ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Устройства и элементы погрузочных манипуляторов с тросовой передачей управляющих сигналов из "Погрузочные манипуляторы " Привод звеньев погрузочных манипуляторов, являющихся силовыми машинами, как правило, выполняется гидравлическим, что обеспечивает простоту его конструкции, компактность, высокое быстродействие, жесткость по отношению к внешней нагрузке и достаточно высокую позиционную точность. Эти достоинства гидропривода реализуются полнее по мере увеличения грузоподъемности манипулятора и скорости перемещения груза. [c.43] Поскольку необходимо иметь возможность перемещать грузы по любой траектории в пределах обслуживаемой зоны с различными скоростями и останавливать их в любой ее точке, желательно, чтобы привод звеньев манипуляторов был следящим, т. е. позволял осуществлять регулирование положения и скорости исполнительного органа в зависимости от величины и направления управляющего сигнала, обеспечивая соответствие с возможно малой ошибкой положения или скорости исполнительного органа управляющему сигналу. Кроме того, применение следящих приводов звеньев манипулятора позволяет регулировать положение всех или нескольких звеньев с помощью одного управляющего устройства. При этом сигнал от управляющего устройства, а также сигнал обратной связи по каждой координате перемещения необходимо передавать к следящим золотникам гидравлического привода. Для этой цели наиболее экономична тросовая передача, отличающаяся конструктивной простотой и надежностью в эксплуатации. Такая передача отличается малой стоимостью, не требует применения каких-либо сложных или дефицитных элементов и может эксплуатироваться практически в любых условиях. [c.43] При отсутствии нагрузки на гидроцилиндр и неподвижном поршне золотник находится в таком положении относительно втулки, при котором размеры проходных щелей обеспечивают в полостях цилиндра давления обратно пропорциональные рабочим площадям поршня. Смещение золотника из этого нейтрального положения приводит к возникновению в полостях гидроцилиндра дополнительного перепада давлений, под действием которого поршень начинает двигаться либо поддерживает внешнюю нагрузку. [c.44] Поворот управляющего звена 1 с задающим блоком 2 в ту или иную сторону вызывает смещение золотника из нейтрального положения, что приводит к движению поршня гидроцилиндра 6. Поршень поворачивает стрелу в том же направлении, в котором поворачивается управляющее звено. При этом за счет движения блоков-сателлитов изменяются углы обхвата тросом блоков. При повороте стрелы длины участков тросов, лежащие на этих блоках, изменяются, компенсируя управляющий сигнал и обеспечивая, таким образом, отрицательную обратную связь. [c.46] Например, при повороте управляющего звена 1 с задающим блоком против часовой стрелки, ветвь троса 3 наматывается на задающий блок, а ветвь 11 сматывается с него. Это приводит к перемещению следящего золотника вниз по схеме и сообщению нижней полости гидроцилиндра с нагнетательной магистралью, а верхней полости — со сливной. Возникающий в гидроцилиндре перепад давлений заставляет поршень двигаться вверх, поворачивая стрелу в сторону движения управляющего звена. При этом длины участков ветви троса 5, лежащие на блоках 7 и , будут уменьшаться, а длина его прямолинейного участка между золотником и блоком 10 — возрастать. Длины же участков ветви троса 11, лежащие на блоках 7 и 8, будут увеличиваться за счет уменьшения длины прямолинейного участка между золотником и блоком 8. Такое изменение длин прямолинейных участков ветвей троса, компенсирующее управляющий сигнал, заставляет золотник двигаться вверх, возвращая его в нейтральное положение. Когда сигнал обратной связи полностью скомпенсирует управляющий сигнал, золотник займет во втулке нейтральное положение и скорость движения поршня гидроцилиндра 6 и стрелы 4 станет равной нулю. [c.46] Иногда следящие золотники, управляющие всеми или несколькими звеньями манипулятора, удобно объединять в один узел, устанавливая его в каком-либо наиболее пригодном для этой цели месте. В таких случаях передача сигналов управления и обратной связи на золотник может выполняться в соответствии со схемой рис. П1.3. [c.46] На рис. П1.4 показана схема управления приводом предплечья 13 манипулятора, в которой предусмотрена компенсация ошибок слежения, связанных с поворотом