Система управления манипулятором

Система управления манипулятором

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЛ ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

«ii805245 (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

,22) Заявлено, 05.05.78 (21) 2614109/18-24 (51) М. K„G05 В 11/00

В 25 J 13/00 с присоединением заявки №вЂ”

Гееудерстеенный кемнтет

СССР оо делам изебретеннй и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 62-50 (088.8) Опубликовано 15.02.81. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 25.02.81

В. В. Андрктннн, Н. А. Лакота, С. А.;Лыкннир

В. А. Моисеенков и В. Н. Шведов -:

\/ а

"1с" * НОРВХИАЦЩ,,„н Ц

Московское ордена Ленина и ордена Трудового сного *

Знамени высшее техническое училище им. Э. ЮЮ

I (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании систем управления звеном манипулятора.

Известна система управления- манипулятором, содержащая приводы задающего и исполнительного органов, датчики положения задающего и исполните. чьного органов и усилители (1).

Однако она имеет большие вес и габаритй задающего органа.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является система, содержащая по каждой управляемой координате последовательно соединенные датчик положения задающего органа, привод, связанный кинематически через датчик момента исполнительного органа с датчиком положения исполнительного органа, первый выход которого подключен ко второму входу привода (2).

Недостатком этой системы является отсутствие возможности дозирования опера- 2о тором усилий, развиваемых исполнительным органом, и, как следствие, невозможность в общем случае манипулировать объектами, на которые наложены внешние связи.

Цель изобретения — расширение области применения системы.

Цель достигается тем, что система содержит последовательно соединенные датчик усилий оператора и блок вычисления зоны нечувствительности и по каждой регулируемой координате- функциональный преобразователь, первый вход которого подключен к соответствующему выходу блока. вычисления зоны нечувствительности, второй вход— к выходу датчика момента исполнительного органа, а выход — к третьему входу привода, вторые входы блока вычисления зоны нечувствительности соединены с выходом каждого датчика положения. задающего органа, а третьи входы — со вторым выходом каждого датчика положения исполнительного органа.

На чертеже представлена блок — схема системы.

Схема содержит датчик 1 положения задающего органа, привод 2 исполнительного органа, датчик 3 момента исполнительного органа, датчик 4 положения исполнительного органа, датчик 5 усилий оператора, блок

6 вычисления зоны нечувствительности, функциональный преобразователь 7, Vg Vy< Vz<, 805245

Vorpi, Vmw, Vwi — выходные сигналы датчика 5 усилий оператора, датчиков 1 положения задающего органа, датчиков 4 положения исполнительного органа, блока 6 вычисления зоны нечувствительности, датчиков 3 момента исполнительного органа, функциональных преобразователей 7 соответственно.

Система работает следующим образом.

Функциональный преобразователь 7 реализует следующую зависимость для каждого

i-го сигнала

Ч„; =- О, если /Чмн;/ Vorpi » 1 K мi ь я ОГО s gn (V34HL ) j, е .ц i ; щ1I01«,г?, Г;;, 1. ---. 1 woropaiA ПОСТОЯННЫЙ Коэффициен г.

Итак, функциональный преобразователь представляет собой зону нечувствительности по каналу. момента, причем величина зоны нечувствительности определяется величиной сигнала V ><, поступающего с блока 6 вычисления зоны нечувствительности.

Блок 6 вычисления зоны нечувствительности определяет величину Voq»в зависимости от положения задающего и исполнительного органов в пространстве и от величины сигнала Vq с выхода датчика 5 усилия оператора, который может располагаться, например, на рукоятке задающего органа. Величина V задается оператором и является модулем силы, которую .манипулятору необходимо приложить к объекту. Направление этой силы зависит от направления рассогласования конечной точки задающего органа и схвата исполнительного органа манипулятора.

Когда исполнительный орган манипулятора находится в свободной зоне, оператор, увеличив. величину сигнала V4 до максимального- значения (величина зоны нечувствительности . функционального преобразователя 7 максимальна), практически размыкает моментные связи на приводах 2 исполнительного органа,и манипулятор работает как обычный манипулятор с «жесткой» системой управления одностороннего действия.

Пусть манипулятор работает с объектом, на который наложены связи. В первый момент оператор отпускает датчик 5 усилия, т.е. сигнал V равен нулю. При этом приводы 2 системы управления манипулятором охвачены глубокими обра-ными связями по развиваемому моменту, т.е. система управления становится «мягкой». Оператор перемещает задающий орган в сторону предполагаемого движения системы исполнительный органобъект. При этом исполнительный орган не движется, так как у него «мягкая» система

Формула изобретения г5

35 усилий оператора и блок вычисления зоны нечувствительности и по каждой регулируемой координате функциональный преобра40 зователь, первый вход которого подключен к соответствующему выходу блока вычисления зоны нечувствительности, второй входк выходу датчика момента исполнительного органа, а выход — к третьему входу при45 вода, вторые входы блока вычисления зоны нечувствительности соединень1 с выходами каждого датчика положения задающего

5

15 го управления. После этого оператор увеличивает сигнал V, воздействуя на датчик 5 усилия, исполнительный орган при этом развивает усилия, пропорциональные величине усилия оператора. Если при достаточно больших значениях V движения исполнительного органа не происходит, то оператор перемешает задающий орган в другом направлении. При этом блок 6 вычисления зоны нечувствительности перераспределяет величины Ъ,„ iòàêèì образом, чтобы усилие исполнительного органа было направлено в сторону перемещения конечной точки задаюшего органа. Далее цикл повторяется, пока операция не будет завершена.

Применение изобретения позволит оператору дозировать усилия исполнительного органа и работать с объектами, имеющими связи без увеличения габаритов и веса задаюшего органа. При этом уменьшаются габариты, вес и энергопотребление схем управления приводами по сравнению с системой управления манипулятором двустороннего действия, так как такая система требует меньшего числа активных элементов.

Система управления манипулятором, содержащая по каждой управляемой координате последовательно соединенные датчик положения задаюшего органа и привод исполнительного органа, кинематически cRBзанный через датчик момента исполнительного органа с датчиком положения исполнительного органа, первый выход которого подключен ко второму входу привода, отличаюшаяся тем, что, с целью расширения области применения системы, она содержит последовательно соединенные датчик органа, а третьи входы — со вторым выходом каждого датчика положения исполнительного органа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кулешов В. С. и Лакота Н. А. Динамика систем управления манипулятором. М., «Энергия», 1971, с. 56.

2. Там же„с. 70 (прототип).

805245

Составитель Г. Нефедова

Редактор С. Лыжова Техред А. Бойкас Корректор М. Коста

Заказ 10642/69 Тираж 951 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дела м изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4