RU2028929C1 - Method and apparatus to control hydraulic manipulator - Google Patents

Method and apparatus to control hydraulic manipulator Download PDF

Info

Publication number
RU2028929C1
RU2028929C1 SU4060968A RU2028929C1 RU 2028929 C1 RU2028929 C1 RU 2028929C1 SU 4060968 A SU4060968 A SU 4060968A RU 2028929 C1 RU2028929 C1 RU 2028929C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
turning
forearm
hydraulic
shoulder
hydraulic cylinder
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Александрович Спирин
Original Assignee
Геннадий Александрович Спирин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Геннадий Александрович Спирин filed Critical Геннадий Александрович Спирин
Priority to SU4060968 priority Critical patent/RU2028929C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2028929C1 publication Critical patent/RU2028929C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: process of working unit movement in space, using joint regulation of angular movements of arm and forearm, is exercised by feeding of working fluid from cavity of hydraulic cylinders of arm 3 turning to similar cavity of hydraulic cylinder 4 of forearm 5 turning or vice versa in case angle α2 of forearm turning is twice as big as angle α1 of arm turning and total cross section area of arm turning both cylinders similar cavities also is twice as big as cross section area of similar cavities of hydraulic cylinder 4. EFFECT: method and apparatus are used in mechanical engineering. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к управлению гидравлическими манипуляторами, применяемыми, например, в лесной промышленности для подачи лесоматериалов к деревообрабатывающим станкам или подачи захватно-срезающего устройства к стволу спиливаемого дерева и перемещения его в зону разгрузки в пакет, штабель или на транспортное средство. The invention relates to the management of hydraulic manipulators used, for example, in the forest industry for supplying timber to woodworking machines or feeding a gripping-cutting device to the trunk of a sawn tree and moving it to the unloading zone in a bag, stack or on a vehicle.

Известен способ управления гидравлическим манипулятором для перемещения рабочего органа по траектории, близкой к пpямолинейной, заключающийся в изменении траектории движения рабочего органа в пространстве за счет совместного регулирования угловых перемещений плеча и предплечья путем одновременной подачи рабочей жидкости гидроцилиндра поворота плеча в одноименную полость гидроцилиндра поворота предплечья или наоборот [1]. A known method of controlling a hydraulic manipulator for moving a working body along a path close to rectilinear, consisting in changing the path of the working body in space due to the joint regulation of the angular movements of the shoulder and forearm by simultaneously supplying the working fluid of the shoulder turning cylinder to the same cavity of the forearm turning cylinder or vice versa [1].

Известно устройство для управления гидравлическим манипулятором для перемещения рабочего органа по траектории, близкой к прямолинейной, содержащее основной гидроцилиндр поворота плеча и гидроцилиндр поворота предплечья, гидролинии, предназначенные для сообщения полостей гидроцилиндров между собой, с источником давления и со сливной магистралью [2]. A device for controlling a hydraulic manipulator for moving a working body along a path close to rectilinear, containing a main hydraulic cylinder for turning the shoulder and a hydraulic cylinder for turning the forearm, hydraulic lines for communicating the cavities of the hydraulic cylinders with each other, with a pressure source and with a drain line [2].

Недостатками известных способа и устройства является сложность операций, связанных с измерениями, вычислениями координат и углов для того, чтобы обеспечить перенос рабочего органа по траектории, близкой к прямолинейной. В них требуется использовать ЭВМ, не исключая при этом и ручное управление рычагами и переключателями. The disadvantages of the known method and device is the complexity of the operations associated with measurements, calculations of coordinates and angles in order to ensure the transfer of the working body along a path close to straight. They require the use of computers, not excluding the manual control of levers and switches.

Цель изобретения - упрощение процесса управления, конструкции устройства и повышение удобства в управлении перемещением рабочего органа в пространстве по траектории, близкой к прямолинейной. The purpose of the invention is to simplify the control process, the design of the device and improve convenience in controlling the movement of the working body in space along a path close to straight.

Это достигается тем, что подачу рабочей жидкости из полости гидроцилиндра поворота плеча в одноименную полость гидроцилиндра поворота предплечья осуществляют при выполнении следующих условий:

Figure 00000002
=
Figure 00000003
= 2 где λ1 и λ2 - угол поворота плеча и предплечья при переносе рабочего органа по траектории, близкой к прямолинейной;
F1 и F2 - соответственно площади одноименных полостей гидроцилиндров поворота плеча (суммарная для основного и дополнительного) и поворота предплечья.This is achieved by the fact that the supply of the working fluid from the cavity of the shoulder rotation hydraulic cylinder to the cavity of the forearm rotation hydraulic cylinder of the same name is carried out under the following conditions:
Figure 00000002
=
Figure 00000003
= 2 where λ 1 and λ 2 - the angle of rotation of the shoulder and forearm when moving the working body along a path close to rectilinear;
F 1 and F 2 - respectively, the area of the same cavity of the hydraulic cylinders of the shoulder rotation (total for the primary and secondary) and the rotation of the forearm.

