[發明專利]多油缸協同控制裝置及其工作方法

有效

• 申請號: 202010928073.2
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112045685B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 李光;張翼風;林福龍;魏曉龍;王雙旺;路亞緹;王一新;張子華;孟啟明;楊航;黃震;張發亮
• 申請（專利權）人: 中鐵工程裝備集團有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J13/08;B25J15/08;B25J18/00
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 喬玉萍

1.一種多油缸協同控制裝置，包括大回轉機構（1），大回轉機構（1）上活動設置有機械臂，機械臂與動力機構相連接，其特征在于，所述大回轉機構（1）上均勻分布有若干個從站控制盒（5），若干個從站控制盒（5）均與主站控制箱相連接；所述從站控制盒（5）兩側且在大回轉機構（1）上活動對稱設置有兩組機械臂，通過從站控制盒同時控制兩組機械臂上的油缸動作實現兩組機械臂姿態和位置的協調改變；動力機構上設置有壓力檢測組件和調節組件，壓力檢測組件和調節組件均與從站控制盒（5）相連接；

所述大回轉機構上設置有拖鏈，主站控制箱與各從站控制盒（5）之間的通信線纜布置在拖鏈上；

所述調節組件包括伸縮位移傳感器和比例調節閥，比例調節閥分別設置在推進油缸和夾爪油缸的進油管路上且伸縮位移傳感器內置在推進油缸和夾爪油缸內部；伸縮位移傳感器、比例調節閥均與從站控制盒相連接；

對各油缸位移路徑規劃，通過把每個油缸伸長量分成多段，多個油缸完成第一段伸長量后，多個油缸再進行第二段伸長量的位移，依次完成多段，擬合機械臂油缸位移曲線，實現機器人末端能夠沿固定軌跡運行。

2.根據權利要求1所述的多油缸協同控制裝置，其特征在于，所述機械臂前端活動設置有夾爪（3），動力機構包括推進油缸（2）和夾爪油缸（4），推進油缸（2）固定在大回轉機構（1）上且推進油缸（2）與機械臂相連接，夾爪油缸（4）固定在機械臂上且夾爪油缸（4）與夾爪（3）相連接；所述推進油缸（2）和夾爪油缸（4）上均設置有調節組件和壓力檢測組件。

3.根據權利要求1或2所述的多油缸協同控制裝置，其特征在于，所述壓力檢測組件包括第一壓力傳感器，第一壓力傳感器安裝在夾爪油缸（4）一側；所述推進油缸（2）和夾爪油缸（4）的進油管路上均設置有第二壓力傳感器，伸縮位移傳感器、比例調節閥、第一壓力傳感器和第二壓力傳感器均與從站控制盒（5）相連接。

4.一種多油缸協同控制裝置的工作方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、在地面上選取合適位置安裝主站控制箱，在大回轉機構（1）上均勻布置若干個從站控制盒（5），在每個從站控制盒（5）兩側對稱安裝兩組機械臂，每組機械臂上安裝有推進油缸（2）和夾爪油缸（4）；

S2、在大回轉機構（1）上設置拖鏈，將主站控制箱與各從站控制盒（5）之間的通信線纜布置在拖鏈上；在每組推進油缸（2）和夾爪油缸（4）內置有伸縮位移傳感器，并且在推進油缸（2）和夾爪油缸（4）的進油管路上設置比例調節閥和壓力傳感器；

S3、將各從站控制盒（5）依次命名為從站控制盒1、從站控制盒2、……、從站控制盒n，各機械臂依次命名為機械臂1、機械臂2、機械臂3、……、機械臂m，機械臂1和機械臂2對稱設置在從站控制盒1兩側，依此類推，每兩組機械臂完成一個工件抓取提升動作；

S4、作業準備：通過大回轉機構帶動機械臂1和機械臂2夾取在待夾取位置上放置的工件；

S5、路徑規劃：根據工況需要，規劃機械臂1和機械臂2的運動路徑，在仿真軟件MATLAB中依據規劃好的機械臂1和機械臂2的運動路徑，調用Robotics System Toolbox函數庫求逆解，計算出機械臂1和機械臂2中各油缸從起始點到終點運行的距離L；

S6、根據步驟S5中計算得出的各油缸從起始點到終點運行的距離L，通過插值法將路徑L劃分成L1、L2、L3、……、LN段；

S7、提升過程：主站控制箱通過控制機械臂1和機械臂2中各推進油缸和夾爪油缸進油管路中的比例調節閥開度，使得各油缸動作完成L1段位移，到達位置T1；隨后控制各油缸繼續動作完成L2段位移，到達位置T2，依次類推，直至各油缸動作完成LN段位移時，機械臂1和機械臂2帶動工件提升到指定位置；

S8、下一工件抓取：機械臂1和機械臂2配合抓取工件提升后，主站控制箱控制大回轉機構旋轉360/n度，使機械臂3和機械臂4運動到待夾取位置，重復步驟S5~S7，完成機械臂3和機械臂4的抓取工件提升動作；

S9、重復步驟S8，依次完成剩余機械臂5至機械臂m的抓取工件提升動作；

S10、步驟S9完成后，主站控制箱控制大回轉機構轉動360/n度，使各機械臂復位。