Устройство для управления манипу-лятором

Устройство для управления манипу-лятором

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >830292 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 02.07.7 9 (21) 27 9 1 635/18-24 с присоединением заявки ЭЙ (23) Приоритет

Опубликовано 1 5.05.8 1 Бюллетень ¹ 18 (51)М. Кл.

G 05 В 11/00

В 25 У 13/00

Гввудлрстввнный квинтет

СССР

M делам нзвбретеннй в вткрытнй (53) УДК 62-50(088.8) Дата опубликования описания 20.05.81 (72) Авторы изобретения

В. А. Васильев, А. И. Калинин. В. И. Кул

А. П. Самохин, В. В. Шабаршов и (71) Заявитель

/ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ ".-х

Изобретение относится к манипуляторостроению и автоматике и может быть использовано при создании систем управления чувствительных манипуляторов.

Известно устройство для управления манипулятором, содержащее последоваS тельно соединенные первый измеритель рассогласования > привод задающего органа, датчик положения задающего органа, второй измеритель рассогласования, привод исполнительного. органа и датчик

1О положения исполнительного органа, выход которого соединен с вычитающим входом второго измерителя рассогласования, выход которого связан с суммирующим входом первого измерителя рас15 согласования, а выход привода задающего органа подключен к вычитающему входу первого измерителя рассогласования, прн работе исполнительного органа на жесткую преграду или в зоне упоров имеет зала устойчивостф1.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устрой ство, содержащее последовательно соедИненные первый сумматор, привод задающего органа, датчик нагрузки: задающего органа, датчик положения задающего органа, второй умматор, привод исполнительного органа и датчик нагрузки исполнительного органа, первый выход которого через датчик положения исполнительного органа связан со вторым входом второго сумматора, а второй выход — с первым входом первого сумматора, второй вход которого подключен ко второму выходу ратчика нагрузки задающего орган . Однако это устройство не решит задачу по обеспечению устойчивости в режимах работы на жесткую преграду и в зоне упоров. Во избежение потери устойчивости приходится увеличивать запас устойчивости системы, уменьшая коэффициент усиления канала операторобъект, что в других режимах ухудшает статические и динамические свойства манипулятора. При увеличении запаса

8302

3 устойчивости выбирается компромисс между требуемыми показателями качества в режиме работы на жесткую преграду, и в других режимах, и как правило, при встрече с препятствием все же возникают автоколебания, что предъявляет дополнительные требовании к оператору, ведет к его утомлению, к ограничению набора. выполняемых операций °

Цель изобретения - улучшение динами- lo ческих характеристик устройства.

Цель достигается тем, что устройство содержит датчик скорости исполнительного оргача, датчик скорости задающего органа, логический блок и

l5 блок переключения коэффициентов, выход которого соединен со вторым входом привода исполнительного органа, первый вход — со вторым выходом датчика нагрузки исполнительного органа, второй вход — с выходом логического блока, первый вход которого подключен к выходу датчи::a скорости задающего органа, второй вход — выходом датчика скорости исполнительного органа, причем входы

25 датчика скорости исполнительного органа и датчика скорости задающего органа соединены соответственно с выходами датчика нагрузки исполнительного органа ! о и датчика нагрузки задающего органа.

На чертеже изображена функциональная схема манипулятора. .Манипулятор содержит оператор 1, задающий орган 2, датчик 3 нагрузки задающего органа 3, привод 4 задающе35 го органа, датчик 5 положения задающего органа, исполнительный орган 6, привод 7 исполнительного органа, датчик 8 положе ния исполнительного органа, первый сумматор 9, объект 10 манипулирования, 4О датчик 11 нагрузки исполнительного органа, второй сумматор 12, блок 13 переключения коэффициентов, логический блок 14, датчик 15 скорости задающего

45 органа и датчик 16 скорости исполнительного органа.

Устройство работает следующим обрезом.

Оператор 1 прикладывает к рукоятке задающего органа 2 момент, который измеряется датчиком 3 нагрузки задающего органа и отрабатывается приводом

4 задающего органа. Сигнал с выхода датчика 5 положения задающего органа поступает на исполнительный оргар 6, . который приводится в движение приводом 7 исполнительного органа. Привод 7 исполнительного органа отрабатывает сигнал датчика 5 положения задающего органа до тех пор, пока сигнал с выхода датчика 8 положения исполнительного органа не сравняется с сигналом датчика 5 положения задающего органа на втором сумматоре 12.

