CC BY
82
Рис. 4. Процесс работы ЭМФ:
а — при импульсе и, В, значительно большем времени открытия ЭМФ t1, с; б — при импульсе и, В, соизмеримым с временем открытия ЭМФ t1, с
Если время импульса, подаваемого на ЭМФ намного больше, чем время поднятия tl и время закрытия t3 запорной иглы, то степень влияния I и III этапов подачи топлива на работу ЭМФ минимально (рис. 4а).
Если время импульса соизмеримо со временем открытия или закрытия ЭМФ, то цикловая подача топлива определяется продолжительностью времени открытия tl и закрытия ^ запорной иглы. Влияние II этапа работы ЭМФ при этом минимально (рис. 4б).
Выводы
Комплексным диагностическим параметром технического состояния ЭМФ является пропуск-
ная способность, которую в процессе эксплуатации необходимо оценивать как минимум в двух режимах работы ДВС: 1) в режиме при электромагнитном импульсе, значительно большем времени открытия ЭМФ; 2) при электромагнитном импульсе, соизмеримым с временем открытия ЭМФ.
Список литературы
1. Аппаратура впрыска легкого топлива автомобильных двигателей / Ю.И. Будыко [и др.]. — Л.: Машиностроение, 1975. — 192 с.
2. Пат. 2418190 RU F 02 М 65/00. Способ диагностирования системы топливоподачи двигателя / Гриценко А.В., Бакайкин Д.Д., Куков С.С. — № 2009123798; за-явл. 22.06.09; опубл. 10.05.11, Бюл. № 13. — 6 с.
УДК 631.171:621.865.8
И.А Несмиянов, канд. техн. наук Н.С. Воробьёва, канд. техн. наук В.И. Токарев
Волгоградский государственный аграрный университет
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПОГРУЗОЧНЫМ МАНИПУЛЯТОРОМ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ
В сельскохозяйственном производстве большая доля погрузочно-разгрузочных работ посредством погрузочных манипуляторов, управляемых человеком-оператором, приходится на штучные и затаренные грузы. Эффективным средством для существенного повышения производительности манипулятора является оснащение специальными системами управления, которые позволяют совместить рабочие операции, облегчить сам про-
цесс управления с целью уменьшения утомляемости оператора.
В последнее время оптимальным решением становится комбинация ручного и автоматизированного управления погрузочным средством.
Системы управления манипуляторами с че-ловеком-оператором в контуре управления с точки зрения робототехники относят к биотехническим или эргатическим системам, непосредствен-
но включающим человека в управление техническим объектом [1, 2].
Наиболее совершенным и широко известным принципом управления манипуляторами с участием человека-оператора является копирование, заключающееся в том, что управление манипулятором производится с помощью рукоятки управления, геометрически подобной рабочему оборудованию манипулятора. Перемещение конца рукоятки под воздействием оператора с определенной степенью точности воспроизводится в заданном масштабе грузозахватным устройством [3, 4].
Особую сложность представляет управление манипулятором с пространственным исполнительным механизмом параллельной структуры, ряд таких манипуляторов разработан в Волгоградском ГАУ.
На рис. 1 представлена схема манипулятора, где перемещение грузонесу-щей стрелы по координатам ф и ^ обеспечивают звенья переменной длины 1 и 2, которые расположены под углом друг к другу и образуют пространственную структуру в виде трехгранной пирамиды. Управление перемещением т.
А создает определенные трудности, так как у оператора в этом случае отсутствует характерное для управления плоскими механизмами представление о взаимном соответствии координат груза (места захвата и выгрузки) и координат, определяющих положение т. А, а также направление ее движения при включении приводов.
Система прямого управления манипулятором в данном случае состоит из пульта управления (ПУ), блока электронных ключей (ЭК), системы позиционирования (СП), выполненной на основе элементов с транзисторно-транзисторной логикой, электрораспределителей Ръ Р2, Р3 и соответствующих исполнительных цилиндров 1, 2, 3, а также датчиков положений ДПг, ДП2 ДП3.
