Задающее устройство манипулятора

Задающее устройство манипулятора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Задающее устройство предназначено для дистанционного управления многостепенным манипулятором с большим числом степеней подвижности. Оно содержит рукоятку управления, связанную с основанием соединительным механизмом. Особенностью устройства является то, что соединительный механизм выполнен в виде последовательно соединенных модулей поступательного и вращательного перемещений о общем количестве, равном числу подлежащих управлению степеней подвижности многостепенного манипулятора. На каждом модуле размещены датчики положения Модуль поступательного перемещения состоит из каретки, направляющих и синхронизирующего устройства. Модуль вращательного перемещения выполнен в виде внешней и внутренней концентричных обойм, между которыми имеется канал, заполненный шариками Синхронизирующее устройство имеет равноплечий рычаг, кинематически связанный с направляющей, сепаратором и кареткой. Последовательное соединениэ модулей вращательного и поступательного перемещений позволяет расширить функциональные возможности манипуляторов за счет обеспечения управления манипуляторами , имеющими различное число степеней подвижности. 6 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР 9

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

9 .ж4Ф3 *Я;, L.. (: а. (21) 3851056/08 (22) 05.02.85 (46) 30.08.92; БюлЛФ32 (71) Казахский государственный университет им, С.M,fièðîâà (72) У,А.Äæoëäàñáåêîþ, А,Т,Лукьянов.

Л.И,Слуцкий, Е.А,Сафонцев и Н,K.Äæàìàëîâ (56) Авторское свидетельство СССР

fO 561656, кл. В 25 J 3/04, 1974. (54) ЗАДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО МАНИПУЛЯТОРА (57) Задающее устройство предназначено для дистанционного управления многосте- пенным манипулятором с большим числом степеней подвижности, Оно содержит рукоятку управления, связанную с основанием соединительным механизмом. Особенностью устройства является то, что соединительный механизм выполнен в виде последовательно соединенных модулей lloИзобретение относится к области робототехники и может быть использовано, например, для дистанционного управления манипуляторами.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей задающего устройства.

На фиг,1 показан пример выполнения задающего устройства, На фиг,2 — соединительный механизм задающего устройства /разрез А — А на фиг,1/.

На фиг.3 — задающее устройство /деталировка, аксонометрия/; на фиг,4 — синхронизирующее устройство, Ж,», 1757874 А1 (st)s В 25 J 13/02 // В 25 J 3/04 ступательного и вращательного перемещений в общем количестве, равном числу подлежащих управлению степеней подвижности многостепенного манйпулятора. На каждом модуле размещены датчики положения. Мо-. дуль поступательного перемещения состоит из каретки, направляющих и синхронизирующего устройства. Модуль вращательного перемещения выполнен в виде внешней и внутренней концентричных обойм, между которь,ми имеется канал,"заполненный шариками, Синхронизирующее устройство имеет равноплечий рйчаг, кинематически связанный с направляющей, сепаратором и кареткой. Последовательное соединение модулей вращательного и поступательного перемещений позволяет расширить функцион зл ьн ые возможности манипуляторо в за счет обеспечения управления манипуляторами, имеющими разлйчйое число степеней подвижности. 6 ил.

На фиг.5 — то же, вид А на фиг.4: на фиг,6 — блок-схема устройства, Многостепенное задающее устройство состоит из рукоятки 1 управления, соединительного механизма 2 и основания 3. Рукоятка 1 управления включает в себя курок 4 датчика сжатия-разжатия" захвата /на фь,-. не показан/, клавишу 5 корректирующего устройства /на фиг, не показано/, диск 6 ориентации-схвата, вращательную 7 и поступательную 8 пары Ч-ro класса. На оси вращательной пары 7 установлен датчик 9 угловых перемещений. Поступательная пара 8 выполнена в виде двух направляющих

10, 11 и каретки 12. На двух противополож 1757874 ных поверхностях каретки 12 и на направляющих 10, 11 имеются канавки 13, 14, которые между собой образуют д; канала, заполненные шариками 15, установленными в сепараторы 16, 17 /фиг.4/ сепараторы

16, 17 между собой жестко соединены. Поступательная пара 8 снабжена синхронизирующим устройством 18 и датчиком 19 линейных перемещений. Синхронизирующее устройство 18 выполнено в виде равноплечего рычага, один конец которого соединен с направляющей 10 вращательной. парой 20 Ч-го класса, другой конец — с пальцем 21 каретки.12 кинематической парой IV to колеса. В средней части рычага имеется прорезь 22, также образующая с пальцем сепаратора 16 кинематическую пару IV-ro класса, Датчик 19 линейных перемещений расположен на направляющей 11, а его подвижные контакты?3 размещены на каретке 12, Каретка 12 подпружинена пружиной 24 и жестко связана с соединительным механизмом 2, Соединительный механизм 2 (см. фиг.2) в данном случае.состоит из модуля вращательного перемещения 25 "и двух взаимно связанных модулей поступательного перемещения 26, 27. Модуль вращательного перемещения 25 выполнен в виде внешней 28 и внутренней 29 обойм, между которыми имеется канал 30, заполненный шариками 31, На оси вращения 32 модуля вращательного переме.цения

