RU219687U1 - Tripod manual control device - Google Patents

Tripod manual control device Download PDF

Info

Publication number
RU219687U1
RU219687U1 RU2023104886U RU2023104886U RU219687U1 RU 219687 U1 RU219687 U1 RU 219687U1 RU 2023104886 U RU2023104886 U RU 2023104886U RU 2023104886 U RU2023104886 U RU 2023104886U RU 219687 U1 RU219687 U1 RU 219687U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
platform
rods
tripod
manipulator
control unit
Prior art date
Application number
RU2023104886U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Николаевич Захаров
Иван Алексеевич Несмиянов
Алексей Геннадьевич Иванов
Андрей Юрьевич Китов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU219687U1 publication Critical patent/RU219687U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в ручных электродистанционных системах управления погрузочным манипулятором-триподом. Устройство содержит платформу, манипуляционную рукоятку, установленную на сферическом шарнире, реохордные датчики позиционирования со штангами, треугольную раму, установленную на платформе, и последовательно соединенные микроконтроллерный блок управления и мостовой усилитель сигнала, закрепленные на платформе, при этом штанги упомянутых датчиков позиционирования одними концами связаны с треугольной рамой посредством цилиндрических шарниров, а другими концами посредством шарнирного соединения закреплены на сферическом шарнире с образованием полой пирамиды, внутри которой расположена манипуляционная рукоятка. Треугольная рама установлена на платформе посредством цилиндрического шарнира, к которому прикреплена штанга дополнительно введенного реохордного датчика позиционирования, который соединен с соответствующим входом блока управления. Использование полезной модели позволяет повысить точность ручного управления манипулятором. 2 ил.

Figure 00000001
The utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used in manual electrical remote control systems for a loading manipulator-tripod. The device comprises a platform, a handling handle mounted on a spherical hinge, reochord positioning sensors with rods, a triangular frame installed on the platform, and a microcontroller control unit and a bridge signal amplifier connected in series, fixed on the platform, while the rods of the mentioned positioning sensors are connected at one end to triangular frame by means of cylindrical hinges, and the other ends by means of a hinged connection are fixed on a spherical hinge with the formation of a hollow pyramid, inside which is located a manipulation handle. The triangular frame is mounted on the platform by means of a cylindrical hinge, to which a rod of an additionally introduced rechord positioning sensor is attached, which is connected to the corresponding input of the control unit. The use of the utility model makes it possible to increase the accuracy of manual control of the manipulator. 2 ill.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в ручных электродистанционных системах управления погрузочным манипулятором-триподом.The utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used in manual electrical remote control systems for a loading manipulator-tripod.

Известен манипулятор-трипод параллельно-последовательной структуры (патент РФ №2616493С1, МПК B66Q23/44, опубл. 17.04.2017 г.), состоящий из пространственного приводного трехстержневого механизма в виде треугольной пирамиды со звеньями переменной длины, концы которых закреплены в вершинах на поворотном основании в виде треугольной фермы с помощью двухстепенных шарниров. Противоположные концы трех звеньев соединены между собой и с захватом посредством особого сферического шарнирного устройства с пятью степенями свободы. Основание крепится к транспортному средству двумя нижними вершинами треугольной фермы с помощью цилиндрических шарниров вращения с кинематической парой пятого класса. Для поворота основания предусмотрен дополнительный подвижный стержневой привод, который одним концом соединяется с верхней третьей вершиной треугольной фермы, а другим концом к транспортному средству с помощью цилиндрических шарниров вращения с кинематической парой пятого класса.Known manipulator-tripod parallel-serial structure (RF patent No. 2616493C1, IPC B66Q23 / 44, publ. 04/17/2017), consisting of a spatial drive three-rod mechanism in the form of a triangular pyramid with links of variable length, the ends of which are fixed at the vertices on the rotary base in the form of a triangular truss with two-degree hinges. The opposite ends of the three links are connected to each other and to the grip by means of a special spherical hinged device with five degrees of freedom. The base is attached to the vehicle by two lower vertices of a triangular truss using cylindrical hinges of rotation with a kinematic pair of the fifth class. To rotate the base, an additional movable rod drive is provided, which at one end is connected to the upper third vertex of the triangular truss, and at the other end to the vehicle using cylindrical hinges of rotation with a kinematic pair of the fifth class.

Причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, является то, что ручное управление каждой степенью подвижности манипулятора-трипода осуществляется отдельной рукояткой.The reasons preventing the achievement of the technical result indicated below is that the manual control of each degree of mobility of the tripod manipulator is carried out by a separate handle.

Известно устройство ручного управления подвижным объектом, принятое за прототип (патент РФ №173556U1, МПК B25J 13/02, опубл. 30.08.2017 г.), состоящее из платформы, манипуляционной рукоятки, установленной на сферическом шарнире, штанг датчиков позиционирования с цилиндрическими шарнирами, при этом дополнительно к платформе неподвижно крепится треугольная рама, к которой крепятся штанги датчиков позиционирования посредством цилиндрических шарниров одними концами, другими концами штанги датчиков позиционирования посредством шарнирного соединения крепятся на сферическом шарнире, при этом образуется полая пирамида, внутри которой расположена манипуляционная рукоять, сферический шарнир имеет возможность перемещения в зависимости от хода штанг датчиков позиционирования.A device for manual control of a movable object, taken as a prototype, is known (RF patent No. 173556U1, IPC B25J 13/02, publ. 08/30/2017), consisting of a platform, a manipulation handle mounted on a spherical hinge, position sensor rods with cylindrical hinges, at the same time, in addition to the platform, a triangular frame is fixedly attached to which the rods of the positioning sensors are attached by means of cylindrical hinges at one end, the other ends of the rods of the positioning sensors are mounted on a spherical hinge by means of a swivel joint, thus forming a hollow pyramid, inside which the handling handle is located, the spherical hinge has the ability to move depending on the stroke of the positioning sensor rods.

Причинам, препятствующим достижению заявленного технического результата, является то, что устройство обеспечивает одновременное управление только тремя звеньями манипулятора, что снижает маневренность и функциональные возможности манипулятора, а также значительно сокращает зону действия.The reasons hindering the achievement of the claimed technical result is that the device provides simultaneous control of only three links of the manipulator, which reduces the maneuverability and functionality of the manipulator, and also significantly reduces the coverage area.

Задача - увеличение числа одновременно действующих управляющих воздействий на объект управления.The task is to increase the number of simultaneously acting control actions on the control object.

Технический результат - обеспечение автономности и точности ручного управления манипулятором-триподом.EFFECT: ensuring autonomy and accuracy of manual control of a tripod manipulator.

Указанный технический результат достигается устройством ручного управления манипулятором-триподом, состоящим из платформы, манипуляционной рукоятки, установленной на сферическом шарнире, штанг датчиков позиционирования с цилиндрическими шарнирами, при этом дополнительно к платформе, посредством вращательного цилиндрического шарнира, крепится треугольная рама, к которой прикрепляются штанги датчиков позиционирования при помощи цилиндрических шарниров одними концами, другими концами штанги датчиков позиционирования посредством шарнирного соединения крепятся на сферическом шарнире, при этом образуется полая пирамида, внутри которой расположена манипуляционная рукоять, сферический шарнир имеет возможность перемещения в зависимости от хода штанг датчиков позиционирования; дополнительно на платформе установлены микроконтроллерный блок управления и мостовой усилитель сигнала, при этом микроконтроллерный блок управления связан посредством каналов связи с датчиками позиционирования и мостовым усилителем сигнала; датчики позиционирования выполнены реохордными.The specified technical result is achieved by a device for manual control of a tripod manipulator, consisting of a platform, a manipulation handle mounted on a spherical hinge, positioning sensor rods with cylindrical hinges, while in addition to the platform, by means of a rotational cylindrical hinge, a triangular frame is attached to which the sensor rods are attached positioning with the help of cylindrical hinges at one end, the other ends of the positioning sensor rods are mounted on a spherical hinge by means of a swivel joint, this forms a hollow pyramid, inside which a manipulation handle is located, the spherical hinge can move depending on the stroke of the positioning sensor rods; additionally, a microcontroller control unit and a bridge signal amplifier are installed on the platform, while the microcontroller control unit is connected via communication channels with positioning sensors and a bridge signal amplifier; positioning sensors are made reochord.