В устройстве для управления гидравлическим манипулятором поставленная цель достигается тем, что он снабжен дополнительным гидроцилиндром поворота плеча, причем одноименные полости обоих гидроцилиндров поворота плеча сообщены гидролиниями с соответствующей полостью гидроцилиндра поворота предплечья, при этом площади сечений одноименных полостей всех гидроцилиндров равны. In the device for controlling the hydraulic manipulator, the goal is achieved in that it is equipped with an additional hydraulic cylinder for turning the shoulder, the cavities of the same name for both hydraulic cylinders for turning the shoulder communicated with hydraulic lines with the corresponding cavity of the hydraulic cylinder for turning the forearm, while the cross-sectional areas of the same cavities for all hydraulic cylinders are equal.

На фиг. 1 изображена гидравлическая схема манипулятора; на фиг.2 - кинематическая схема манипулятора. In FIG. 1 shows a hydraulic diagram of a manipulator; figure 2 is a kinematic diagram of the manipulator.

Устройство для осуществления способа содержит основной 1 и дополнительный 2 гидроцилиндры поворота плеча 3 и гидроцилиндр 4 поворота предплечья 5, на конце которого установлен рабочий орган 6. Полости гидроцилиндров 1,2 и 4 подключены к выходам золотников 7, 8, при этом одноименные полости обоих гидроцилиндров 1 и 2 поворота плеча 3, например штоковые, сообщены гидролиниями 9 и 10 с соответствующей полостью гидроцилиндра 4 поворота предплечья 5 через дополнительный золотник 11. Причем площади сечений одноименных полостей всех гидроцилиндров равны между собой, т.е. для привода плеча и предплечья могут быть установлены одинаковые гидроцилиндры: два для поворота плеча и один для поворота предплечья. В этом случае, полные углы поворота предплечья α2 и плеча α1 так же будут равны между собой.A device for implementing the method comprises a main 1 and an additional 2 hydraulic cylinders for turning the shoulder 3 and a hydraulic cylinder 4 for turning the forearm 5, at the end of which a working body is installed 6. The cavities of the hydraulic cylinders 1,2 and 4 are connected to the outputs of the spools 7, 8, while the cavities of the same cylinder are of the same name 1 and 2 rotation of the shoulder 3, for example, rod, communicated by hydraulic lines 9 and 10 with the corresponding cavity of the hydraulic cylinder 4 of the rotation of the forearm 5 through an additional spool 11. Moreover, the cross-sectional areas of the same cavities of all hydraulic cylinders are equal among themselves, i.e. the same hydraulic cylinders can be installed to drive the shoulder and forearm: two for turning the shoulder and one for turning the forearm. In this case, the total angles of rotation of the forearm α 2 and the shoulder α 1 will also be equal to each other.

Точка крепления штока гидроцилиндра 4 на предплечье 5 может быть расположена на радиусе r2, определенном по формуле:
r2 =

Figure 00000004
где S2 - ход гидроцилиндра поворота предплечья, а точка крепления его гильзы на плече 3 на расстоянии, равном радиусу r1 - точки крепления штоков гидроцилиндров на плече. Величина r1 определяется графически или из известного соотношения:
r1 2+r2 2-2r1 .r2.cos(φmin+ α2)=(l+2S2)2, где φmin - минимальный угол между плечом и предплечьем;
l - конструктивный размер, зависящий от конструкции гидроцилиндра и диаметра поршня.The attachment point of the rod of the hydraulic cylinder 4 on the forearm 5 can be located on a radius r 2 defined by the formula:
r 2 =
Figure 00000004
where S 2 is the stroke of the hydraulic cylinder of the forearm rotation, and the attachment point of its sleeve on the shoulder 3 at a distance equal to the radius r 1 is the attachment point of the hydraulic cylinder rods on the shoulder. The value of r 1 is determined graphically or from a known ratio:
r 1 2 + r 2 2 -2r 1 . r 2 .cos (φ min + α 2 ) = (l + 2S 2 ) 2 , where φ min is the minimum angle between the shoulder and forearm;
l - structural size, depending on the design of the hydraulic cylinder and the diameter of the piston.

Гильзы гидроцилиндров 1 и 2 в этом случае закрепляются на стойке 12 на радиусе r2. Обрабатываемый груз обозначен позицией 13, траектория перемещения рабочего органа в пределах полного угла α2 поворота предплечья обозначена позицией 14. Позициями 15-20 обозначены выходы золотников 7,8 и 11.The liners of the hydraulic cylinders 1 and 2 in this case are fixed on the rack 12 at a radius of r 2 . The cargo to be handled is indicated by 13, the trajectory of the working body within the full angle α 2 of the forearm rotation is indicated by 14. At 15–20, spool outputs 7.8 and 11 are indicated.

