полостями вспомогательных гидроцилиндров.

Система управления манипулятора работает следующим образом.

Для захвата и срезания дерева оператор производит наводку рабочего органа 4 на срезаемое дерево.

Для этого он поворачивает прицел 20 за ручку 31 вокруг осей 21 и 22 до положений, при котором визирная линия, проходящая через центр сетки

32 и мушку 33, проходит через ниж.нюю часть ствола перерезаемого дерева, которая должна быть захвачена рабочим органом 4. При повороте прицела 20 поворачиваются задающие кулачки 23 и 24, один из которых воздействует своей винтообразной поверхностью на дроссельный следящий болотник 10, а другой — через ролик

25 на дроссельный следящий золотник

11 и через тягу 30 перемещает во втулке 26 полэун 29 и связанныйним палец 28, который,аоздействуя целью изобретения является повышение надежности.

Для этой цели кинематические связи золотников соединены между собой йосредством поворотной относительно одной из осей поворота прицела по- 5 лой втулки с винтовыми пазами, установленного во втулке ползуна с паль- цем, расположенным в этих пазах, н тяги, соединенной с ползуном, при" чем гидроцилиндры поворота колонны манипулятора и шарнирно-рычажного механизма выполнены в виде доэаторов, к доэирующим полостям которых подключены соответствующие по рабочему объе-. му полости вспомогательных Гидроци- . линдров.

На фиг. 1 схематично изображен манипулятор лесозаготовительной машины; на фиг. 2- система управления манипулятором; на фиг. 3 — вид A на фиг. 2.2П

Система управления манипулятором, который включает смонтированную на поворотной колонне 1 стрелу 2, ру коять 3 с рабочим органом 4,- имеющим привод его поворота, шарнйрйо-рычажный механизм, состоящий из соединенного со стрелой рычага 5 и соединенный с рукоятью тяги 6, содержит гидропривод с гидроцилиндром 7 поворота колонны, гидроцилиндром 8 поворота шарнирно-рычажного механизма, гидро. цилиндром 9 поворота стрелы. Гидроцилиндры 7 и 8 поворота колонны и шарнирно-рычажного механизма соединены трубопроводами с дроссельными следящими золотниками 10 11 сливные полости которых соединены сливной магистралью с насос ми, создающими давление нагнетания жидкости РН. К гидроцилиндрам 7 и 8, выполненйым в виде дозатора, подключены парал- 40 лельно вспомогательные гидроцилиндры 12 и 13 небольших размеров, причем дозирующие полости 14 и 15 гидроцилиндров 7 и 8 подключены к соответствующим по рабочему объему полостям 45 вспомогательных гидроцилиндров 12 и

13. Такое подключение вспомогательных гидропилиншх в 12 и 13 к гидроцилиндрам 7 и 8 обеспечивает согласованное перемещение штоков гидроцилиндров 7 и 12, 8 и 13 с пропорциональными скоростями. Штоки вспомогательных качающихся гидроцилиндров

12 и 13.и дроссельные следящие золотники 10 и 11 соединены шарнирно с ка- 55 чающимися рычагами 16 и 17, установленными в кабине оператора лесозаготовительной машины. Кроме того, дроссельные следящие золотники 10 и 11 установлены в качающихся направляющих,.

18 и 19. В кабине оператора установлен прицел 20,поворотный относитель но двух взаимно перпендикулярных осей 21 и 22. На прицеле смонтирова,ны задающие кулачки 23 и 24, один из которых снабжен роликом 25 и кон тактирует при помощи Ролика с золот- ником 11,, а другой имеет винтообразную поверхность, контактирующую с золотником 10 и выполнен с полой втулкой 26, установленной на прицеле с возможностью поворота относительно оси 21. Втулка 26 снабжена винтообразйыми пазами 27, в которых установлен палец 28, соединееный шарнирно при помощи ползуна 29, установленного в полости втулки, и тяги 30 с задающим кулачком 24. Прицел 20 снабжен ручка ми 31, сеткой 32 и мушкой 33. Параметры системы управления расчитаны так, что визирная линия, проходящая через центр сетки 32 и мушку 33, определяет начальное над коником лесозаготовительной маштны и конечное положение рабочего органа 4 при наведе-нии его на дерево, находящееся на раэ" личных расстояниях от колонны манипулятора1 в пределах рабочей зоны обслуживания. Для облегчения работы оператора рукоятки управления остальными гидроцилиндрами манипулятора могут быть смонтированы также на при-, целе, например в виде .поворотных ручных рычагов 34, соединенных гибкими тросами 35 с соответствующими золотниками.

