Устройство для управления адаптивным роботом
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Реслублнк
Оп ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
<1>881668. К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04. 06. 79 (21) 2775782/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
Опубликовано 15.1181. Бюллетень М 42
Дата опубликования описания 15. 11. 81 (51)М. Кл з
G 05 В 19/00
В 25 J 9/00
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 62-50 (088.8) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АДАПТИВНЫМ
РОБОТОМ
Изобретение относится к роботогехнике и может быть использовано при создании адаптивных роботов.
Известны устройства для управления адаптивным роботом, содержащие пульт управления, приводы, датчики положения, блок коммутации и измерительный орган 11).
Устройство не обладает свойствами адаптации при перемещении в среде с препятствиями.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, содержащее блок задания 15 программы, датчики локальной коррекции и по каждой регулируемой координате последовательно соединенные сумматор, блок управления, привод и датчик положения, выход которого 2Q подключен к первому входу сумматора, второй вход каждого сумматора соединен с первым выходом блока задания программы (2).
Известное устройство не произво- 25 дит переключения или изменения знаков сигналов локальной коррекции по степеням подвижности робота в зависи- мости от их пространственного рас;положения. 30
Цель изобретения — повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства.
Цель достигается тем, что устройство содержит датчики рабочей зоны, логический блок и по каждой регулируемой координате блок умножения, первый вход которого подключен к выходу датчиков локальной коррекции, а выход — к третьему входу соответствующего сумматора, выходы датчиков рабочей эоны соединены с первыми входами логического блока,вторые входы которого подключены к выходам датчиков локальной коррекции, третьи входы — к выходу датчиков положения, четвертый вход — ко второму выходу блока задания программы, а выходы — ко второму входу каждого блока умножения.. Устройство Содержит также по каждой регулируемой координате пороговый элемент, вход которого подключен. к соответствующему выходу логического блока, а выход - ко второму входу соответ"твующего блока умножения.
Кроме того-, устройство содержит блок обучения, выход которого соединен с пятым входом логического блока.
/ г
881668
На чертеже представлена функциональная схема устройства.
Устройство содержит исполнительный орган 1, датчики 2 положения, датчики 3 локальной коррекции (ДЛК),датчики 4 рабочей зоны, блок 5 задания программы, сумматоры б, блоки 7 управления, блоки 8 умножения, логичес,кий блок 9, пороговые элементы 10, блок 11 обучения.
Устройство работает следующим образом. 10
Блоки 1,2,5,6 и 7 составляют мно- гоканальную систему управления, характерную для роботов, работающих по жесткой программе. На сумматорах б, вырабатывающих сигналы рассог- 15 ласованиА, имеются дополнительные входы, предназначенные для,введения
:,корректирующих сигналов от датчиков локальной коррекции(ДЛК) 3. Корректирующие сигналы от ДЛК 3 поступают 2О на входы сумматоров б через блоки 8 умножения. Вторые входы блоков 8 используются для редактирования сигналов ДЛК 3 в каналах управления.
Этн входы присоединены к выходам логического блока 9, который выраба5 тывает знакопеременные комутационные функции. Положительное значение коммутационной функции обеспечивает прямое включенке ДЛК 3 в контур канала управления, нулевое значение изолирует канал управления от системы коррекции (при этом канал реализует только жесткую программу), отрицательное значение обеспечивает коррекцию программного движения Зэ в противоположном направлении. Таким образом, блоки В определяют введение сигналов ДЛК 3 в любой канал или совокупность каналов с любым знаком или комбинацией знаков, а 4Q также отключение ДЛК 3 от каналов при нулевых значениях соответствующих коммутационных функций.
Число коммутационных функций, формирУемых в блоке 9, равно в об- 4 щем случае числу степеней подвижности робота. Знакопеременные коммутационные функции необходимо сформировать таким образом, чтобы свои значения (+,О,- онк принималк в заданных областях пространства естественных координат робота. В результате во время двигательного акта может быть обеспечено нужное изменение знака корректирующего сиг,нала, вовлечение в синергию допол- ЗЗ нительных степеней подвижности илк их отключение, переключение корректирующих сигналов с одной степени подвижности на другую, т.е. Редактирование информации ДЛК в зависимости от позы
Ограничение требований к ко тационным функциям значения +,О,ф позволяет формировать их в бо ьшин-, стве случаев как линейные комбина-, д ции сигналов датчиков 2 положения.