На фиг. 1 - общий вид устройства ручного управления манипулятором-триподом с электроцилиндрами.In FIG. 1 is a general view of a manual control device for a tripod manipulator with electric cylinders.

На фиг. 2 - функциональная схема управления манипулятором-триподом с электроцилиндрами.In FIG. 2 - functional diagram of the control of the manipulator-tripod with electric cylinders.

Устройство состоит из платформы 1, манипуляционной рукоятки 2, установленной на сферическом шарнире 3, штанг 4 реохордных датчиков позиционирования 5 с цилиндрическими шарнирами 6, треугольной рамы 7, закрепленной при помощи цилиндрического шарнира 9 к платформе 1, к которой крепятся штанги 4 реохордных датчиков позиционирования 5 посредством цилиндрических шарниров 6 одними концами, другими концами штанги 4 реохордных датчиков позиционирования 5 посредством шарнирного соединения 8 крепятся на сферическом шарнире 3, при этом образуется полая пирамида, внутри которой расположена манипуляционная рукоятка 2. Сферический шарнир 3 имеет возможность перемещения в зависимости от хода штанг 4 реохордных датчиков позиционирования 5. К вращательному цилиндрическому шарниру 9 треугольной рамы 7 крепится штанга 10 реохордного датчика позиционирования 11, который, в свою очередь, неподвижно закреплен на платформе 1. Также на платформе 1 установлены микроконтроллерный блок управления 12 и мостовой усилитель сигнала 13.The device consists of a platform 1, a manipulation handle 2 mounted on a spherical hinge 3, rods 4 of rechord position sensors 5 with cylindrical hinges 6, a triangular frame 7 fixed by means of a cylindrical hinge 9 to platform 1, to which rods 4 of reochord position sensors 5 are attached. by means of cylindrical hinges 6 at one end, the other ends of the rod 4 reochord positioning sensors 5 by means of a hinge 8 are mounted on a spherical hinge 3, thus forming a hollow pyramid, inside of which the manipulation handle 2 is located. The spherical hinge 3 has the ability to move depending on the stroke of the rods 4 rheochord positioning sensors 5. A rod 10 of the rheochord positioning sensor 11 is attached to the rotational cylindrical hinge 9 of the triangular frame 7, which, in turn, is fixedly fixed on the platform 1. Also on the platform 1 are installed a microcontroller control unit 12 and a bridge signal amplifier 13.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Для управления захватом в пространстве, размещенном на сферическом шарнире 3 (фиг. 1) необходимо управлять несколькими электроцилиндрами манипулятора-трипода одновременно. Управление электроцилиндрами манипулятора-трипода происходит посредством манипуляционной рукоятки 2, через которую оператор воздействует на реохордные датчики позиционирования 5 и 11, перемещая штанги 4 и 10. Штанги 4, 10 перемещают в свою очередь ползунки реохордных датчиков позиционирования 5, 11. Сигнал в виде тока от реохордных датчиков позиционирования поступает на входы каналов связи A1, А2, A3, А4 микроконтроллерного блока управления 12. Сигналы с микроконтроллерного блока управления поступают на мостовые усилители сигнала 13 по каналам связи х, откуда напряжение передается на датчики электроцилиндров манипулятора-трипода. Одновременно микроконтроллерный блок управления 12 сравнивает сигналы от датчиков электроцилиндров манипулятора-трипода, которые в виде тока поступают на микроконтроллерный блок управления 12 по каналам связи q1, q2, q3 и q4 соответственно. Если сигналы на каналах связи q1, q2, q3, q4 идентичны сигналам на каналах связи A1, А2, A3, А4, то микроконтроллерный блок управления 12 не выдает управляющих сигналов. Если, например, значение сигнала на канале связи A1 больше сигнала на канале связи q1, то микроконтроллерный блок управления 12 выдает управляющий ШИМ-сигнал (широтно-импульсно модулированный) по каналу связи x1 на мостовые усилители сигнала 13 и управляющее напряжение по каналу связи u1 блока 13 подается на электроцилиндр манипулятора-трипода до тех пор, пока значения сигналов на каналах связи q1 и A1 не сравняются. Аналогично происходит управление всеми электроцилиндрами манипулятора-трипода.To control the capture in the space placed on the spherical hinge 3 (Fig. 1) it is necessary to control several electric cylinders of the tripod manipulator simultaneously. The electric cylinders of the tripod manipulator are controlled by means of a manipulation handle 2, through which the operator acts on the reochord positioning sensors 5 and 11, moving the rods 4 and 10. The rods 4, 10, in turn, move the sliders of the reochord positioning sensors 5, 11. The signal in the form of a current from rheochord positioning sensors is fed to the inputs of the communication channels A 1 , A 2 , A 3 , A 4 of the microcontroller control unit 12. Signals from the microcontroller control unit are sent to bridge signal amplifiers 13 via communication channels x, from where the voltage is transmitted to the sensors of the electric cylinders of the manipulator-tripod. At the same time, the microcontroller control unit 12 compares the signals from the sensors of the electric cylinders of the manipulator-tripod, which are supplied in the form of current to the microcontroller control unit 12 via communication channels q 1 , q 2 , q 3 and q 4 , respectively. If the signals on the communication channels q 1 , q 2 , q 3 , q 4 are identical to the signals on the communication channels A 1 , A 2 , A 3 , A 4 , then the microcontroller control unit 12 does not issue control signals. If, for example, the value of the signal on the communication channel A 1 is greater than the signal on the communication channel q 1 , then the microcontroller control unit 12 outputs a control PWM signal (pulse-width modulated) via the communication channel x 1 to the bridge signal amplifiers 13 and the control voltage via the channel connection u 1 block 13 is fed to the electric cylinder of the manipulator-tripod until the values of the signals on the communication channels q 1 and A 1 are equal. Similarly, all the electric cylinders of the tripod manipulator are controlled.