плеча 10. Управление осуществляется с помощью управляющего устройства, структурная схема которого аналогична схеме манипулятора. При повороте предплечья 1 рукоятки относительно плеча 4, например по часовой стрелке, ветвь троса 2 наматывается на задающий блок 3, а ветвь 6 сматывается с него. Такие перемещения ветвей троса заставляют тягу 7 и следящий золотник 8 двигаться вниз по схеме. [c.47] При этом штоковая полость гидроцилиндра 11 сообщается с нагнетательной магистралью, а бесштоковая—со сливной. Жидкость, поступающая в гидроцилиндр, заставляет поршень двигаться влево, поворачивая предплечье 13 манипулятора относительно его плеча 10. Во время этого движения ветвь троса 6 наматывается на блок обратной связи 12, а ветвь 2 сматывается с него. За счет изменения длин участков ветвей троса, лежащих на блоке обратной связи, тяга 7 перемещается вверх, возвращая золотник в нейтральное положение, соответствующее неподвижному поршню гидроцилиндра. [c.48] Поворот плеча 4 управляющего устройства относительно стойки не оказывает влияния на положение золотника, если угол между плечом 4 и предплечьем 1 не изменяется. Это объясняется тем, что суммарный угол обхвата ветвями троса направляющих блоков 5 я 9, имеющих одинаковые диаметры, остается постоянным. Например, при повороте плеча 4 управляющего устройства по часовой стрелке угол обхвата блока 5 ветвью троса 2 увеличится, но поскольку плечо 10 манипулятора отрабатывает движение плеча управляющего устройства, угол обхвата блока 9 этой же ветвью троса уменьшится на ту же величину, на которую он увеличился на блоке 5. Углы обхвата блоков 5 и 9 ветвью троса 6 изменяются противоположно. [c.48] Управляющие сигналы к звеньям манипулятора, которые могут возникнуть при относительном повороте шарнирно-соеди-ненных звеньев, исключаются применением схемы проводки троса, показанной на рис. II 1.5. Если к звену 7 прикреплено какое-либо последующее звено манипулятора, то поворот звена 7 относительно звена 4 не должен вызывать поступательного движения ветвей троса 3 и 8. С этой целью соосно с шарниром устанавливаются блоки 1 я 2, причем диаметр блока 1 вдвое превышает диаметр блока 2. Ветвь троса 3 огибает блок 2, блок 6, ось которого жестко связана с звеном 7 манипулятора, блок/, проходит через блок 5, ось которого закреплена на звене 4, затем вторично огибает блок 2 и направляется к последующему звену. При относительном повороте звеньев 4и7 суммарная длина троса, лежащего на блоках, остается постоянной за счет двойного огибания блока 2 при вдвое меньшем диаметре по сравнению с блоком 1. Это обеспечивает постоянство длин прямолинейных участков троса и, таким образом, отсутствие каких-либо сигналов, передаваемых через трос к последующему звену манипулятора или от него. [c.49] В некоторых случаях предплечье манипулятора снабжается выдвижной частью, расширяющей зону обслуживания. При этом возникает проблема передачи сигналов через воз-вратно-поступательно-движущиеся звенья к следящим золотникам приводов механизмов кисти. Величина этих сигналов не должна зависеть от положения выдвижной части. Такая передача может быть выполнена с помощью механизма нюрнбергских ножниц с направляющими блоками на шарнирах Схема такой передачи показана на рис. III.6. [c.49] Недостатками механизма нюрнбергских ножниц является его сложность и относительно низкая жесткость, связанная с большим количеством шарнирных соединений. Поэтому его можно рекомендовать к применению лишь при небольших перемещениях выдвижной части. Упрощение конструкции и повышение жесткости механизма передачи сигналов через возвратно-поступательно-движущиеся звенья манипулятора может быть достигнуто выполнением его по одному из вариантов схем, показанных на рис. Ill Л, где выдвижная часть 9 (рис. П1.7, а) приводится в движение относительно стрелы 1 с помощью гидроцилиндра 2 через полистпаст-ный механизм. На конце штока гидроцилиндра, закрепленного на стреле 1, установлены блоки 3 я 5, огибаемые силовыми тросами 4 и 8. Один конец каждого из этих тросов закреплен на стреле 1, а другой — на выдвижной части 9, перемещение которой вдвое больше перемещения поршня. [c.50] К звеньям / и 5 шарнирно присоединены дополнительные звенья 6 и 8, связанные друг с другом шарнирно. На осях этих шарниров установлены дополнительные блоки 7 равного диаметра, а на оси шарнирного соединения звеньев 1 и 4—два