990503 на винтообразные пазы 27, поворачивает втулку 26 с задающим кулачком

23 относительно оси 21 на дополнительный угол в том или ином направлении в зависимости от направления поворота прицела и расстояния дерева от поворотной колонны. Задающий кулачок 23, воздействуя при повороте на золотник 10, переводит его в положение подачи жидкости в одну из полостей гидроцилиндра 2 поворота 30 колонны манипулятора и вспомогатель,íîãî качающегося гидроцилиндра 12 или .s одну из полостей гидроцилнндра 7,.

g из дозирующей полости 14 в рбЬтвет-. ствующую по рабочему объему полость 15 гидроцилиндра 12 в зависимости от направления поворота прицела 20 в горизонтальной плоскости. Эадаюкщй кулачок 24, воздействуя при повороте на золотник 11, переводит его в положение подачи жидкости в одну из полостей гидроцилиндра 8 поворота шарнирно-рычажного механиэща и вспомогательного качающегося гидроцилиндра 13 или в одну иэ полостей гидроци- g5 лнндра 8 и иэ дозирующрй полости 15в соответствукщую по рабочему объему .полость гидроцилиндра 13. При этом штоки гидроцилиндров 7 н 12, 8 и 13 перемещаются согласованно с пропорциональными скоростями на величину, пропорциональную перемещению задающил кулачков 23 н 24, до положения, при котором качающиеся рычаги 16 и 17 переводят золотники 10 и ll в:запертые положения, причем за счет выполнения следящих золотников дроссельными пе,ремещение поворотных гидроцилиндров рабочего органа 4.в начале происходит ускоренно, а в конце замедленно. При возникновении утечек в замкнутых кон- 40 турах, образованных дозирующими полостями и соответствующими полостями вспомогательных гидроцилнндров, создается давлением ниже атмосферного..

Восстановлениe ppежнего объема жид- 45 кости в замкнутых контурах происходит после каждого двойного хода поршней через напорные золотники 38 и 9, обратные клапаны 36 и 37, вследствие ., подпорного давления, которое создает- 50 ,ся дросселями 40 и 41.

Одновременно с поворотом прицела

20 прн помощи соответствующего поворотного ручного рычага 34 включает-. ся гндроцилиндр 9 поворота стрелы 2, при перемещении штока которого производится перемещеыие рабочего органа

4 в продольной плоскости манипулятора к срезаемому дереву по заданной траектории до совмещения с визирной линией, когда производится его остановка. После отделения ствола дерева от пня обратным поворотом прицела, 20 и включением другой полости гид- роцилиндра 9) поворота стрелы произ» водят перемещение комлевой части направленно ° падающего дерева в коник лесозаготовительной машины до cosмещения рабочего органа 4 с визирной линией прицела 20.

Эффективность предложенной системы управления манипулятором сос,тоит в повыаении точности наводки рабочего органа на деревья и повыше нии ее надежности. Использование предлагаемого устройства позволяет повысить производительность труда иа валке и.:пакетировании деревьев.

Формула изобретения

Система управления манипулятором по авт. св. 9 884997 а т л и ч ав щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности, кинематические связи золотников соединены между со" бой посредством поворотной относительно одной иэ осей поворота прицела полой втулки с винтовыми паэамн, установленного во втулке ползуна с паль цем,. расположенным в этих пазах, и тяги, соединенной с ползуном, причем гидроцилинды поворота колонны манипулятора и шарнирно-рычажного механиз- ма выполнены s виде доваторов, к до" зирующим полостям которых подключены соответствующие по рабочему объему полости всцомргательных гйдрЩЙ -" линдров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 884997 кл. В 25 J 5/00, 1980 °

990503

Составитель .А. Кондратюк, Редактор П.Коссей Техред И.Гайду Корректор А.йзятко:

Заказ 18/21 Тираж 1079 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва,-Ж-35 Раушская наб. д. 4/5.

I Р У

Филиал ППП П1тент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4