Устройство для управления адаптив-ным роботом
Иллюстрации
Реферат
Ori ИСЛНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 830304
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5i)M. Кд.
Я 05 В 15/00
В 25T 13/00 (22) Заявлено13.04. 79 (21) 2752788/18-24
Государственный комитет
СССР йо делам изобретений и открытий. с присоединением заявки ¹ (23) fl риорнтет
Опубликовано 15.05. 81. Бюллетень ¹18
Дата опубликования описания 18. 05. 8! (53) УДК62-SO (088.8) (72) Автор изобретения
О. Ф. Меньших и У (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АДАПТИВНЫМ РОБОТОМ
Изобретение относится к техничес-. кой кибернетике и автоматизированных систем управления и может быть использовано при создании устройств для управления адаптивным, роботом, преимущественно обслуживающим конвейерные
5 линии.
Известные устройства для управления адаптивным роботом, содержацие блок памяти, спецпроцессоры, телевизионную .10 передающую камеру, дисплей, преобра- зователи, блок печати и блок управления приводами исполнительного органа робота (11
Однако устройство .является слож- . ным е
Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, содержащее излучатель и последовательно соединенные первый диссектор, первый формирователь стробимпульсов, . первый - преобразователь угол-код, .первый вычислитель координат, первый блок памяти, вычислительный блок и приводы исполнительного органа робота, а также привод и датчик вращения рабочего стола f2), Недостатком этого устройства является наличие вращения рабочего стола, которое снижает быстродействие устройства, Последнее связано с тем, что угловая скорость вращения рабочего стола ограничена устойчивостью объектов на рабочем столе, определяемой действием на объекты центробежных сил. Кроме того это устройство вырабатывает малый объем информации о расположении объекта манипулирования, что влияет на точность его захвата роботом, а также неприменимо дл работы с конвейерной линией, состоящей из нескольких подвижных участков.
Цель изобретения — увеличение надежности и быстродействия устройства, а также повышение его точности и расшттрение функциональных возможностей.
30304 ф
3 8
Цель достигается тем, что устройство содержит механически связанные первые привод и датчик перемещения ленты конвейера и оптически связанный с излучателем, первый приемник, выход которого соединен со вторым входом вычислительного блока, третий вход которого подключен к выходу первого датчика перемещения ленты конвейера, второй выход которого соединен со вторым входом первого вычислителя координат, а второй выход — ко входу первого привода перемещения ленты конв ейера.
Устройство также содержит последовательно соединенные второй диссектор, второй формирователь стробимпульсов, второй преобразователь. угол-код, второй вычислитель координа и второй блок памяти, выход которого подключен к четвертому входу вычислительного блока, выход первого датчика перемещения ленты конвейера подключен ко второму входу второго вычислителя к оорди на т.
Кроме того, устройство содержит вторые привод и датчик перемещения ленты конвейера, а также механически связанные третьи привод и датчик пере мещения ленты конвейера, причегЭ выход второго датчика перемещения ленты конвейера соединен с пятым входом вычислительного блока, к шестому входу которого подключен выход третьего датчика перемещения ленты конвейера, а входы второго и третьего приводов перемещений ленты конвейера соответственно соединены с третьим и четвертым выходами вычислительного блока.
Устройство, также содержит оптически связанный с излучателем второй приемник, выход которого соединен с седьмым входом вычислительного блока.
На чертеже изображена функциональная схема ус тр ойс тв а.
Устройство содержит входной 1, вы» ходной 2, средний 3 участки ленты конвейера, объект.4, излучатель 5, первый диссектор 6, первый формирователь 7 строб-импульсов, первый преобразователь 8 угол-код, первый вычислитель 9 координат, первый блок
10 памяти, вычислительный блок 11, приводы 12 исполнительного органа робота, исполнительный орган 13 робота, первый привод 14 перемещения ленты конвейера, первый датчик 15
15 т
55 перемещения ленты конвейера, первый приемник 16, второй диссектор 17 второй формирователь 18 строб-импульсов, второй преобразователь 19 уголкод, второй вычислитель 20 координат второй блок 21 памяти, второй привод 22 перемещения ленты конвейера, второй датчик 23 перемещения ленты конвейера, третий привод 24 перемещения ленты конвейера, третий датчик 25 перемещения ленты конвейера, второй приемник 26.
