Устройство для управления копирующим манипулятором

Устройство для управления копирующим манипулятором

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании копирующих манипуляторов . В изобретении за счет введения четырех элементов И, трех элементов НЕ, четырех пороговых злементов, трех блоков выделения знака, двух элементов ИЛИ, элемента ИЛИ-НЕ, двух коммутаторов и сумматора обеспечивается автоматическое переключение с обратимого по усилию режима на необратимый , чем повышается быстродействие устройства. 1 ил. §

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (511 4 С 0 5 В 1 1 / 0 О

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ с \ !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / >

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3886412/24-24 (22) 17.04.85 (46) 07.10.86. Бюл. h""- 37 (71) Владимирский политехнический институт (72) И.Н. Егоров, Н.А. Новикова и А.Г. Рябов (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 633752, кл. В 25 J 13/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 389922, кл. В 25 J 11/00, 1974. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИ11 КОПИРУЮШИМ ИАНИПУЛЯТОРОМ (57) Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании копирующих манипуляторов. В изобретении за счет введения четырех элементов И, трех элементов

НЕ, четырех пороговых элементов, трех блоков выделения знака, двух элементов ИЛИ, элемента ИЛИ-НЕ, двух коммутаторов и сумматора обеспечивается автоматическое переключение с обратимого по усилию режима на необратимый, чем повышается быстродействие устройства. 1 ил °

126244 7

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании копирующих манипуляторов.

Целью изобретения является повыше" 5 ние быстродействия устройства за счет обеспечения, автоматического переключения с обратимого по усилию режима на необратимый.

На чертеже представлена функдиональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит задающий орган 1, первый датчик 2 нагрузки, редуктор 3, первый двигатель 4, первый усилитель 5, первый датчик 6 положения, первый сумматор 7, датчик 8 скорости, первый пороговый элемент 9, элемент ИЛИ-НЕ 10, второй пороговый элемент 11, первый блок 12 выделения знака, первый элемент НЕ 13, первый элемент И 14, второй элемент НЕ 15, второй блок 16 выделения знака, тре тий пороговый элемент 17, второй эле- мент И 18, первый элемент ИЛИ 19, второй сумматор 20, первым коммутатор

21, второй коммутатор 22, третий элемент И 23, четвертый пороговый элемент 24, третий блок 25 выделения знака, третий элемент НЕ 26; четвертый элемент И 27., второй: элемент ИЛИ 28, второй усилитель 29, второй двигатель !

30, исполнительный механизм 31, второй датчик 32 нагрузки, нагрузку 33,; 35 второй датчик 34 положения.

Устройство работает следующим образом.

Устройство может работать в двух 1б режимах: с отражением усилия нагрузки — обратимый режим и без отражения усилия нагрузки — необратимый режим.

Переключение с одного режима работы на другой реализуется следующим образом. Изменяют нагрузочные моменты на исполнительном и задающем сторонах манипулятора, определяют знаки сигналов, пропорциональных этим моментам, оценивают величину скорости задающего вала с помощью третьего порогового элемента 17 с зоной нечувствительности, устанавливая тем самым пределы переключения по скорости; с помощью логического переключающего устройства формируется управляющий сигнал, осуществляющий управление приприводом задающей стороны по закону к(0,-0,)v/ы„/ /U,/=Jj, О, 0 „> „.

К(О,-U,) /U,/ В,/=U,U, 0t .. - ..., К U,v(U(/>lUгl=-0 Ug O oon 4 мин

î V/U,/ /U,/ где Ut — сигнал с датчика 2 нагрузки

U — сигнал с датчика 32 нагрузки; с „ - скорость задающего органа 1; — коэффициент пропорциональн ости; м„„ — ограничение по скорости.

В результате на привод системы воспроизведения усилия нагрузки пос= тупает сигнал, пропорциональный моменту, действующему на исполнительной стороне в то время, когда скорость вала оператора меньше некоторого порогового значения, определяемоr0 быстродействием оператора, причем. в остальные моменты времени, оператор ощущает противодействующее усилие нагрузки, не превосходящее по абсолютной величине момент на задающей сто— роне ..

В первом режиме сигнал, пропорциональный моменту на задающем органе поступает с датчика 2 нагрузки на блок 12 выделения знака через пороговый элемент 9, осуществляющий жесткое органичение сигнала; одновременно с датчика 32 нагрузки на блок 16 выделения знака через пороговый элемент

11 поступает сигнал, пропорциональный моменту нагрузки на исполнительной стороне. При совпадающих знаках момента нагрузки и момента задания на оба входа элементов И 14 или И 23 поступают сигналы логической "1" с блоков 12 и 16 выделения знаков, на входах первого элемента И 14 си&калы с блоков 12 и 16 предварительно ин- вертируются элементами НЕ 13 и 15, при этом формируется сигнал логической "1" на выходе элемента 14 при знаках моментов, соответствующих логическому "0", а на выходе элемента 23 на знаках моментов соответствующих логической "1" — на выходах блоков

t 2 и 16 выделения знака . С выходов элементов 14 и 23 сигнал поступает на входы элемента ИЛИ 19, на выходе которого формируется сигнал "1" при совпадающих знаках моментов и "0" при несовпадающих знаках моментов, который поступает на первый вход