25 установлен датчик угловых перемещений

33. Внешняя обойма 28 с помощью средств крепления, например, посредством винтов

34 связана с кареткой 35 первого модуля поступательного перемещения 25, Каретка

35 содержит канавки 36, 37 на двух противоположных поверхностях и выполнена с возможностью перемещаться относитегьно направляющих 38, 39, также содержащих канавки 40, 41, причем канавки 36, 37 каретки 35 и канавки 40, 41 направляющих 38, 39 образуют два канала, заполненных шариками 42. Шарики 42 установлены в сепараторы 43, которые также соединены между собой жестко и с синхронизирующим устройством (на фиг. не показано). Синхронизирующее устройство модуля поступательного перемещения 25 выполнено аналогично синхронизирующему устройству 18 поступательной пары 8. На направляющей 38 установлен датчик 44, подвижный контакт 45 которого размещен на каретке 35. Направляющие 38, 39 первого модуля поступательного перемещения 26 жестко соединены посредством средств крепления 46 с направляющими 47, 48 второго модуля поступательного перемещения

27, Второй модуль поступательного перемещения 27 выполнен аналогично первому, Каретка 49 второго модуля поступательного перемещения 27 в данном примере связана с основанием 3, 5 Многостепенное задающее устройство работает следующим образом.

При качании рукоятки 1 вокруг оси вращательной пары 7 в систему управления идет сигнал с датчика угловых перемещений

10 9, при подъеме-опускании — с датчика линейных перемещений 19 пары поступательного перемещения 8. При вращении рукоятки 1 вокруг оси 32 модуля вращательного перемещения 25 в систему управления

15 идет сигнал с датчика угловых перемещений

33, при перемещении каретки 35 первого модуля поступательного перемещения 26, относительно направляющих 38, 39 сигнал снимается с.датчика 42, а при перемещении

20 направляюших 47, 48 относительно каретки

49 сигнал снимается с датчика (на фиг, не показан) второго модуля поступательного перемещения 26. Таким образом осуществляется управление пятью транспортными

25 степенями подвижности одновременно или по отдельности, Кроме того, оператор с помощью курка 4 датчика сжатия-разжатия схвата, клавиши 5 корректирующего устройства и диска 6 ориентации схвата осуществ30 ляет управление сжатием-разжатием схвата, коррекции скорости относительных перемещений звеньев исполнительного органа и пространственной ориентации схвата..

Для управления манипулятором с про35 извольным количеством поступательных и вращательных кинематических пар задающее устройство набирается из соответствующих модулей. Так, для управления манипулятором с 6-ю степенями подвижно40 сти задающее устройство состоит из модулей, изображенных на фиг,З.

Вращательными кинематическими парами схвата можно управлять посредством диска

6 и качанием рукоятки 1 относительно оси 7

45 (фиг,1). Для управления региональными степенями подвижности используются модули

26, 25 и пара 8 соответственно. Степенью свободы, имеющей небольшие угловые перемещения, в данном случае предложено

50 управлять от датчика, расположенного на поступательном модуле 27.

Задающее устройство предназначено для работы в системах 5 координатно-параметрического управления (СКПУ) манипуля55 торов. Такие системы .позволяют значительно повысить зффективность ру«ного уг:равления (обучения), поскольку допускают оперативную коррекцию козффициентов усиления в процессе координатного управления манипулятором без t757874 гз

79

1

37

777

I нарушения условий мнемоничности. С зтой целью организуется электронная нвголономная связь в системе управления манипу-лятОром. Синхронная вариация коэффициен1ОВ усилениЯ связи) по любОЙ 5 из управл;.емых координат осуществляется с помощью корректирующего устройства с клавишей 5, Блок-схема такой системы приведена на фиг.б.

С помощью зада ошего устройства, 10

Обозначенно о на фиг.б, поз 51 оператор формирует BQIT0p командных координат ных напряжений, которые подаются в систему 50 Кроме того, усилием нажатия на клавишу 5 корректирующего устройства 52 15

Оператор устанавливает требуемое для выполнения технологической операции значение коэффициентов преобразования

СКПУ, Сигналы с выхода системы 50 попада7от либо непосредственно на входы сер- 20 воприводов манипулятора 53, либо через пересчетчик 54 координат (ПК), служащий для получения пространственнОГО соот" ветствия положений задающсго и исполнительного органов (на фиг, не показан). 25

Необходимость в пересчетчике 54 возникает при невозможности "развязать" движения по некоторым степеням подвижности в задающем устройстве или при.наличии неподобных кинематик зада- 30 ющего и исполнительного органов мани- пулятора, б

Формула изобретения

1, ".àäàþùåå устройство манипулятора, содержащее Основание, рукоятку управления с згдатчи ком параметрического сигнала и датчики положения, о т л и ч а ю щ е е с я тем; что„с целью расширения функциональных возможностей за счет обсспечения управления многостепенным манипулятором, оН снабжен соединительным механизмом, связанным с oI.:Hoéýíèáì и"с рукояткой управления и выполненным-в виде последовательно соединенных между собой модулей вращательного и поступательного перемещений, а датчики положения расположены

HB ЭТИХ МОДУЛЯХ.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что модуль поступательного перемещения вь7пол77ен в виде двух параллельных направляющих, каретки, расположенной в зтих направляющих и устайовлвнной на шариках, размеьценных в сепараторе, и синхронизирующвго устройства, выполненного .в виде равноплечего рычага, кинематически связанного с одной направляющей, сепаратором и кареткой.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что модуль вращательного движения выполнен в виде концентричных внутрвнней и внешней обойм, между которыми имеется канал., заполненный шариками.

1757874

1757874

Рпдг

Редактор С. Новик

Заказ 2962 Тираж ., Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

73

5 л

21

Составитель С, Новик

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М, Максимишинец