Устройство для управления транспортным роботом

Устройство для управления транспортным роботом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области робототехники и может быть использовано при создании необучаемых транспортных роботов. В устройстве за счет введения магнитного ориентира повьппается точность (за счет исключения гироскопического дрейфа) и расширяются функциональные возможности (за счет исключения режима обучения). 1 ил. ю 4 СХ) со 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

@11,4 G 05 В 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

13 „ 13

ИЬ4Мд7ЕКЛ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3841344/24-24 (22) 10.01.85 (46) 30.07.86. Бюл. 11 28 (71) Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики при Ленинградском политехническом институте (72) А.Н. Цветков

-(53) 62-50(088.8) (56) Кунио Фуявара и др. Ненаправляемое роботное средство. Труды II Международного симпозиума по промьппленным роботам. Токио, 1981, том I, с. 202-211.

„SU„;, 1247838 А 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫИ РОБОТОМ (57) Изобретение относится к области робототехники и может быть использо-. вано при создании необучаемых транспортных роботов. В устройстве за счет введения магнитного ориентира повышается точность (за счет исключения гироскопического дрейфа) и расширяются функциональные возможности (за счет исключения режима обучения).

1 ил.

1247838

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании транспортных роботов.

Цель изобретения — повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства за счет исключения нарастающей во времени olllHGки гироскопа и режима обучения.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит блок 1 задания программы, первый ключ 2, первый цифро-аналоговый преобразователь 3, первый элемент ИЛИ 4, первый привод

5, датчик 6 пути, реверсивный счетгик 7, второй элемент ИЛИ 8, второй ключ 9, первый сумматор 10, третий ключ 11, второй привод !2, третий привод 13, счетчик 14, датчик 15 торможения, четвертый ключ 16, датчик

l7 осталова, первый элемент ИЕ 18, элемент 19 задержки, первый делитель

20 ttaltpSIK lltIH второй цифро-аналогo вый преобразователь 21, второй сумматор 22, второй делитель 23 напряжения, датчик 24 коррекции, третий элемент 1!1!1! 25, второй элемент HE

26, пятый ключ 27, магнитный ориенп р 28, кольцевая чувствительная жпр ьца 29, центр 30 кольцевой чувствительности матрицы, вертикальная стойка 31, магнитная стрелка 32, диск 33, источник 34 излучения, куполообразная крышка 35, вогнутьпх рефлектор 36, зеркальный экран 37, отис рстне 38, третий делитель 39, нятые кл:очи 40, четвертый элемент ! ill 4l, фотоприемники 42, седьмые ключи 43, пятый элемент ИЛИ 44.

Устройство работает следующим образом.

Блок 1 задания программы со второго выхода выдает в двоичном коде на реверсивный счетчик 7 число, равное расстоянию в метрах или сантиметрах, на которое должен переместится робот, на вход счетчика 7. На вычитающпй счетный вход счетчика 7 в тех же единицах поступают сигналы со счетчика 14 пути, действительно пройденного роботом.

По -a число, поступившее с блок» 1 программ, больше числа импульсов, поступивших со счетчика 14 пути, иа выходе реверсивного счетчика. 7 будет действовать число, равное разности чисел в двоичном коде, и элемент ИЛИ будет иметь на своем входе

$5 определенное число, а на. вьгходе — логическую единицу, которая держит открытым ключ 9 для напряжения с делителя 20. Это напряжение проходит через ключ 9 на сумматор и далее через ключ 11 поступает на привод 12, приводящий в движение робот. Счетчик 14 пути считает пройденный путь и выдает его в виде импульсов на второй вход реверсивного счетчика 7. Когда робот. пройдет заданное расстояние, на циходах счетчика 7 образуется нулевой сигнал по всем разрядам, что приводит к нулю на .выходе элемента

ИЛИ 8 и запиранию ключа 9 для напряженил с выход". делителя 20. Робот при этом остановился бы-, о для подготовки останова робот предварительно с помощью датчика 15 торможения переводится на малую скорость.

