Система управления манипулятором

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликн 990503(22) Заявлено 1 ВО 981 (2 3347413/29-15с присоединением заявки Нов(23) ПриоритетОпубликовано 230133 Бюллетень ИоДата опубликования описания 230 Я 3 Р 1 М К з В 25 4 5/00 Госуязрстоейвй комитет СССР по релаи изобретеяяй и открытой,:О.М.Ведерников, В,В.Акимов, Н.П.Яскунов и ф.Г.Сафрон"Ленинградская ордена Ленина лесотехническЛЯ академий.им. С.М,Кирова и Онежский ордена Ленина иорденаОктябрьской Революции тракторный завод(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ Изобретение относится к системам управления манипуляторами используемыми в лесной промышленности на заготовке леса.По основному авт. св. в 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 дроссельнымн 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 гид,роцнлиндров, 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 черезвизирную линию прицела, так как вэтом случае при одном угле поворотаприцела в горизонтальной плоскости .необходимо поворачивать колонну ма"ннпулятора на рзличные углы в эа висимости от расстояния деревьев:от оси колонны. Кроме того, в такойсистеме управления манипулятором недостигается согласованная работа гид-,роцилицдров поворота колонны мани-.пулятора н шарнирно-рычажного механизма с соответствующими вспомога"тельными гндроцнлиндрами. Это объясняется тем, что при постоянных полезных нагрузках на вспомогательные 2 О гидроцилинды на гидроцилиндры поворота колонны манипулятора и шарнирнорычажного механизма действуют пере,менные полезные нагрузки, зависящиеот массы перемещаемого дерева, ско-ростей и ускорений перемещения. Рассогласованность в работе гидроцилиндров поворота и вспомогательных гидроцилиндров также снижает точностьнаводки рабочего органа на деревья,Все это снижает надежность системыуправления 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 контурах 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 положения, при котором визирная линия, проходящая через центр сетки 32 и мушку 33, проходит через нижнюю 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 по" верхностью 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 связанный .ним палец 28, который,аоздействуя Целью изобретения является повы" шение надежности.Для этой цели кинематические связи золотников соединены между собой йосредством поворотной относительно одной из осей поворота прицела по лой втулки с винтовыми пазами, установленного во втулке ползуна с паль- цем , расположенным в этих пазах, и 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 объему полости вспомогательных Гидроци-, 15 линдров.На фиг. 1 схематично изображен манипулятор лесозаготовительной машины; на фиг. 2- система управления манипулятором; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2.2 ОСистема управления манипулятором, который включает смонтированную на поворотной колонне 1 стрелу 2 рукоять 3 с рабочим органом 4," имеющим привод его поворота, шарнйрйо-рычажный механизм, состоящий из соединенного со стрелой рычага 5 и соединен" ный с рукоятью тяги 6, содержит гидропривод с гидроцилиндром 7 поворота колонны, гидроцилиндром 8 поворота шарнирно-рычажного механизма, гидро- цилиндром 9 поворота стрелы. Гидро- цилиндры 7 и 8 поворота колонны и шарнирно-рычажного механизма соединены трубопроводами с дроссельными следящими золотниками 10 и 11, сливные полости которых соединены сливной магистралью с насосми, создающими давление нагнетания жидкости РН. К гидроцилиндрам 7 и 8, выполненйым в виде дозатора, подключены парал лельно вспомогательные гидроцилиндры 12 и 13 небольших размеров, причем дозирующие полости 14 и 15 гидро- цилиндров 7 и 8 подключены к соответствующим по рабочему объему полостям 45 вспомогательных гидроцилиндров 12 и 13. Такое подключение вспомогательных гидропилиншжв 12 и 13 к гидро- цилиндрам 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 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 относительно двух