Для перемещения грузозахватного устройства манипулятора сигнал от пульта управления поступает электронные ключи (ЭК), управляющие электромагнитами распределителей Рь Р2, Р3. Управление возможно как всеми цилиндрами одновременно, так и дискретно, каждым цилиндром в отдельности.
При достижении манипулятором крайнего положения, либо положения заранее заданного оператором, сигнал от датчика ДП{ с логическим состоянием «1» поступает в систему позиционирования (СП), которая переводит соответствующий
\ А(х
•у л)
■4 ч V гі А -2>1 I/ М чу ті А -і и -
!_/• г N 1 .1
СП
ЭК
ПУ
1 Оператор!
Рис. 1. Система прямого управления манипулятором:
ПУ — пульт управления; ЭК — блок электронных ключей; СП — система позиционирования; Рь Р2, Р3 — электрогидрораспределители; 1, 2, 3 — исполнительные цилиндры; ДП1, ДП2, ДП3 — датчики положений.
электронный ключ, управляющий распределителем Р;, в логическое состояние «0» и движение манипулятора в данном направлении прекращается.
Датчики положений звеньев и систем позиционирования могут быть настроены для ограничения зоны действия т. А манипулятора, что необходимо при работе в складских помещениях и ангарах во избежание повреждаемости окружающих предметов при ошибке оператора, а также для автоматического возврата грузозахватного устройства манипулятора в заданное положение по окончании технологической операции.
Положение стрелы в пространстве однозначно определяется обобщенными координатами ф и ^, поэтому для управления стрелой манипулятора достаточно изменять эти углы задающей рукояткой. На рис. 2 представлена функциональная схема вычисления телесного угла положения стрелы в пространстве зоны обслуживания по сигналам от датчиков положений, реализуемая посредством операционных электронных элементов.
Как известно [5], отношение телесного угла к его максимальному значению (равному 4п сте-
х1 х2 О О
5к
R2X4
5к
L
а ох со$(аох)
а ог соз(аог)
^гКі—і
---1 ,- 8ИШ
и
Система расчета телесного угла
sqrt
'П
div аіап Ц-
Рис. 2. Функциональная схема расчета телесного угла положения стрелы манипулятора
2
x
0
радиан) есть угол сервиса, который для манипуляторов, работающих в ангулярной системе координат, может изменяться от 0 до 1. При значениях телесного угла стремящихся к углу сервиса будет наблюдаться наилучшее удобство управления манипулятором как с точки зрения обзора оператора, так и с точки зрения устойчивости манипулятора.
Предлагаемая схема позволяет не только вырабатывать управляющий сигнал, но и реализовать индикацию положения груза в пространстве на рабочем месте оператора, тем самым повышая информативность технологического процесса.
Управление погрузочным манипулятором реализовано как позиционное, коэффициент подо-
бия задающего механизма пульта управления реальному исполнительному механизму составляет к = 10,5.
Лабораторные испытания предложенной системы управления показали эффективность данной разработки, заключающейся в удобстве управления манипулятором и повышении производительности операций погрузки-разгрузки штучных грузов.
Список литературы
1. Юревич, Е.И. Основы робототехники: учеб. пособие. — 3-е изд., пе-рераб. и доп. / Е.И. Юревич. — СПб.: БХВ-Петербург, 2010 — 368 с.
2. Сергеев, С.Ф. Проблемы проектирования сложных эргатических систем / С.Ф. Сергеев // Материалы 7-й научно-технической конференции «Мехатроника, автоматизация, управление». — СПб.: ОАО «Концерн ЦНИИ «Электроприбор», 2010. — С. 23—26.
3. Несмиянов, И.А. Совершенствование систем управления погрузочными манипуляторами. / И.А. Несмиянов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 2002. — № 4. — С. 21—22.
4. Герасун, В.М. Системы управления манипуляторами на основе пространственных исполнительных механизмов. / В.М. Герасун, И.А. Несмиянов // Мехатроника, автоматизация, управление. — 2010. — № 2. — С. 24—28.
5. Теория механизмов и механика машин: учебник для втузов / К.В.Фролов [и др.]; под ред. К.В. Фролова. — 3-е изд., стер. — М.: Высшая школа, 2001. — 496 с.