Система управления для манипулятора, реализующего способ, работает следующим образом. The control system for a manipulator that implements the method operates as follows.

Для перемещения рабочего органа 6 из начальной точки А по траектории 14 в точку В переводят дополнительный золотник 11 в правую по чертежу сторону. В этом случае рабочая жидкость от источника питания через выход 15 подается в поршневую полость гидроцилиндра 4, которая одновременно с поворотом предплечья 5, вытесняется его поршнем из штоковой полости по гидролиниям 9 и 10 в штоковые полости гидроцилиндров 1 и 2, а из их поршневых полостей через выход 16 золотника 11 сливается в бак. Из-за того, что суммарная площадь F1 штоковых полостей гидроцилиндров 1 и 2 в два раза больше площади F2 штоковой полости гидроцилиндра 4, угол α2 поворота предплечья 5 будет в два раза больше угла α1 поворота плеча 3. Это обеспечивает перемещение рабочего органа в пространстве по траектории 14, близкой к прямолинейной.To move the working body 6 from the starting point A along path 14 to point B, an additional spool 11 is moved to the right side of the drawing. In this case, the working fluid from the power source through the outlet 15 is fed into the piston cavity of the hydraulic cylinder 4, which at the same time as the forearm 5 is turned, is displaced by its piston from the rod cavity along the hydraulic lines 9 and 10 into the rod cavities of the hydraulic cylinders 1 and 2, and from their piston cavities through the output 16 of the spool 11 is discharged into the tank. Due to the fact that the total area F 1 of the rod cavities of the hydraulic cylinders 1 and 2 is two times larger than the area F 2 of the rod cavity of the hydraulic cylinder 4, the angle α 2 of the rotation of the forearm 5 will be twice as large as the angle α 1 of the rotation of the shoulder 3. This allows the worker to move organ in space along a path 14 that is close to rectilinear.

После прихода рабочего органа 6 в требуемую точку возвращают дополнительный золотник 11 в исходную позицию. Далее перемещают золотник 7 в правую по чертежу сторону. Рабочая жидкость от источника питания через выход 18 подается в штоковые полости гидроцилиндров 1 и 2, а через выход 17 сливается из поршневых полостей в бак. В этом случае плечо 3 опускает рабочий орган 6 к грузу 13. После этого возвращают золотник 7 в исходную позицию, производят захват груза и вновь перемещают золотник 7 теперь уже в левую по чертежу сторону. Рабочая жидкость через выход 17 подается в поршневую полость гидроцилиндров 1 и 2, а через выход 18 сливается в бак, поднимая захваченный груз на высоту для перемещения его в зону разгрузки - точка А. Далее с помощью дополнительного золотника 11 производят перемещение груза аналогично описанному, которое происходит в обратной последовательности. After the arrival of the working body 6 at the desired point, an additional spool 11 is returned to its original position. Next, move the spool 7 to the right in the drawing side. The working fluid from the power source through the outlet 18 is fed into the rod cavity of the hydraulic cylinders 1 and 2, and through the outlet 17 is discharged from the piston cavities into the tank. In this case, the shoulder 3 lowers the working body 6 to the load 13. After that, the spool 7 is returned to its original position, the load is captured and the spool 7 is again moved now to the left side of the drawing. The working fluid through the outlet 17 is fed into the piston cavity of the hydraulic cylinders 1 and 2, and through the outlet 18 it is discharged into the tank, raising the trapped cargo to a height to move it to the unloading zone - point A. Then, using the additional spool 11, the cargo is moved in the same way as described, which occurs in reverse order.

Опускание и подъем рабочего органа 6 к грузу 13 можно осуществить и с помощью золотника 8. В этом случае опускание и подъем рабочего органа осуществляется с помощью предплечья 5. Lowering and raising the working body 6 to the load 13 can be carried out using the slide valve 8. In this case, lowering and lifting the working body is carried out using the forearm 5.

