Способ управления рабочим органом грузоподъемного устройства Советский патент 1987 года по МПК B25J13/00 

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 органом, реализующего предложенный способ; на фиг, 3 - упрощенная схема работы грузоподъемного устройства, иллюстрирующая предложенный способ.

Вариант устройства для осуществления предложенного способа управления (фиг.1 и 2) содержит Э1адающие потен- циометрические датчики (ручного управления) 1 и 2, которые одними вьшо дами электрически связаны с потенцио метрическими датчиками 3 и 4 обратно 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 руко ять 10 со стрелой 1 1 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 13 и 14 электрогидравлических усилителей 15 и 16, которые посредством золотниковых распределителе 17 и 18 управляют потоком рабочей жидкости, поступающей от источников 19 и 20 питания в гидроциливдр 21 поворотом рычага 22, закрепленного одним концом на оси шарнира 9 соединения стрелы 11 с основанием 12, и последовательно соединенные своими полостями гидроцилиндры 23 и 24 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 датчи

ки 25 и 26 угловых перемещений соответственно рукоятки 10 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 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, вькод которого соединен с другой парой контактов переключа- ,теля 7 .

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

Способ управления грузоподъемным устройством-заключается в том, что (фиг.З) измеряют полярные координаты рабочего органа 34 в конечном положении, которые характеризуются радиусом-вектором и полярным углом Vj. Затем переводят рабочий орган 34 в начальное положение, где осуществляют захват груза, измерение полярных координат начального положения /и к ft, и вычисление угла .между радиусом-вектором и касательной к траектории перемещения захвата с грузом в начальном положении по Формуле:

/н

Л

При перемещении захвата с грузом в конечное положение вычисляют значение угла между текущим радиусом- вектором положения захвата и касательной к траектории перемещения зах- вата по формуле

А arcctg fin /(f. -/,).

vw arccctg fin - /( - V, ,

где f - текущий полярный угол радиуса-вектора .p..

При этом управление перемещением захвата по траектории осуществляют так, чтобы рассогласование между текущим углом ju. и начальным углом / было бы минимальным. Этим достигается перемещение захвата с грузом по оптимальной траектории.

Работа конкретной системы управления рабочим органом грузоподъемного

устройства, реализующей предложенный способ, осуществляется следующим образом.

Оператор устанавливает контакты переключателя 7 в положение а-а. С помощью задающих потенциометрических датчиков 1 и 2 ручного управления рабочий орган 34 грузоподъемного устройства помещается в конечное положе ние (центр зева рабочего органа 34 помещается в точку С, сброса хлыста на продольной транспортер раскряжевочной установки),

В этом положении рабочего ор.гана 34 происходит измерение полярного угла к. конечного положения рабочего органа, равного по своему значению углу oigj между рычагом 22 и горизонталью, и угла К между рукоять 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 V/ц , направляется непосредственно в запоминающее устройство 30, где он запоминается, а по значению уг ла вычисляют по- радиус у конечного положения рабочего органа 34 на формуле:

/, (f + , - 21 Е , )

Полученное значение Д 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

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 траек тории. При этом в каждой точке траектории датчики 25 и 26 измеряют текущие значения полярного угла f и уг-. ла f , на основе которого определяется f , а вычислительное устройство 28 вычисляет текущее значение угла JU, в формулу определения которого 35 вместо /f и Ч подставляются значе- ния / и .

Вычисленное текущее значение угла Ju, -и значение угла в начальном положении рабочего органа 34 поступают: первое из вычислительного устройства 28, а второе из запоминающего устройства 30 - в суммирующее устройство 31, где они сравниваются.При

40

этом вырабатывается сигнал, пропор- и извлекает его из пачки. Такое рас- 45 щональный разности их значений, ко- положение захватного органа 34 с 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.

хлыстом над пачкой лесоматериалов в точке О, является его начальным положением .

50

В этом положении рабочего органа 34 аналогичным образом происходит измерение полярного угла Vj, Ун и

угла (Те, , их преобразование в цифро- Усиленный сигнал поступает в вую форму, вычисление значения поляр- электромагнитный преобразователь 14 ного радиуса Л, Л, запоминание 55 электрогидравлического усилителя 16

с, и /с запоминающем устройстве 30.

По полученным значениям полярных координат в начальной и конечной точИ управляет перемещением золотникового распределителя 18, который регулирует расход рабочей жидкости, поступающей от источника 20 питания в гидкак С, и С в вычислительном устрюй- стве 28 производится вычисление угла JU- 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:

arc Ctg g где g 1п(/„/Д)/( Vt)

Полученное значение угла ju, 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 траек тории. При этом в каждой точке траектории датчики 25 и 26 измеряют текущие значения полярного угла f и уг-. ла f , на основе которого определяется f , а вычислительное устройство 28 вычисляет текущее значение угла JU, в формулу определения которого вместо /f и Ч подставляются значе- ния / и .

Вычисленное текущее значение угла Ju, -и значение угла в начальном положении рабочего органа 34 поступают: первое из вычислительного устройства 28, а второе из запоминающего устройства 30 - в суммирующее устройство 31, где они сравниваются.При

50

И управляет перемещением золотникового распределителя 18, который регулирует расход рабочей жидкости, поступающей от источника 20 питания в гидроцилиидр 21 поворота рычага 22,При этом рычаг 22 поворачивается на такой угол, при котором величина рассогласования теку1цего и начального значений углов становится минимальной .

При этих условиях рабочий орган 34 перемещается из начальной точки С в конечную точку С по траекто- рии, близкой к спирали / R ехр . оУ, где R const и определяется по формуле: R t J /ехр g кПосле 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 Ч ц в начальном положении рабочего органа (в точке С) совпадают с полярным углом V 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

изо

р 6 т е н и я

Способ управления рабочим органом грузоподъемного устройства, заключающийся в изменении траектории движения, рабочего органа и регулировании в процессе этого изменения скорости

его движения, отличающийся тем, что, с целью повышенил быстродействия, снижения энергетических затрат на перенос груза и упрощения управления, изменение траектории дви.жения 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

f arcctg In -I- / ( Y - VA ) , JK.

где Д и Y,- соответственно радиус- вектор и его полярный угол конечного положения захвата; р и f - соответственно радиус- вектор и его полярный

угол тeкyщe o или начального положения захвата.

Фиг.}

Гв-

Изобретение относится к управлению рабочими органами грузоподъем- ньк 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 а- чального.углов между радиусом-вектором, определяющим положение захвата рабочего органа, и касательной к траектории движения захвата. 3 ил. (Л 00

У

Начальное положение

f 3

Конечное положение

(Раг.

Редактор В.Данко

Составитель С.Соколов

Техред Л.Олийнык Корректор В.Бутяга

Заказ 5079/13 Тираж 951Подписное

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