взаимно перпендикулярных осей 21 и 22, На прицеле смонтирова,ны задающие кулачки 23 и 24, один из которых снабжен роликом 25 и кон 65 тактирует при помощи ролика с золойником 11 а другой имеет винтообразную поверхность, контактирующую с золотником 10 и выполнен с полойвтулкой 26, установленной на прицеле с возможностью поворота относительнооси 21, Втулка 26 снабжена винтообразйыми пазами 27, в которых установлен палец 28, соединееный шарнирно при помощи ползуна 29, установленного вполости втулки, и тяги 30 с задающимкулачком 24, Прицел 20 снабжен ручками 31, сеткой 32 и мушкой 33. Параметры системы управления расчитанытак, что визирная линия, проходящая через центр сетки 32 и мушку 33, определяет начальное над коником лесозаготовительной маштны и конечное положение рабочего органа 4 при наведении его на дерево, находящееся на раэ"личных расстояниях от колонны манипулятора 1 в пределах рабочей зоныобслуживания, Для облегчения работыоператора рукоятки управления остальными гидроцилиндрами манипулятора могут быть смонтированы также на при-,целе, например в виде .поворотныхручных рычагов 34, соединенных гибки. ми тросами 35 с соответствующими золотниками.на винтообразные пазы 27, поворачивает втулку 26 с задающим кулачком23 относительно оси 21 на дополнительный угол в том или ином направлении в зависимости от направления поворота прицела и расстояния дерева 5от поворотной колонны. Задающий кулачок 23, воздействуя при поворотена золотник 10, переводит его в положение подачи жидкости в одну изполостей гидроцилиндра 7 поворота 30колонны манипулятора и вспомогательного качающегося гидроцилиндра 12 или,в одну из полостей гидроцилиндра 7,и иэ доэирующей полости 14 в рбЬтветствующую по рабочему объему полость 15гидроцилиндра 12 в зависимости отнаправления поворота прицела 20 в го.риэонтальной плоскости. Задающий кулачок 24, воздействуя при поворотена золотник 11, переводит его э положение подачи жидкости в одну изполостей гидроцилиндра 8 повороташарнирно-рычажного механиэща и вспомогательного качающегося гндроцнлиндра 13 или в одну иэ полостей гидроцилнндра 8 и из дозирующай полости 15 в соответствукщую по рабочему объемуполоств гидроцилиндра 13. При этомштоки гидроцилиндров 7 н 12, 8 и 13перемещаются согласованно с пропорциональными скоростями на величину,пропорциональную перемещению задающизкулачков 23 н 24, до положения, прикотором качающиеся рычаги 16 и 17 переводят золотники 10 и 11 в:запертыеположения, причем за счет выполненияследящих золотников дроссельными пе,ремещение поворотных гидроцилиндроврабочего органа 4.в начале происходитускоренно, а в конце замедленно. Привозникновении утечек в замкнутых контурах, образованных дозирующими полостями и соответствующими полостямивспомогательных гидроцилнндров, .создается давлением ниже атмосферногоВосстановление прежнего объема жидкости в замкнутых контурах происходитпосле каждого двойного хода поршнейчерез напорные золотники 38 и 9,обратные клапаны 36 и 37, вследствие .,подпорного давления, которое создает О,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 91 поворота стрелы проиэф водят перемещение комлевой части наФавленно падающего дерева в коник лесозаготовительной машины до совмещения 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 изобретенияСистема управления манипулятором по авт. св. Р 884997 о т л и ч аю 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 вб втулке ползуна с паль цем,. расположенным в этих пазах, и тяги, соединенной с ползуном, причем гидроцилинды поворота колонны манипу. лятора и шарнирно-рычажного механиз- ма выполнены э виде доваторов, к до" зирующим полостям которых подключе" ны соответствующие по рабочему объему полости эсцомргательных гйдрбВ-" линдроэИсточники информации, принятыево внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Ф 884997 кл. В 25 Ю 5/00, 1980990503 ставитель .Ь. Кондрат хред И, Гайду Коррект Редактор П,Коссей зятк Тираж 1079 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д