Claims (3)

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИМ МАНИПУЛЯТОРОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. METHOD FOR HYDRAULIC MANIPULATOR CONTROL AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION. 1. Способ управления гидравлическим манипулятором, заключающийся в изменении траектории движения рабочего органа в пространстве за счет совместного регулирования углов перемещений плеча и предплечья путем одновременной подачи рабочей жидкости из полости гидроцилиндра поворота плеча в одноименную полость гидроцилиндра поворота предплечья или наоборот, отличающийся тем, что подачу рабочей жидкости из полости гидроцилиндра поворота плеча в одноименную полость гидроцилиндра поворота предплечья осуществляют при выполнении следующих условий:
Figure 00000005

где α1 , α2 - углы поворота плеча и предплечья при переносе рабочего органа по траектории, близкой к прямолинейной;
F1, F2 - соответственно площади одноименных полостей гидроцилиндров поворота плеча (суммарная для основного и дополнительного) и поворота предплечья;
S1, S2 - ходы гидроцилиндров плеча и предплечья соответственно.
1. The method of controlling the hydraulic manipulator, which consists in changing the trajectory of the working body in space due to the joint regulation of the angles of movement of the shoulder and forearm by simultaneously supplying the working fluid from the cavity of the hydraulic cylinder of turning the shoulder into the same cavity of the hydraulic cylinder of turning the forearm or vice versa, characterized in that the working fluid from the cavity of the hydraulic cylinder of turning the shoulder into the same cavity of the hydraulic cylinder of turning the forearm is carried out when the following Lyrics:
Figure 00000005

where α 1 , α 2 are the angles of rotation of the shoulder and forearm when moving the working body along a trajectory close to straight;
F 1 , F 2 - respectively, the area of the same cavity of the hydraulic cylinders of the shoulder rotation (total for the primary and secondary) and forearm rotation;
S 1 , S 2 - moves of the hydraulic cylinders of the shoulder and forearm, respectively.
2. Устройство для управления гидравлическим манипулятором, содержащее основной гидроцилиндр поворота плеча и гидроцилиндр поворота предплечья, гидролинии, предназначенные для сообщения полостей гидроцилиндров между собой, с источником давления и со сливной магистралью, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным гидроцилиндром поворота плеча, причем одноименные полости обоих гидроцилиндров поворота плеча сообщены гидролиниями с соответствующей полостью гидроцилиндра поворота предплечья, при этом площади сечений одноименных полостей всех гидроцилиндров равны. 2. A device for controlling a hydraulic manipulator, comprising a main hydraulic cylinder for turning the shoulder and a hydraulic cylinder for turning the forearm, hydraulic lines for communicating the cavities of the hydraulic cylinders with each other, with a pressure source and with a drain line, characterized in that it is equipped with an additional hydraulic cylinder for turning the shoulder, the cavities of the same name both shoulder turning cylinders are communicated by hydraulic lines with the corresponding cavity of the forearm turning cylinder, while the cross-sectional areas of the same name cavities of all hydraulic cylinders are equal.
SU4060968 1986-03-05 1986-03-05 Method and apparatus to control hydraulic manipulator RU2028929C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4060968 RU2028929C1 (en) 1986-03-05 1986-03-05 Method and apparatus to control hydraulic manipulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4060968 RU2028929C1 (en) 1986-03-05 1986-03-05 Method and apparatus to control hydraulic manipulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2028929C1 true RU2028929C1 (en) 1995-02-20

Family

ID=21235310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4060968 RU2028929C1 (en) 1986-03-05 1986-03-05 Method and apparatus to control hydraulic manipulator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2028929C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 1346420, кл. B 25F 13/00, 1985. *
2. Жавнер В.Л. и др. Погрузочные манипуляторы. Л.: Машиностроение, 1975, с.27. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO157446B (en) LABOR MANIPULATOR.
GB1186244A (en) Double-Acting Hydraulic Cable Pulling System.
RU2028929C1 (en) Method and apparatus to control hydraulic manipulator
US3990349A (en) Device for effecting translational movement of a machine
US3809248A (en) Boom extension means
JPS57131620A (en) Apparatus for rotating work
US4915281A (en) Arrangement for a method of converting a stepwise translation movement into a continuous translation movement
JPS5614605A (en) Hydraulic driving method and system for actuator
RU2039172C1 (en) Hydraulic drive controlling working tools of manipulator
RU2014212C1 (en) Hydraulic manipulator
RU2008199C1 (en) Method of controlling displacement of working member of cargo lifting apparatus
RU2113396C1 (en) Manipulator control device
US3744373A (en) Hydraulic driving system
SU611773A1 (en) Manipulator
SE8200288L (en) ELECTRO-HYDRAULIC SYSTEM FOR ROBOTAR
JPS54110559A (en) Industrial robot hand
SU540607A1 (en) Manipulator
SU1435854A1 (en) Pneumohydraulic pump
JPS5811484Y2 (en) Hydraulic feeding device of processing unit
SU1439068A1 (en) Load-engaging device
SU1212919A1 (en) Hoisting arrangement
SU742360A1 (en) Boom-type manipulator slewing gear
SU1209051A1 (en) Arrangement for interbush soil cultivation
SU553378A1 (en) Hydraulic drive of the delimbing machine
CA3229818A1 (en) Rod handling system and method