Таким образом, заявленное устройство ручного управления манипулятором-триподом с электроцилиндрами обеспечивает автономность и точность ручного управления манипулятором-триподом, повышает маневренность и функциональные возможности манипулятора.Thus, the claimed device for manual control of a tripod manipulator with electric cylinders provides autonomy and accuracy of manual control of the tripod manipulator, increases the maneuverability and functionality of the manipulator.

Claims (1)

Устройство для ручного управления манипулятором-триподом с электроцилиндрами, содержащее платформу, манипуляционную рукоятку, установленную на сферическом шарнире, реохордные датчики позиционирования со штангами, треугольную раму, установленную на платформе, и последовательно соединенные микроконтроллерный блок управления и мостовой усилитель сигнала, закрепленные на платформе, при этом штанги упомянутых датчиков позиционирования одними концами связаны с треугольной рамой посредством цилиндрических шарниров, а другими концами посредством шарнирного соединения закреплены на сферическом шарнире с образованием полой пирамиды, внутри которой расположена манипуляционная рукоятка, и с обеспечением возможности перемещения сферического шарнира в зависимости от хода упомянутых штанг, причем соответствующие входы микроконтроллерного блока управления связаны с упомянутыми датчиками позиционирования и выполнены с возможностью соединения с электроцилиндрами манипулятора-трипода для подачи на них управляющего напряжения, отличающееся тем, что треугольная рама установлена на платформе посредством цилиндрического шарнира, к которому прикреплена штанга дополнительно введенного реохордного датчика позиционирования, неподвижно закрепленного на платформе и который соединен с соответствующим входом микроконтроллерного блока управления.A device for manual control of a tripod manipulator with electric cylinders, comprising a platform, a handling handle mounted on a spherical hinge, reochord positioning sensors with rods, a triangular frame mounted on the platform, and a microcontroller control unit and a bridge signal amplifier connected in series, fixed on the platform, with At the same time, the rods of the said positioning sensors are connected at one end to the triangular frame by means of cylindrical hinges, and at the other ends, by means of a swivel joint, they are fixed on a spherical hinge to form a hollow pyramid, inside which a manipulation handle is located, and with the possibility of moving the spherical hinge depending on the stroke of the said rods, moreover, the corresponding inputs of the microcontroller control unit are connected to the mentioned positioning sensors and are configured to be connected to the electric cylinders of the manipulator-tripod for applying a control voltage to them, characterized in that the triangular frame is mounted on the platform by means of a cylindrical hinge, to which the rod of the additionally introduced rechord positioning sensor is attached fixed on the platform and connected to the corresponding input of the microcontroller control unit.
RU2023104886U 2023-03-01 Tripod manual control device RU219687U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU219687U1 true RU219687U1 (en) 2023-07-31