При срабатывании датчика 15 торможения его сигнал поступает на управляющий вход ключа 16 и открывает его для напряжения, поступающего со второго выхода делителя 20. В сумматоре 10 это напряжение вычитается из напряжения, поступившего с выхода делителя 20, и на привод !2 перемещения поступает таким образом напряжение, обеспечивающее замедление движения робота. Затем срабатывает датчик 17 останова, расположенный от датчика !5 тс рможепия па расстоянии, равном пути замедления робота до ползучей скорости и через элемент НЕ 18 запирает ключ 11. Робот останавливается с достаточной точностью, так как останов его осуществляется при малой скорости, Если по какой-либо причине робот »е останавливается (не сработали датчик 15 или 17), то он остановится, когда счетчик 14 пути выдаст на второй вход реверсивного счетчика 7 заданное количество импульсов. В этом случае счетчик 7 обнулится на всех своих выходах и ноль с выхода элемента

ИЛИ 8 закроет ключ для напряжения с делителя 20. Робот останавливается.

Эта ситуация считается аварийной, и требует вмешательства оператора.

При нормальной работе сигнал с датчика 17 останова робота через элемент

19 задержки (задержка необходима для того, чтобы робот успел за это время остановиться) поступает на управляющий вход ключа 2,который открывается для информации от блока 1 задания

1247838 программы, который подает по данному каналу информацию по управлению приводным устройством линейного перемещения манипулятора, т.е. о величине его перемещения. Информация с ключа

2 в виде параллельного двоичного кода поступает параллельно на преобразователь 3 и элемент ИЛИ 25. После преобразования в преобразователе 3 напряжение поступает на элемент ИЛИ

4 и далее — на привод 5, перемещающий манипулятор в линейном направлении.

Пока поступает информация с блока 1 элемент ИЛИ 25 имеет на выходе

"1". По окончании программы на выходе элемента ИЛИ 25 образуется "0", а на выходе элемента НЕ 26 появляется "1", открывающая ключ 27 для напряжения, пропорционально ошибке останова робота, поступающего с датчика 24 коррекции. Напряжение с датчика 24 коррекции в этом случае поступает на второй вход элемента ИЛИ 4 и далее — на привод 5 с целью перемещения манипулятора для компенсации ошибки останова робота.

При этом датчик 24 коррекции работает следующим образом.

Ряд фотоприемников 42, расположенных на манипуляторе вдоль борта робо- 30 та так, что центр манипулятора робота находится между двумя средними приемниками 42, принимает сигналы от узконаправленного излучателя, обозначающего цептр объекта обслужи- З вания. При останове робота этот сигнал принимается одним из приемников

42, преобразуется в напряжение и поступает на один из ключей 40, который пропускает на выход напряжение, пос- <О тупающее на него с соответствующего выхода делителя 23. Это напряжение далее через элемент ИЛИ 41 поступает на выход датчика 24 коррекции.

Чем больше ошибка останова, тем 4 дальше от центра находится срабатываемый приемник 42 и тем дольше идет отработка ошибки останова робота.

Когда, линейно перемещаясь, вместе с манипулятором засветятся два цент- 50 ральных фотоприемника 42, то на выходе датчика 24 коррекции будет действовать "0", так как с делителя 23 на центральные ключи 40 поступает напряжение, равное нулю. 55

Для осуществления запрограммированного поворота робота на новый курс следования блок l выдает со своего третьего выхода на преобразователь

21 кодовое значение нового курса следования робота в градусах. Преобразователь 21 преобразует этот код в напряжение, которое поступает на сумматор 22, где алгебраически склады- . ваются заданное и текущее значения курса робота, причем текущее значение поступает на магнитный ориентир

28. С выхода сумматора 22 напряжение поступает на привод 13 поворота робота, с помощью которого робот поворачивается до тех пор, пока существует разность между значениями заданного и текущего курсов робота.

