УСТРОЙСТВО РУЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ-ТРИПОДОМ

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в ручных электродистанционных системах управления погрузочным манипулятором-триподом.
Известен кран-манипулятор с исполнительным механизмом в виде трипода (патент РФ №2207317, МПК В66С 23/44, опубл. 27.06.2003 г. ), содержащий смонтированное на транспортном средстве поворотное в вертикальной плоскости основание в виде плоской треугольной фермы, на вершинах основания шарнирно закреплены корпусы трех гидроцилиндров. Штоки всех трех цилиндров соединены между собой и с грузозахватным органом.
Причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, является то, что управление каждой степенью подвижности манипулятора-трипода осуществляется отдельной рукояткой.
Известно устройство ручного управления подвижным объектом, принятое за прототип (патент РФ №2501648 B25J 13/02, опубл. 20.12.2013 г.), содержащее корпус, рукоятку, кинематически связанную с механическими узлами, пружинные загружатели и электрические датчики положения рукоятки. Управление объектом осуществляется путем создания простых кинематических связей между механическими узлами.
Причинам, препятствующим достижению заявленного технического результата, является то, что устройство обеспечивает одновременное отклонение рукоятки только по двум взаимно перпендикулярным направлениям, т.е. управление осуществляется только двумя обобщенными координатами, что затрудняет задание движения по прямолинейным траекториям.
Задача - увеличение числа одновременно действующих управляющих воздействий на объект управления.
Технический результат - обеспечение автономности и точности ручного управления манипулятором-триподом.
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 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; 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.
На фиг. 1 - общий вид устройства ручного управления манипулятором-триподом.
На фиг. 2 - функциональная схема управления манипулятором-триподом.
Устройство состоит из платформы 1, манипуляционной рукоятки 2, установленной на сферическом шарнире 3, штанги 4 реохордных датчиков позиционирования 5 с цилиндрическими шарнирами 6, треугольной рамы 7, 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. На платформе установлены микроконтроллерный блок управления 9 и мостовой усилитель сигнала 10.
Устройство работает следующим образом.
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
1
1
1
1
1
Для управления захватом в пространстве, размещенным 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, перемещая штанги 4. Штанги 4 перемещают, в свою очередь, ползунки реохордных датчиков позиционирования 5. Сигнал в виде тока от реохордных датчиков позиционирования поступает на входы каналов связи А, А, А микроконтроллерного блока управления 9. Одновременно микроконтроллерный блок управления 9 сравнивает сигналы от датчиков электроцилиндров манипулятора-трипода, которые в виде тока поступают на микроконтроллерный блок управления 9 по каналам связи q q и q соответственно. Если сигналы на каналах связи q, q, q идентичны соответственно сигналам на каналах связи А, А, А, то микроконтроллерный блок управления 9 не выдает управляющих сигналов. Если, например, значение сигнала на канале связи A больше сигнала на канале связи q, то микроконтроллерный блок управления 9 выдает управляющий ШИМ-сигнал (широтно-импульсно модулированный) по каналу связи x на мостовые усилители сигнала 10 и управляющее напряжение по каналу связи u блока 10 подается на электроцилиндр манипулятора-трипода до тех пор, пока значения сигналов на каналах связи q и A не сравняются. Аналогично происходит управление всеми электроцилиндрами манипулятора-трипода.
Таким образом, заявленное устройство ручного управления манипулятором-триподом обеспечивает автономность и точность ручного управления манипулятором-триподом.