Устройство работает следующим образом.
В случае перемещения объекта 4 на ленте конвейера, представляющей единое целое число, лента перемещается под действием первого привода 14 перемещения ленты конвейера, управляемого от вычислительного блока 11 в старт-стопном или непрерывном режиме. Величина перемещения ленты конвейера в функции времени задается первым датчиком 15 перемещения ленты конвейера. первый выход которого связан с третьим входом вычислительного блока 11. При этом отсчет времени может исчисляться от момента пересечения объектом 4 линии оптической связи излучателя 5 и первого приемника 16, выход которого соединен со вторым входом вычислительного блока 11. Ленту конвейера как целое можно условно разбить на участки— входной 1, выходной 2 и средний 3.
На первом участке определяется момент пересечения объектом 4 линии оптической связи излучателя 5 с первым приемником 16, на втором осуществляется захват объекта 4 с ходу при непрерывном режиме движения ленты конвейера или после остановки ленты в старт-стопном режиме работы конвейера, а на третьем— зрительный анализ выпукло-преобразованного контура объекта 4 в плоскости зрительного сканирования первого диссектора 6, причем указанный контур устанавливается не полностью, а лишь фрагментарно т.е. не по всему периметру объекта 4 в плоскости его зрительного сканирования.
Процесс фрагментарного зрительного восприятия контура объекта 4, перемещающегося поступательно с постоянной скоростью по среднему участку ленты конвейера, описывается следующим образом.
На фотокатоде первого диссектора 6(а в случае применения двух диссекторов, то и второго диссектора
17)формируется изображение в виде прерывистой светлой линии. Ее прерывание объясняется фактором затенения излучателя 5 объектом 4 в поле зрения диссектора. Считывание электронной щелью диссектора 6, указанной прерывистой светлой линией, приводит <о к возникновению на выходе диссектора
6 широтно-импульсного сигнала, период следования кот6рого 1 авен периоду электронной развертки в диссекторе 6.
Широтно-импульсная последователь- 15 ность преобразуется в первом формирователе 7 строб-импульсов в парные строб-импульсы, соответствующие спаду и фронту импульсов в указанной широтно-импульсной последовательности.рс
Нечетные строб-импульсы соответствуют начальной границе теневого сектора, а четные — конечной границе того же теневого сектора в каждом из циклов зрительного сканирования 25 диссектором 6 при наличии в его ноле зрения непрозрачного объекта. Значения азимутов визирования объекта 4 преобразуются в двоичный код в первом преобразователе 8 угол-код, откуда ЗО кодированные последовательности посту" пают раздельно для начальной и конечной границ визирования объекта на первый вход первого вычислителя
9 координат. Первый датчик 15 пере- 35 мещения ленты конвейера преобразует . значение продольной координаты (вдоль линии движения ленты конве- йера) движущегося объекта 4, иа" пример точки его сечения, лежащей на средней линии, разделяющей продольный размер объекта 4 на две равные части, причем продольный размер объекта определяется произведением скорости движения конвейера на разность моментов времени пересечения задней и передней частями объекта
4 линии оптической связи первого приемжка 16 с излучателем 5.
В случае, когда лента конвейера представляет собой не единое целое, . а разбита на раздельно управляемые участки — входной 1, выходной 2 и средний 3. При синхронной работе приводов 14,22,24 перемещения указан-55 ных участков ленты конвейера, объект
4 движется с постоянной скоростью на всех указанных участках, как в
830304 6 случае одноленточного конвейера.
Разделение конвейера на входной 1 и средний 3 участки ленты позволяет существенно увеличивать удельную загрузку на единицу его длины, т.е. уменьшить интервал между загружаемыми на ленту конвейера объектами, а также увеличить длину среднего участка 3, что приводит к увеличению точности воспроизведЕния контура объекта с помощью зрительного сенсора робота, за счет увеличения информации в фрагментарном описании этого контура. Для того, чтобы на среднем участке 3 не могло одновременно находиться два объекта, управление движением участков 1 и 3 осуществляется раздельно с помощью вычислительного блока 11, на второй вход которой поступают сигналы с вы" ходя приемника 16, сигнализирующие . о подходе второго объекта, если первый объект еще находится в зоне действия зрительного сенсора робота (на участке 3). В этом случае привод
22 останавливает входной участок 1 ленты конвейера, а анализируемый объект движется на ленте среднего участка 3 без каких-либо изменений.
