The article describes the use of the digital modeling and 3D visualization of electrohydraulic manipulator work, controlled by a haptic joystick (with force feedback). The aim of the research is modeling and control of the manipulator with untypical parallel kinematics in avirtual environment. Virtual manipulator retrace movements of real manipulator in distant form operator. The coordinates of configuration manipulator was reading and sending by the wireless communication. Virtual environment allows collision detection and obstacle friction motion. An information about the environment is based on force and visual feedback. Designed environment can be used as a simulator to learn to manipulate devices with electrohydraulic drives.
PL
Artykuł opisuje zastosowanie technik modelowania cyfrowego i wizualizacji 3D pracy manipulatora z napędami elektrohydraulicznymi, sterowanego za pomocą dżojstika z siłowym sprzężeniem zwrotnym. Obiektem badań jest manipulator o nietypowej, równoległej kinematyce, który został zamodelowany i umieszczony w środowisku wirtualnym. Wirtualny manipulator odzwierciedla ruchy będącego w pewnej odległości od operatora rzeczywistego urządzenia, odczytując jego współrzędne konfiguracyjne poprzez komunikację bezprzewodową. Wirtualne środowisko umożliwia wykrywanie kolizji oraz oporów ruchu przesuwanej przeszkody. Do operatora dostarczana jest informacja z wizyjnego i siłowego sprzężenia zwrotnego. Zaprojektowane środowisko może zostać wykorzystane jako symulator do nauki manipulowania urządzeniami z napędami elektrohydraulicznymi.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the paper the application of haptic joystick with magneto-rheological (MR) brake in control of electrohydraulic drive is presented. Two impedance and admittance control methods are shown. Basing on main equations describing electrohydraulic drive, the simulation model of an admittance control system is proposed. The results of chosen simulations are presented. Laboratory test stand is described including chosen investigation results. The advantages of haptic joystick applications and admittance control of electrohydraulic drive are shortly demonstrated.
PL
W artykule zaprezentowano dżojstik typu haptic z hamulcem magnetoreologicznym (MR) przeznaczony do sterowania napędem elektrohydraulicznym. Zaproponowano dwie metody tego sterowania, tj. admitancyjną i impedancyjną. Na podstawie równań opisujących właściwości napędu elektrohydraulicznego opracowano model symulacyjny sterowania admitancyjnego. Zamieszczono wyniki wybranych badań symulacyjnych tego układu, a także doświadczalnych, uzyskanych na opisanym stanowisku laboratoryjnym. Przedstawiono najważniejsze zalety użycia dżojstika typu haptic w układzie admitancyjnego sterowania serwonapędu elektrohydraulicznego.
Artykuł opisuje implementacje układu sterowania dżojstikiem typu haptic w sterowniku PLC. Do jego projektowania wykorzystano metody szybkiego prototypowania systemów sterowania - środowisko Matlab Simulink oraz narzędzie Automation Target for Simulink pakietu Automation Studio firmy Bernecker & Rainer [4]. Dzięki niemu możliwe stało się przeniesienie zaprojektowanego modelu sterowania bezpośrednio do sterownika PLC. W sterowniku nadrzędnym przebadano regulator proporcjonalny i rozmyty, porównując otrzymane wyniki. Sygnał sterujący, wypracowany w sterowniku PLC trafiał na sterowniki silników poszczególnych osi.
EN
The article describes the implementation of a haptic joystick control in the PLC. Authors used the rapid prototyping methods in designed the control systems - Simulink Matlab environment and B&R Automation Simulink Target for Automation Studio tool. . The control signal which was generated in the PLC has been sent to the motor drivers hit of each axis. The primary driver was tested with fuzzy and proportional controller. The results has been compared. System was tested in the simulation and in the experimental researches.
W artykule zawarto wskazówki dla osób projektujących urządzenia dotykowe. Poza tym opisano podział dżojstików dotykowych ze względu na rodzaj elementu odpowiadającego za wywoływanie uczucia dotyku. Opisano też multidyscyplinarność branży urządzeń dotykowych oraz jej powiązania z różnymi dziedzinami nauki. Następnie przedstawiono przykładowe urządzenia dotykowe należące do poszczególnych rodzajów oraz krótki opis ich konstrukcji. Wszystkie cechy dżojstików dotykowych zebrano w tabeli i przyporządkowano je do poszczególnych grup. Na tej podstawie wyciągnięto wnioski, jaką budowę powinien mieć uniwersalny dżojstik dotykowy i przedstawiono jego konstrukcję.
EN
The article includes tips for haptic device designers. In addition describes the distribution of haptic joysticks because of the nature the element responsible for causing feelings of touch. Describes a multidisciplinary haptic devices industry and its linkages with the various branches of science. Then a sample of haptic devices belonging to different types and a brief description of their design are described. All the haptic joysticks features described in the article are summarized in table and assigned to particular groups. On this basis, drew conclusions that the building should have a perfect haptic joystick and drawing its construction is showing.