Независимо от направления продольной горизонтальной оси робота острие магнитной стрелки 32, а значит и калиброванное отверстие 38 в диске 33 всегда направлено на магнитный север и если продольная ось робота в данный момент также направлена на север, то через калиброванное отверстие 38 источником 34 излучения засвечивается ячейка матрицы 29, выходу «оторой присваивается нулевое значение. При изменении курса робота, например, влево, вместе с роботом поворачивается и основание ориентира 28, на котором жестко укреплена кольцевая чувствительная матрица 29. Магнитная стрелка 32, укрепленный на ней диск

33 и отверстие 38 в диске 33 остаются направленными на север, т.е. световой "зайчик" перемещается по кольцевой матрице 29 слева направо, засвечивая поочередно расположенные по кольцу ячейки. Выходы каждой ячейки соединены с управляющими входами ключей 43. На входы ключей 43 поступает напряжение с делителя 39, так что каждой ячейке соответствует свое напряжение, по этому признаку отличают ячейки на выходе ориентира 28. С выходов ключей 43 напряжения поступают на соответствующие входы элемента

ИЛИ 44, с его выхода — на выход магнитного ориентира 28 и далее — на вход сумматора 22, Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для управления транспортным роботом, содержащее последовательно соединенные блок задания программы, первый ключ, первый цифроаналоговый преобразователь, первый элемент ИЛИ и первый привод,последо12478

3 вательпо подключенные реверсивный счетчик, второй элемент ИЛИ, второй ключ, первый сумматор, третий ключ и второй привод, последовательно соединенные второй цифроаналоговый преобразователь, второй сумматор и третий привод, датчик торможения, выход которого подключен через четвертый ключ к второму входу первого сумматора, первый делитель напряжения, сое- !С денный первым и вторым выходами с вторыми входами второго и четвертого ключей соответственно, датчик останова, выход которого подключен через первы.=1 элемент НЕ к второму входу 15 третьего ключа, а через элемент задержки к второму входу первого клю-ча, соединенного выходами с входами третьего элемента ИЛИ, выхоц которого через второй элемент НЕ подключен 20 к первому входу пятого ключа, .последовательно соединенные связанный с вторым приводом датчик пути и счетчик, подключенный выходом к первому. входу реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с втОрым входом блока задания программы, подключенного третьим выходом к входу второго цифроаналогового преобразователя, датчик коррекции, включающий 30 фотодатчики, выходы которых соединены с первыми входами шестых ключей, соединенных вторыми входами с соответствующими выходами второго делителя напряжения, а выходами — с соот-З5 ветствуюшнми входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом пятого ключа, подключенного выходом к второму входу первого элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей устройства за счет исключения режима обучения, в устройство введен магнитный ориен- . тир, содержащий седьмые ключи, третий делитель напряжения, пятый элемент

ИЛИ, а также установленную на основании в горизонтальной плоскости чувствительной поверхностью вверх кольцевую чувствительную матрицу, установленную на основании в центре кольцевой чувствительной. матрицы вертикальную стойку и свободно укрепленную в ее верхней части магнитную стрелку, на которой расположен диск, выполненный из немагнитного непроницаемого для излучения пленочного материала с отверстием на линии продолжения магнитной стрелки, расположенным над центрами ячеек кольцевой чувствительной матрицы и соизмеримым с их диаметром, источник излучения, установ. ленные соответственно под и над источником излучения вогнутый рефлектор и зеркальный экран, причем выход пятого элемента ИЛИ соединен с вторым входом второго сумматора, а входы— с выходами седьмых ключей, подключенных первыми входами к соответствующим выходам третьего делителя напряжения, а вторыми входами — к соответ ствующим выходам кольцевой чувствительной матрицы.

1247838

Составитель Е. Политов

Редактор И. Сегляник Техред В.Кадар Корректор В. Бутяга

Заказ 4124/47 Тираж 836 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Ра шская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4