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4012014A (en) * 1975-09-11 1977-03-15 Mcdonnell Douglas Corporation Aircraft flight controller
RU2007335C1 (en) * 1991-04-17 1994-02-15 Потапов Олег Федорович Flying vehicle control device
RU2253593C2 (en) * 2003-06-20 2005-06-10 ФГУП Научно-исследовательский институт авиационного оборудования Device for manual control of mobile object
RU2501648C2 (en) * 2011-11-10 2013-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия Device for manual control over tripod manipulator
RU173556U1 (en) * 2017-03-07 2017-08-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) MANUAL CONTROL DEVICE FOR TRIPOD MANIPULATOR

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4012014A (en) * 1975-09-11 1977-03-15 Mcdonnell Douglas Corporation Aircraft flight controller
RU2007335C1 (en) * 1991-04-17 1994-02-15 Потапов Олег Федорович Flying vehicle control device
RU2253593C2 (en) * 2003-06-20 2005-06-10 ФГУП Научно-исследовательский институт авиационного оборудования Device for manual control of mobile object
RU2501648C2 (en) * 2011-11-10 2013-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия Device for manual control over tripod manipulator
RU173556U1 (en) * 2017-03-07 2017-08-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) MANUAL CONTROL DEVICE FOR TRIPOD MANIPULATOR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH07508488A (en) Lifting device for loads
US4484775A (en) Adjustable smooth action linkage gripper mechanism
KR101164197B1 (en) A robot having the shape of a crab
JPH0366575A (en) Robot device
US20080019803A1 (en) Robotic Hand With Palm Section Comprising Several Parts Able to Move Relative to Each Other
JPH10124122A (en) Parallel structure-type robot
FI93636B (en) Manipulator robot with large dimension and high capacity for use in open environment
CN108789461A (en) A kind of sufficient pawl of machinery for multi-foot robot
RU219687U1 (en) Tripod manual control device
RU2700304C1 (en) Robot manipulator
CN110466637A (en) Single shaft-driven four feet all directions climbing robot and its control method
CN107618584A (en) A kind of Bionic flexible robot capable of climbing trees
GB2529701A (en) Apparatus for converting motion
RU2501648C2 (en) Device for manual control over tripod manipulator
CN110653784A (en) Multifunctional anti-terrorist and anti-explosion crawler-type mobile robot for processing complex conditions
RU173556U1 (en) MANUAL CONTROL DEVICE FOR TRIPOD MANIPULATOR
KR100811530B1 (en) 6 beef or pork hocks transfer robot that use piezoelectric actuator
CN211674536U (en) Laparoscopic surgery robot system with force feedback function
CN112659091A (en) Remote control robot
RU2651781C1 (en) Industrial purpose tripod manipulator
RU2616493C1 (en) Tripod arm of parallel-serial structure
Choi et al. A self-contained wall climbing robot with closed link mechanism
CN109987163A (en) A kind of creeper undercarriage and robot
CN211674538U (en) Porous laparoscopic surgery robot system
JP4200304B2 (en) Load handling device operation grip