Интерактивная система управленияроботом

Интерактивная система управленияроботом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сююв Co54lcltNx

С цалнстнческ

Республнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 1701,79 (21) 2733756/18-24 (51) М. Кл. с присоединением заявки HP—

G 05 В 19/00

В 25 J 9/00

ГвсудаРетьенныЯ нвмнтет

СССР яв делам нзобретеннЯ н еткритнЯ (23)ПриоритетОпубликовано 230181.Бюллетень Н9 3 (53) УДК 62-50 (088.8) Дата опубликования описания 2301,81

М.С.Ворошилов и Т.M.Sàåâà, ф у".!; y с -il Р

Завод-ВТУЗ при Ленинградском металлическом заводе им. ХХХХХ съезда КПСС (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИНТЕРАКТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РОБОТОМ

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано .при созцанин интерактивных систем управления роботами, обладающими оптимальными характеристиками.

Известна система управления роботом, содержащая последовательно соединенные усилитель, двигатель и исполнительный орган, соединенный с нагрузкой датчиком нагрузки и дат- 1О чиком положения, выход которого подключен к одному из входов усилителя, и последовательно соединенные усилитель, двигатель и механическую передачу, соединенную с задающим органом,,„,15 .датчиками нагрузки и датчиком положения, выход которого подключен к другому входу усилителя исполнительной следящей систеьы, логический блок и переключатель (1). 20

Однако система имеет невысокие динамические характеристики.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является система, содержащая первый ключ и 25 последовательно соединенные тактовый генератор, блок памяти и второй ключ, причем выход первого ключа подключен .ко второму входу блока памяти и по каждой регулируемой коор-30 динате задаккдего и исполнительного органа блок сравнения и последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, сумматор, усилитель и двигатель, связанный через датчик положения и датчик момента с исполнительным механизмом, выход датчика положения подключен к первому входу блока сравнения (2) .

Однако в системе не предусмотрены корректирукецие средства, компенсирующие влияние переменного момента инерции рабочих органов манипулятора на динамические, характеристики приводов, оператор не может корректировать движения во время программного управления.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей системы.

Поставленная цель достигается тем, что система содержит последовательно соединенные функциональный преобразователь и третий ключ, и по каждой регулируемой координате задающего и исполнительного органа пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор и пропорционально-дифференциальный регулятор, а также по каждой регулируемой координате задающего органа связанный с исполнитель798713 ным механизмом датчик усилия, выход. которого подключен к первому входу функционального преобразователя, второй и третий входы которого соединены,соответственно, со входами датчиков момента задающего и исполнительного органа, второй выход каждо: го из которых через пропорциональнодифференциальный регулятор подключен ко второму входу сумматора, выход тактового генератора соединен со вторым входом третьего ключа, выход которого подключен ко второму входу первого ключа и второму входу каждого блока сравнения, третий вход которого соединен с выходом второго ключа, а выход через пропорциональноинтегрально-дифференциальный регулятор — ко входу цифроаналогового преобразователя.

На чертеже представлена функциональная схема системы управления.

Система содержит блоки 1, 2 сравнения, пропорциональноинтегрально-дифференциальные регуляторы 3, 4, цифроаналоговые преобразователи 5, 6, сумматоры 7, 8, усилители 9, 10, двигатели 11, 12, датчики 13, 14 положения, датчики 15, 16 момента, исполнительные механизмы 17, 18, пройорционально-дифференциальные регуляторы 19, 20, первый 21, второй

22, третий 23 ключи, соответственно, тактовый генератор 24, функциональный преобразователь 25, датчик силы

26, многокоординатная рукоятка 27, блок 28 памяти, задающий орган 29, исполнительный орган 30.

Система работает следующим образом.

Система может быть использована в режиме состояния покоя (первый режим), режиме дистанционного управ ления с активным отражением сил (второй режим), режиме автоматического программного управленйя (третйй; режим). Во втором режиме можно осуществлять обучение робота. Третий и второй режимы совмещаются во времени, когда оператор, воздействуя на орган диотанционного управления, вносит необходимые коррективы в автоматический режим работы.

Система работает следующим образам.

В первом режиме система работает следующим образом.

