Система управления копирующим манипулятором

Система управления копирующим манипулятором

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 574320

ОП ИС

ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ

Соаэ Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к (22) Заявлено 07.05.76

М. Кл.- "В 25J 13 00 с присоединением

Государстаеииый комитет

Совета Мниистрое СССР по делам изобретений (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.0 (45) Дата опубликован

УД К 62-50 (088,8) и открытий (72) Авторы изобрете«пя (71) Заявители

Ю. В. Илюхин, А. В. Кочетков, В. И. Лобачев и А. А, Цветков

Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт механизации и энергетики лесной промышленности и Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени высшее техническое училище им. H. Э. Баумана (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ KÎÏHÐÓÞÙÈÌ

МАН И ПУЛЯТОРОМ

Изобретение относится к системам управления манипуляторами, содержащими комплекс следящих электрогидравлических приводов, и может быть использовано на лесосечных машинах, экскаваторах и грузоподьемных устройствах, содержащих манипулятор, Известна система управления копирующим манипулятором, содержащая электронные усилители, электротехнические преобразователи, электрогидравлические приборы и источник питания ограниченной мощности. Она имеет низкую производительность, что ведет к повышенной утомляемости оператора.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является система, содержащая в плечевом и локтевом суставах манипулятора последовательно соединенные задатчик положения, сумматор, усилитель, ограничитель напряжения, исполнительный механизм и датчик положения, выход которого подключен ко второму входу сумматора, а в кистевом суставе манипулятора — последовательно соединенные сумматор, усилитель, исполнительный механизм и датчик положения, выход которого подключен к первому входу сумматора.

Эта система не учитывает специфики работы манипулятора, например валочно-пакетирующей машины, заключающейся в необходимости поддержания в зада«ном положении дерева в процессе его переноса при ограниченной мо ц«ости исто;ника энергии. Известная система требует от оператора большой внимательности lI создает значительные психофизические нагрузки, что приводит к быстрой утомляемости и ограничивает производительность системы «оператор — манипуля10 тор».

Целью изобретения является расширение фу«кционалbíûê возможностей манипулятора.

Достигается это тем, что предлагаемая си15 стема содержит блок задания уставок, четвертый сумматор, последовательно соединен«ые задатчпк положения кистевого сустава манипулятора и вычислительный блок, последовательно соединенные пятый сумматор и

20 первый разделительный элемент и последовательно соединен«ые шестой сумматор, второй разделительный элсмент, седьмой сумматор и пороговый элемент, вы. од которого подключен ко вторым входам ограничителей напря25 жения, первый и второй входы четвертого сумматора соединены с выходами датчиков положения плечевого и локтевого суставов манипулятора соотзетственно, а выход — со вторый входом вы шслительног0 блока, 8bl574320 ход котор<но iio;!«.«очс«ко второму входу сумматора к«стсвого сустава, выход усилителя кистевого сустава манипулятора соединен с первыми входами пятого и шестого сумматоров, вторые входы которых подключс«ы к соответствующим выходам блока задания уставок, а выход первого разделительного элемента соединен со ьторым входом седьмого сумматора.

На чертеже «редставлс«а схема предлагаемой системы управления копирующим манипулятором.

Система содержит: «р«вод 1 плечевого сустава манипулятора; «ривод 2 локтевого сустава; привод 3 кистевого сустава; исполнительный механизм 4; усилитель 5; сумматор б; датчик 7 положения; ограничитель 8 напряжения; задатчик 9 положения; четвертый сумматор 10; вычислительный блок 11; пятый и шестой сумматоры 12, 13 соответственно; первый и ьторой разделительные элементы 14, 15 соответственно; седьмой сум»3Тор 16; пороговый элемент 17; блок 18 задания уставок; задатчик 19 поло>кения кистевого сустава манипулятора.

Система управления копирующим манипулятором работает следующим образом.

Оператор задает сигнал У> желаемого положения в пространстве кистевого сустава и воздействует на задающий орган с целью получения желаемого движения всех звеньев манипулятора. При этом на входы приводов

1 (2 с задатчиков 9 положения поступают и

1 и 2 сигналы управления VI, Vz. Приводы 1 и ограничивают эти сигналы, и на выходе датчиков 7 положения появляются выходные сигналы приводов, которые после суммирования в четвертом сумматоре 10 поступают на вход вычислительного блока 11, непрерывно формирующего входной сигнал V> привода 3. Этот сигнал отрабатывается приводом 3 таким образом, что положение кистевого сустава манипулятора в пространстве сохраняется в соответствии с сигналом О.