Celem artykułu jest opisanie bezpośredniego układu sterowania serwonapędem elektrohydraulicznym z zastosowaniem dżojstika dotykowego z hamulcem magnetoreologicznym i siłowym sprzężeniem zwrotnym. Na początku artykułu znajduje się opis układu sterowania opartego na laserowym czujniku położenia Balluff BOD 6K-RA01-C-02, który służy do symulacji siły obciążenia siłownika. W końcowej części artykułu pokazane są wyniki badań symulacji ściskania sprężyny oraz procesu łamania.
EN
The article is aimed to testing of haptic joystick with force feedback and magnetorheological fluid brake used in direct, human control of electrohydraulic servodrive. The paper starts with the description of the control system based on laser distance sensor Balluff BOD 6K-RA01-C-02 which is using for piston's working load simulation. Finally, a research results for spring compression and breaking simulation are presented.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono konstrukcję wieloosiowego dżojstika dotykowego, badania obrotowych hamulców z cieczą magnetoreologiczną oraz opis układu sterowania oraz budowę wykorzystywanego do badań robota. Zakończenie artykułu zawiera wyniki badań.
EN
The article includes multiaxial haptic joystick's specification, studies of rotary dampers with magnetorheological fluid and description of robot's control system as well as the construction of the robot used for the research. Finally, a research result is presented.
W artykule opisano zasadę działania urządzeń dotykowych oraz podstawowe właściwości i model cieczy magnetoreologicznej. Przedstawiono badania zależności momentu hamującego od prądu płynącego przez cewki hamulca magnetoreologicznego. Końcową część artykułu stanowi opis budowy i badań elektrycznego napędu o mchu liniowym sterowanego za pomocą dżojsti-ka dotykowego z obrotowym hamulcem magnetoreologicznym.
EN
The article describes operation of haptic devices and magneto-rheological fluids' main properties. The model of magneto-rheological fluid and researches relation torque from current is presented in the article. The last section forms specification of construction and researches of linear electric drive controlled by haptic joystick with rotary magneto-rheological brake.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule opisano działanie urządzeń dotykowych oraz podstawowe własności cieczy magnetoreologicznych. Przedstawiono model zastosowanego w badaniach napędu elektrohydraulicznego wykonany w programie Matlab/Simulink. Końcową część artykułu stanowi opis budowy i badań obrotowego hamulca magnetoreologicznego oraz dżojstika dotykowego.
EN
The article describes operation of haptic devices and magneto-rheological fluids’ main properties. The model of electro-hydraulic servo drive used in research and prepared using Matlab/Simulink software is presented in the article. The last section forms specification of construction and researches of rotary magnetorheological dumper and haptic joystick.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule opisano wybrane urządzenia dotykowe. Przedstawiono budowę wykorzystywanego do badań robota. Końcowa część artykułu zawiera opisy konstrukcji wieloosiowego dżojstika dotykowego, badań obrotowych hamulców z cieczą magnetoreologiczną oraz układu sterowania robotem.
EN
The article describes selected existing haptic devices and briefly features the construction of the robot used in the research. The last section includes multiaxial haptic joystick’s specification, studies of rotary dampers with magnetorheological fluid and description of robot’s control system.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule opisano zasadę działania urządzeń dotykowych oraz przedstawiono budowę wykorzystywanego w badaniach robota. Opisano budowę i badania hamulca magnetoreologicznego. Końcowa część artykułu zawiera opis konstrukcji trzyosiowego dżojstika dotykowego i układu sterowania robotem.
EN
The article describes operation of haptic devices and structure of researched robot. The structure of magneto-rheological rotary brake and researches relation torque from current is presented in the article. The last section forms specification of construction three-axial haptic joystick with rotary magnetorheological brake and describe robot's control unit.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the paper a control of electrohydraulic drive made by human operator which uses a special haptic joystick is presented. On the basis of main equations describing electrohydraulic drive, its simulation model is proposed. To this model a simplified model of human operator is added. The paper presents the system stability problem which can occur when in communication with operator, force feedback joystick with magnethoreological fluid brake is used. The chosen simulation results are presented and discussed. These results show that when the operator decreases his force as a result of drive movement resistance increase, the stability problem may occur. The advantages and disadvantages of described communication and control methods are shortly demonstrated.
PL
W artykule opisano sterowanie napędem elektrohydraulicznym przez operatora za pośrednictwem dżojstika typu haptic. Na podstawie równań opisujących właściwości napędu stworzono jego model symulacyjny. Dodano do niego uproszczony model operatora. Wyniki badań symulacyjnych pokazują, że system może być niestabilny podczas sterowania za pomocą dżojstika z siłowym sprzężeniem zwrotnym. Zamieszczono i omówiono przykładowe rezultaty symulacji oraz wskazano wady i zalety sterowania napędem za pomocą dżojstka.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.