На входы блоков 1, 2 сравнения не поступают сигналы управления. Сигнал датчика 26 силы равен нулю. Сигнал датчика 15 момента пропорционален внутренним силам нагрузки. Исполнительный орган 30 нагружен внешней силой (сила веса транспортируемого груза)..Сигнал датчика 16 момента пропорционален внешней и внутренним. силам нагрузки. Коэффициенты передачи датчиков 15, 16 момента по выходам выбраны таким образом, что сигналы, обусловленные внутренними силами нагрузки на задающем 29 и исполнительном 30 органах, взаимно компенсируются и напряженйе на вы.ходе датчика 16 момента пропорционально разности только внешних сил нагрузки. Кроме этого датчики 15, 16 моментов через пропорционально-дифферен циальные регуЛяторы 19, 20, усилите:ли 9, 10 управляют двигателями 11. 12 таким образом, что моменты, создаваемые двигателями 11, 12, равны моментам нагрузки, действующим на датчики 15, 16, т.е. приводы задающего 29 и исполнительного 30 органов инвариантны к силам нагрузки, дей15 ствующим на датчики 15, 16 при правильном подборе параметров пропорционально-дифференциальных регуляторов 19, РО.

Неточности компенсации устраняются

Щ при наличии главным образом обратных связей от датчиков 13, 14 положения, в результате которых любое движение, не соответчтвующее сигналам, поступающим на блоки 1, 2 сравнения, вызывает несоответствие в блоках 1, 2 сравнения, в результате которого пропорционально-интегрально-дифференциальные регуляторы 3,4 формируют дополнительные сигналы: компенсации.

Напряжение, снимаемое с датчикбв

15, 16 момента и поступающее на вход функционального преобразователя

25, не вызывает включение третьего ключа 23, так как возникающий при этом напряжении ток проходит через его сопротивление в направлении, при котором создается сигнал запрета на третьем ключе 23.

Во втором режиме система работает следующим образом.

4Р Оператор, создавая на рукоятке

27 управления силу, большую силы внешней нагрузки, обеспечивает сигнал напряжения на датчике 26 силы, больший сигнала напряжения, снимае4S мого с датчиков 15, 16 момента, в ре зультате снимается запрет третьего ключа 23, который подсоединяет выход тактового генератора 24 к входам блоков 1 и 2 сравнения. у Приводы задающего 29 и исполнительного 30 органов воспроизводят одновременно и согласованно заданное движение, при этом регуляторы 3, 4 форми, руют оптимальные законы управления.

Если силы внешней нагрузки возрастают, то третий ключ 23 разрывает цепь управления.

Изменяя направление силы, действующей на рукоятку, оператор реверсирует движение двигателей 11, 12.

d0 Для обучения робота включается первый. ключ 21.

В третьем режиме работы первый ключ 21 выключен, а второй ключ 22 включен. Сигнал управления из блока

45 28 памяти поступает на входы блоков

798713

1, 2 сравнения. Одновременно на зти входы могут поступать сигналы от ключа 23. Селективность сигналов обеспечивается соответствующей тактировкой импульсов управления.

Применение изобретения позволяет за счет обеспечения возможности корректировки программы,.в..процессе

Ее обработки расширить функциональ,ные возможности системы. !

Формула изобретения

Интерактивная система управления роботом, содержащая первый ключ и последовательно соединенйые тактовый генератор, блок памяти и второй 15 ключ, причем выход первого ключа подключен ко второму входу блока памяти и по каждой регулируемой координате задающего и исполнительного органа блок сравнения и последо-; вательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, сумматор, усилитель и двигатель, связанный через датчик положения и датчик момента с исполнительным механизмом, выход датчика положения подключен к первому входу блока сравнения, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей системы, она содержит последовательно соединенные функциональный преобразователь и третий ключ, и по каждой регулируемой координате задаю щего и исполнительного органа пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор и пропорциональнодифференциальный регулятор, а также по каждой регулируемой координате эа дающего органа связанный с исполнительным механизмом датчик усилия, выход которого подключен к первому входу функционального преобразователя, второй и третий вход которого соединены, соответственно, с выходами датчиков момента задающего и исполнительного органа, второй выход каждого из которых через пропорционально-дифференциальный регулятор подключен ко второму входу сумматора, выход тактового генератора соединен со вторым входом третьего ключа, выход которого подключен ко входу первого ключа и второму входу каждого блока сравнения, третий вход которого соединен с выходом второго ключа, а выход через пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор - ко входу цифроаналогового преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Андреенко С.Н., Ворошилов М.С., Петров Б.A. Проектирование приводов манипуляторов, Л., "Машиностроение", 1975, с. 136.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 3618б8, кл. В 25 J 1/00, 1972 (прототип).

798713

Составитель Г.НеФедова

Техред Г. Маточка Корректор., С» Шекмар

Редактор В.Еремеева

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Закаэ 10044/60 Тираж 951 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

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