Из-за недостаточной энерговооруженности привода, а также в результате различного влияния на динамику разных приводов внешних и внутренних возмущений привод 3 может не успевать отрабатывать желаемую величину входного воздействия 1;1, вь вычисляекак результат движения всех остальных мую приводов. Поэтому в случае выхода о и положения привода 3 за пределы, заданные величинами Л! или Л2, срабатывает пороговый элемент 17 и подает команду А в ограничители 8 напряжения.

Если ошибка превышает допустимую величину, происходит ограничение входных сигналов управления исполнительными механизами 4 приводов 1 и 2. Это приводит к мами шению скорости движения каждого из умень,...., щ!я а следовательно, и скоростц измене! суммарного сигнала, посту«ающего на в вычислительного блока и определяющего скорость изменения входного воздействия У

«р«ш(ill 3. Уро!1!1!(Огра««чс««я ограничите,icii 8 на«ряжс«1«я ныоираются достаточно малым«, (To способствует «нтснс«вному уме«ьшс«ию скоростей дв«жсния приводов.

Эт«уров!и вь(онра(отся также из соображе««й обес!!с:(с!!1!я нсзав«симости и устойчивости движений приволон в положениях, близких к рав«овссным.

1 «к только ошибка привода 3 уменьшится !

О;lо (опуст«мой вел«(ины, в ограничителях 8

«3«раже«пя уBcл«ч!(вастся порог ограниче««я, «ско!рос! «друг«х приводов начинают (!Озр((ст(!ть. Если привод 3 вновь не успевает отрабатывать воздействие V ;, сигналы на

15 входе исполнительных механизмов 4 других приводов снова ограничиваются. Так продол>кается до тсх пор, пока режимы движения всех приводов 1(c изменятся таким образом, «го входное воздействие V будет отрабаты10 ваться с допустимой ошибкой, лс>кащей в за,l3I(I(IIi пределах Л! и Л .

Прс..(ë3ã3ål (Çÿ система автоматически, без у l(iñòl(H оператора, обсспсчив(iст во время пс25 снос(1 груза его заданное положение в прас !р3«ñòâñ при ограниченной мощности источ-! («ка энсрг(!!1, сн«жает интенсивность труда и утомляемость опсратора, создает предпосылII!I для бо(cc полного использования манипу30 лятора, что обеспечивает увеличение его про11 3130, (IIТСЛЬIIОСТИ.

Ф n P м i. л 3 1(3 0 0 P e т с li 11 и

35 Система управления копирующим манипулятором, содержащая в плечевом и локтевом суставах ма«ипулятора последовательно со-! д«нснныс задатчик положения, сумматор, усилитель, ограничитель напряжения, испол4О ««тельный меха«изм и датчик положения, выход которого подключен ко втОрОму входу суммато! а, 3 в кистсвом суставе манипулятора — последовательно соединенные сумматор, успл«тель, исполнительный механизм и дат13 чик положения, выход которого подключен к пер!яму входу сумматора, о т л и ч а ю щ а яся тем, что, с целью расширения функцио«аль«ых во:-:мо>кностей манипулятора, систе !3 содержит блок задания уставок, четвер5О тый сумматор, последовательно соединенные

33.äkIT÷HH поло>кения кистевого сустава мани-! (улятора и вычислительный блок, последоватс,-!ьно соединенные пятый сумматор и перьый раздел(ггельный элемент и последова55 телыю соединенные шестой сумматор, второй разделительный элемент, седьмой сумматор

1! пороговый элемент, выход которого подк,! ю ickl ко BToрым входам Ограни lителей на«ряжен«я, первый и второй входы четвертого

50 сум;13Top3 соединены с выходами датчиков положения 1!3(е (евого и локтевого суставов ма«««улятора соответственно, а выход — со вторым входом вычислительного блока, выход которого подключен ко второму входу

;5 сумматора кистевого сустава, выход усилите574320

Г

/г

Составитель E. Политов

Тсхред И. Михайлова

Корректор Л. Брахнина

Редактор Н. Хубларова

Подписное

Заказ 2310/3 Изд. ¹ 842 Тираж 1130

11ПО Государственного комитета Совета Министров СССР по дслагп изобретений п открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 ля кистевого сустава манипулятора соединен с первыми входами пятого и шестого сумматоров, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам блока задания уставок, а выход первого разделительного элемента сосди со вторым входом седьмого сумматора.

Источники ичформации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 446256, кл. А 01G 23/08, 1973.

2. В. Л. Жавнер, Э. И. Крамской. Погрузочные манипуляторы. Л., «Машиностроение», 1975, с. 23.