1262447 элемента ИЛИ-НЕ 10, если при этом скорость задающего вала меньше порогового значения, соответствующего быстрым перемещениям, то на второй вход элемента ИЛИ вЂ 10 поступает 5 сигнал логического 0" с порогового элемента 17, величина скорости измеряется датчиком 8 скорости. Одновременное обнуление входов элемента ИЛИНЕ 10 вызывает его срабатывание и с его выхода на вход первого коммутатора 21 поступает сигнал логической

"1", при этом первый коммутатор 21 подключает вход второго коммутатора

22 к выходу сумматора 20, одновременно происходит оценка величины нагрузочного и задающего моментов путем сравнения знаков нагрузочного момента — сигнал с блока 16 и знака разности (tJ, — 0,), поступающей на блок 25 2О вьделения знака с сумматора 20 через пороговый элемент 24. При этом, если нагрузочный момент U не превосходит по абсолютной величине момент задания 0,, то знак момента U совпадает со знаком разности моментов (U, — 0 ), при этом на оба входа элементов И 18 или И 27 поступают сигналы логической

"1" с блоков 16 и 25 вьделения знака, инвертируются элементами НЕ 15 и 26 1О соответственно. При этом на один из входов элемента ИЛИ 28 поступает сигнал "1" с элемента 18 или 27 и на выходе элемента ИЛИ 28 формируется сигнал "1", который является управляю— щим для коммутатора 22, коммутатор 22 подключает своим контактом выход первого коммутатора 21 к входу усилителя 5 и оператор при этом ощущает усилие нагрузки. Таким образом, реализу-1О ется обратимая по усилию система.

В том случае, когда скорость вала оператора больше некоторого порогового значения К „„ или знаки нагрузочного U< и задающего Н, моментов совпа-4 дают, на одном или »а обоих входах элемента ИЛИ-НЕ 10 формируются сигналы логической "1", что соответствует отсутствию на его выходе управляющего сигнала и коммутатор 21 остается в нормально замкнутом состоянии — к входу коммутатора 22 подключен выход датчика 2 нагрузки, при этЬм осуществляется оттормаживание самотормозящегося необратимого редуктора 3. Onepai5 тор управляет исполнительным механизМом 31, но не ощущает действующих на

I лего усилий со стороным нагрузки 33.

Если при этом значение нагрузочного момента U превышает величину мо-. мента задания Ui то знак момента V и разности (U, — U ) не совпадет — на оба входа элемента ИЛИ 28 поступают сигналы логического "0, что соответствует отсутствию управляющего сигнала на входе второго коммутатора 22, вход усилителя 5 отключается от источников управляющего сигнала. Опера-. тор при этом перестает ощущать усилие нагрузки. Тем самым реализуется необратимая по усилию система управ.пения. формула изобретения

Устройство для управления копирующим манипулятором, содержащее последовательно соединенные первые усилитель, двигатель, редуктор, датчик нагрузки, датчик положения и сумматор, последовательно подключенные вторые усилитель, двигатель и датчик нагрузки, связанный через исполнительный механизм с вторым датчиком положения, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, подключенного выходом к входу второго усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит последовательно соединенные первые пороговый элемент, блок выделения знака, элеменНЕ, элемент И и элемент ИЛИ, последовательно подключенные вторые пороговый элемент, блок вьделения знака, элемент НЕ, элемент И и элемент ИЛИ, последовательно соединенные связанный с первым двигателем датчик скорости, третий пороговый элемент, элемент ИЛИ-НЕ, первый коммутатор и второй коммутатор, последовательно подключенные второй сумматор, четвертый пороговый элемент, третий блок вьделения знака и третий элемент, а также третий элемент И четвертый эле— мент И, первый вход которого соединен с выходом третьего блока выделения знака, второй вход — с первым входом третьего элемента И и с выходом второго блока вьделения знака, а выход— с вторым входом второго элемента ИЛИ, подключенного выходом к второму входу второго коммутатора, выход которого соединен с входом первого усилителя, выход первого датчика нагрузки подключен к входу первого порогового элеСоставитель Г. Нефедова

Техред И,Попович

Корректор В. Бутяга

Редактор Г. Волкова

Тираж 836

БНКЩИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Заказ 5424/44

Производственнно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1262447 d мента, второму входу первого коммута- выход третьего элемента HF соединен тора.и первому входу второго суммато- с вторым входом второго элемента И, ра,соеднненного вторым входом с входом торой вход третьего элемента И подвторого порогового элемента и выходом ключен к выходу первого блока выделевторого датчика нагрузки, а выходом — ния знака, а выход — к второму входу с третьим входом первого коммутатора, первого элемента ИЛИ, выход которого выход второго элемента НЕ подключен соединен с вторым входом элемента к второму входу первого элемента И, ИЛИ-НЕ.