блока 2. Трос 9 последовательно огибает блок 2, отклоняющий блок 3, установленный на звене 4, второй блок 2 и дополнительные блоки 7, причем намотка троса на блоки 7 производится в одном направлении. Для компенсации в тросовой передаче относительного движения звеньев сумма диаметров блоков 2 должна быть равна диаметру блока 7. [c.52] При повороте звена 4 относительно звена 1, например по часовой стрелке, сумма углов обхвата тросом блоков 2 и 7 не изменится, а поскольку сумма диаметров блоков 2 равна диаметру блока 7, длина участков троса 9, лежащих на блоках, сохранится, поэтому в тросовой передаче не возникнет никаких сигналов. [c.52] При поступательном движении звена 5 относительно звена 4 сумма углов обхвата тросом 9 дополнительных блоков 7 не изменяется и, опедовательно, в тросовой передаче также не возникают какие-либо сигналы. Очевидно, что и при одновременном движении звеньев 4 ш 5 в тросовой передаче будет происходить компенсация сложноплоского движения. [c.52] Совмещенное управление звеньями манипулятора от одной рукоятки даже при маневренности, равной или большей единицы, становится возможным с помощью управляющего устройства, в котором ограничивается наибольший угол между двумя любыми звеньями. Такое решение в погрузочных манипуляторах, имеющих, например, выдвижную часть в плече, позволяет ограничить величину максимального угла между предплечьем и горизонтальной плоскостью, что необходимо для предотвращения касания элементов предплечья с поднимаемым грузом или с грузом, уложенным в штабель. [c.53] В показанном на рис. III.9 положении управляющего устройства ограничитель хода 9 упирается в упор 10 и поворот звена 1 относительно звена 3 против часовой стрелки возможен лишь в том случае, если звенья 3 к 5 повернутся по часовой стрелке относительно звена 7. При этом максимальный угол между звеньями 1 и 7 оказывается всегда одинаковым при одинаковых диаметрах направляющих блоков, так как увеличение угла обхвата тросом какого-либо блока возможно только при уменьшении угла обхвата остальных блоков на ту же величину. [c.53] Следящий золотник 19, корпус которого закреплен на стреле 22, служит для управления гидроцилиндром 21 выдвижной части. Управляющий сигнал к подпружиненному плунжеру этого золотника передается тросом 18, один конец которого закреплен на звене 2 управляющего устройства. Этот трос проходит через блоки 1, 5, 7, 14, блок плунжера золотника и крепится к выдвижной части 20. [c.54] Рассмотрим работу манипулятора при некоторых конкретных движениях рукоятки А. Если ограничитель хода 11 упирается в упор 10, как показано на рис. 111.10, то звенья 2 и 4 управляющего устройства при неизменном угле между ними могут поворачиваться только по часовой стрелке. При таком повороте угол обхвата тросом блока 6 уменьшается, ограничитель хода 11 отходит от упора 10 и золотник 12 под действием пружины смещается вниз из нейтрального положения, что вызывает следящий поворот стрелы 22. Описание работы следящего привода при этом повороте приведено ранее (см рис. П1.2), Выдвижная часть стрелы при этом за счет уменьшения угла обхвата тросом 18 блока 7 будет двигаться в сторону увеличения вылета. Для того чтобы вылет не изменялся, необходимо в процессе поворота стрелы приближать рукоятку А к оси блока 7. Если при упоре ограничителя хода И в упор 10 рукоятка А перемещается по прямой за счет изменения угла между звеньями 2 и 4, то через трос 18 на золотник 19 передается управляющий сигнал, вызывающий следящее перемещение выдвижной части 20. При этом сигнал в системе управления поворотом стрелы отсутствует, так как изменение длины участка троса 9, лежащего на блоке 3, будет компенсироваться противоположным изменением длины участка троса, лежащего на блоке 6, в связи с соотношением их диаметров 1 2. [c.55] Поворот звена 2 относительно неподвижных звеньев 4 и 8 по часовой стрелке приводит к подаче управляющего сигнала через трос 18 на следящий золотник 19 и перемещению выдвижной части 20 в сторону уменьшения вылета. При этом угол обхвата тросом 9 блока 3 будет уменьшаться, освобождающаяся длина троса позволит золотнику 12 смещаться из нейтрального положения вниз, в связи с чем стрела 22 будет двигаться по часовой стрелке. В общем случае движения рукоятки А приводят к одновременной работе следящих приводов поворота стрелы и выдвижной части. [c.55] Вернуться к основной статье