Однако при этом нули коммутационных функций появляются лишь весьма кратковременно, т.е. в процессе корректирующей сйнергии почти всегда вовлекаются все степени подвижности.
При кинематической избыточности,т.е. практически всегда, желательно ограничиться доопределением движения лишь с помощью наиболее эффективных в данный момент звеньев кинематической цепи. Для этого нужно исключить звенья, возможное движение которых близко к ортогональному (по отношению к направлению коррекции).
С этой целью с помощью пороговых элементов 10 осуществляется расширение интервала, в котором малоэффективные степени подвижности исключаются из синергии. Это достигается двусторонним пороговым ограничением, создающим зону нечувствительности в окрестности нуля коммутационной функции. Эта же мера ослабляет требования точности к коммутационным функциям, т.е. облегчает и ускоряет их формирование. Благодаря пороговым элементам 10 в программном движении сохраняются в основном компоненты, ортогональные к направлению, которое контролируется ДЛК 3. В целостном движении программные H корректирующие компоненты находятся в отношениях, близких к ортогональным.
Одновременно пороговые элементы
10 служат для отключения системы локальной коррекции прк необходимости восстановления приоритета программного движения по всем координатам.
С этой целью в блоке 10 предусматривают возможность управляемого изменения порогов. Для полного устранения влияний ДЛК на программное движение пороги блока 10 повышают за пределы максимального значения коммутационных функций. В качестве простейших коммутационных функций целесообразно испольэовать линейные комбинации. При синтезе коммутационных функций иногда обременительно использовать расчетные методы. Поэтому в схеме робота предусмотрен блок 11, автоматкзкрующий подбор подходящих коэффициентов.
У робота, адаптированного к одной програюае, может наблюдаться перенос навыков прк исполнении другой програюы. Иногда это нежелательно, так как в новой программе в аналогичных поршнях могут потребоьаться иные и даже противоположные коррекции (избегание или обход вместо сближения и т.п.). Переобучение при ,этом нежелательно, так как разрушается редакцкя синергий, полезная при выполнении первой программы.Для преодоления этих недостатков в логическом блоке 9, используют дополнигельные переменные, в качестве ко881668 торых используют сигналы, определяющие код (номер) выполняемой программы, а также сигнал датчиков 4 в рабочем поле. ДЛК 3 также относится к датчикам последнего типа. Это позволяет связывать значения коммутационных функций с изменением обстановки, характером и особенностями выполняемой программы.
Применение изобретения за счет соответствующей коммутации сигналов локальной коррекции позволяет расширить функциональные возможности устройства.
Формула изобретения
Устройство для управления адаптивным роботом, содержащее блок задания програ датчики локальной коррек- 20 ции и по каждой регулируемой координате последовательно соединенные .сумматор, блок управления, привод и датчик положения, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход каждого сумматора соеди- 25 нен с первым выходом блока задания программы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности .устройства, оно содержит датчики рабочей зоны, логический блок и по каж-;Ц) дой регулируемой координате блок умно жения, первый вход которого подключен к выходу датчиков яокальноР коррекции, а выход - к третьему входу соответствующего сумматора, выходы датчиков рабочей зоны соединены с первыми входами логического блока, вторые входы которого подключены к выходам датчиков локальной коррекции, третьи входы - к выходу датчиков положения, четвертый вход - ко второму выходу блока задания программы, а выходы - ко второму входу каждого блока умножения.
2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства, оно содержит по каждой координате пороговый элемент, вход которого подключен к соответствующему выходу логического блока, а выход — ко второму входу соответ" ствующего блока умножения.
3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, оно содержит блок обучения, выхсд которого соединен с пятым входои логического блока.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
В 621571, кл. В 25 J 9/00, 1977.
2. Юревич Е. И. Интегральный робот ЛПИ-2. Сб. "Робототехника", Л., 1977, с. 3-9 (прототип).
881бб8
Составитель Е. Политов
Техред Е.Харитончик КорректорГ.Решетник
Редактор Л. Плисак
Тираж 943 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Эаказ 9968/70 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4