Если на исполнительный орган 6 действует нагрузка с объекта 10 манипулирования, то между задающим органом 2 и исполнительным органом 6 возникает рассогласование, пропорциональное величине этой нагрузки и обратно пропорциональное жесткости исполнительного органа 6. Сигнал с датчика 11 нагрузки исполнительного органа поступает на задающий орган 2, где он на первом сумматоре 9 сравнивается с сигналом датчика 3 нагрузки задающего органа. Сигнал с выхода первого сумматора 9 отрабатывается приводом 4 задающего органа, который воспроизводит отраженную нагрузку на руку оператора 1. Кроме того, сигнал с выхода датчика 11 нагрузки исполнительного органа через блок 13 переключения коэфф щиентов поступает на вход привода 7 исполнительного органа. Величина и знак связи по возмущению определяется блоком 13 переключения коэффициентов. Тем самым задается определенная жесткость исполнительного органа

6. Введение отрицательнойсвязи по нагрузке приводит к снижению жесткости, положительной — к увеличению. Как уже отмечалось жесткость исполнительного

l органа 6 и режиме работы на жесткую преграду должна быть меньше, чем при работе в других режимах. Для регулирования жесткости исполнительчого органа

6, т.е. для обеспечения устойчивой и обладающей высокими показателями качества системы управления манипулятора во всех режимах, блок 13 переключения коэффициентов управляется от логического блока 14, который анализирует наличие того или иного режима работы манипулятора по сигналам датчика 15 скорости задающего органа и датчика 16 скорости исполнительного органа. В режиме работы на жесткую преграду сигнал на выходе датчика 16 скорости исполни тельного органа отсутствует, а если оператор 1 перемещает задающий орган

2, то на выходе датчика 15 скорости задатчика скорости задающего органа сигнал присутствует. Такое сочетание сигналов датчика 15 скорости задающего органа и датчика 16 скорости исполнитель92 выход — с первым входом первого сумматора, второй вход которого подключен ко второму выходу датчика нагрузки задающего органа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения динамических характеристик устройства, оно содержит датчик скорости исполнительного органа, датчик скорости задающего органа, логический блок и блок переключения коэффициентов, выход которого соединен со вторым входом привода исполнительного органа, первый вход — со вторым выходом датчика нагрузки исполнительного органа, второй вход — с выходом логического блока, первый вход — со вторым выходом датчика нагрузки исполнительного органа, второй — с выходом . логического блока, первый вход которого подключен к выходу датчика скорости задающего органа, второй вхоц — к выходу датчика скорости исполнительного органа, причем входы датчика скорости исполнительного органа и датчика скорости задающего органа соединены " соответственно с выходами датчика нагрузки исполнительного органа и датчика нагрузки задающего органа.

Устройство для управления манипулятором, содержащее последовательно

25 соединенные первый сумматор, привод задающего органа, датчик нагрузки задающего органа, датчик положения задающего органа, второй сумматор, привод

30 исполнительного. органа и датчик нагрузки исполнительного органа, первый выход которого через датчик положения исполнительного органа связан со вторым входом " второго сумматора, а вырой

Составитель Г. Нефедова

Редактор М. Погориляк Техрвд И.Асталош Корректор С. Шекмар

Заказ 3637 I75 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,- 4

5 8ЗО2 ного органа и характеризует режим раб ты на жесткую преграду.

Для системы управления схватом снижение жесткости в момент соприкосновения с твердым объектом манипулирования обеспечивает невозможность возникновения автоколебаний и далее для обеспечения необходимого усилия захвата она может увеличиваться до требуемой величины. Для других суставов при достижении ими упора или при встрече ими препятствия в рабочей зоне жесткость может оставаться пониженной до момента выхода из режима работы на жесткую преграду. 15

Применение изобретения позволяет исключить возможность появления автоколебаний в режимах работы на жесткую преграду и в зоне упоров. формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Кулешов B. С., Лакота Н. Л. Динамика систем управления манипуляторами, М., "Энергия, 1971, с. 244.

2. Там же, с. 264 (прототип).