Такой прием эквивалентен разряжению интервалов между объектами, устаналиваемыми на входном участке ленты конвейера. В этом случае устройство управления автоматически задает трубемый интервал между объектами, поступающими в зону их осмотра зрительным сенсором робота, что устраняет необходимость в наличии технологического запаса по интервалу, гарантирующего работу линии без сбоев. В принципе допустим такой режим работы, при котором лента среднего участка конвейера движется с переменной скоростью. Например, скорость протяжки ленты среднего участка начинает увеличиваться .по сравнению со скоростью протяжки ленты входного участка на ленту с момента передачи объекта с ленты входного участка на ленту среднего участка конвейера(при передаче объекта с участка на участок скорости протяжки лент этих участ-. ков должны быть строго одинаковыми
Это также эквивалентно разряжению объектов на исходном участке конвейе\ ра, на который объекты можно загружать достаточно часто. Причем в этом случае входной участок ленты конве.4 йера может двигаться непрерывно, а не в старт-столпом режиме подачи объектов на средний участок 3 конвейера.
Естественно, что при переменном режиме работы -ленты среднего участка мгновенная скорость движения этой ленты должна быть всегда известна (эта информация определяется работой датчика 15 перемещения ленты конвейера),Что необходимо для вычисления 10 положения объекта 4 во времени относительно диссекторов 6 и 17.
Применение изобретения позволяет повысить надежность, быстродействие и расширить функцноналыые возможнос- 15 ти устройства за счет обеспечения виэуалрзации объектов, представляет собой часть ленты конвейера.
Формула изобретения трай тва для управления адан тивщы роботом, содержащее излучатель и последовательно соединенные первый дисеектор, первый формирователь строб-импульсов, первый преобразователь угол-код, первый вычислитВль координат, первый блок памяти, вычислительный блок и приводы исполнительного органа рабата, а т л и ч а ющ е е с я тем, чта, с целью увеличения надежности и быстродействия устройства, ано содержит механически связанные первые привод и датчик перемещения ленты конвейера и оптически связанный с излучателем первый приемник„ выход которого соединен со
40 вторым входом вычислительного блока> третий вход которого подключен к выходу первого Датчика перемещения ленты конвейера и ко второму входу первого вычислителя коордйНат, а второй выход — ко; ",5 входу первого привода перемещения ленты конвейера.
830 04 8
2, Устройство по и. 1, о .т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит последовательно соединенные второй диссектор, второй формирователь строб-импульсов, второй преобразователь угол-код, второй вычислитель координат и второй блок памяти, выход которого подключен к четвертому входу вычислительного блока, выход первого датчика перемещения ленты конвейера подключен ко второму входу второго вычислителя координат. . 3. Устройство . по пп,1 и 2, о тличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, устройство содержит меха" нически связанные вторые привод и датчик перемещения ленты конвейера, 20 а также механически связанные, третьи привод и датчик перемещения ленты конвейера, причем выход второго датчика перемещения ленты конвейера соединен с пятым входом вычислительного блока к шестому входу которого подключен выход третьего датчика перемещения ленты конвейера, а входы второго и третьего приводов перемещения ленты конвейера соединены соответственно с третьим и четвертым выходами вычислительного блока.
4. Устройство по пп, 1-3, о т л и. ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит оптически связанный с излучателем второй приемс ник„выход которого соединен с седьмым входом вычислительного блока.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1 ° Дистанционно-управляемые роботы-манипуляторы,. Сб. статей, Цод ред. Б. П. Попова, M. "Миф,1976, с. 99-134.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2056396/18-24 кл. В 25 .Г 13/00, 1974 (прототип).
830304
Составитель Е. Политов
Редактор M. Погориляк Техред И.Асталош Корректор,Н. Швыдкая
Заказ 3200 48 Тираж 940 Подпис ное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4