Устройство для управления манипулятором

Устройство для управления манипулятором

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советск их

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ, СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свкд-ву— (53)A%. Кл. (22) Заявлено 27.05.80 (21) 2934862/18 24 с присоединением заявки М (23) Пркорнтет

G 05 В 19/00

В 25 У 9/00

3Ьвударетвенный комитет

СССР ао делам изабретеиий и открытий

Опубликовано 07.02.82. Бюллетень И 5

Дата опубликования описания 07.02.82 (53) УДК62-50 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

М. В, Ломака, В. П. Федоров, А. С. Кузетенко и A. А. Комиссаров

Московское ордена Ленина и ордена Трудового К

Знамени высшее техническое учипише им. Н. Э. Баумана. (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ

Изобретение относится к области робототехники и может быть испопьзовано при создании манипупяторов с позиционным н скоростным режимами управпения.

Известно устройство управпения манипупятором, содержашее замкнутый по попожению привод, блок задания программы, сумматор и испопнитепьный механизм 51).

Недостаток данного устройства соста ит в том, что оно не обеспечивает управление скоростного движения привода.

Наибопее близким по технической. cymности к предпагаемому является устройство, содержашее поспедоватепьно соединенные блок задания программы, сумматор, привод и датчик положения, выход ,которого подкпючен ко входу бпока задания программы и второму входу сумма» Р (,2).

Однако известное устройство не обес печивает скоростное управление. приводом манилу пятора.

Бень изобретения - расширение функ ционапьных воэможностей устройства за счет обеспечения позиционно-скоростного режима работы устройства. Поставпенная цепь достигается тем, что устройство содержит блок управпения ключами, блок задания коэффициента усиления и поспедоватепьно соединенные первый кпюч, элемент памяти, регупируемый усипитепь и второй кпюч, выход которого подключен к третьему входу сумматора, а второй вход - к первому выходу бпока управления ключами, входом соединенного со вторым выходом бпока задания программы, а вторым выходом - с первым входом первого ключа, второй вход которого подкпючен к выходу датчика пот1 пожения и первому входу блока задания коэффициента усипения, вторым входом . соединенного с выходом эпемента памяти, а выходом - со вторым входом регулируемого усипитепя, а также в том, что блок управпения ключами содержит поспедоватепьно соединенные перестраиваемый генератор, импульсов, первый и второй элементы И, а также поспедоватепьно

3807

4 да 3, выход привода 3 через датчик 10 положения соединен одновременно со вхо. дами блока 1, ключа 5 и блока 9 задания .коэффициента усиления, а выход ключа 5 через элемент 7 памяти — со входами усилителя 8 и блока 9 задания коэффициента усиления, выход усилителя 8 через ключ 6 подключен к третьему входу сумматора 2.

IO B первом режиме блок 1 формирует и подает на сумматор 2 требуемое значение угла поворота V „выходного вала двигателя привода 3, а на вход блока 4 одновременно вырабатывает сигнал, по

1 которому он запирает кшочи 5 и 6. Так как третий вход сумматора 2 отключен, он выполняет функцию масштабного усилителя с коэффициентом передачи К-1 и, не изменяя фазы и величины Фр4 подает его на вход привода 3, который отрабатывает заданную ему уставку. При этом информация о текущем положении привода 3 с его выходя чсрез датчик 10 положения, установленный на валу исполнительного двигателя, например потенциометрический или цифровой датчик Ч? цподается на вход блока 1 и используется им для контроля отработки приводом 3 уставки.

Во втором (скоростном) режиме блок

1 подает на вход сумматора 2 у-правля?ощий сигнал М „а на вход блока 4 с??гнал, дешифрируя который, блок 4 управляет отпиранием ключа 5 короткими импульсами с частотой, с задержкой, 35 необходимой для установки элемента 7 памяти и коэффи?п?ента усиления усилителя 8, после прохождения первого импульса iB ключ 5 блок 4 отпирает на вре-мя всей работы ключ 6. Причем частота выбирается пропорц??с нально частоте среза привода 3 (в диапазоне 10-100 Гц).

Текущее значение выходной координаты поступает B элемент 7 памяти и Ьык хранится там до прихода следующего им4Á пульса пя вход ключа 5. Таким образом, на выходе элемента 7 памяти, который

?может быть выполнен как экстраполятор нулевого порядка, имеется информация o. положении привода 3 в дискретные момен5?i

ФЧ ты времен??1 = < I. ?? =о, .< 3т Эта ве соединенные первый одновибратор, первый триггер, второй одновибратор, элемент

ИЛИ, второй триггер и третий элемент

И, второй вхой которого подкшочен к выходу первого триггера и второму входу первого элемента И, а выход - к первому выходу блока управления ключами, второй выход и вход которого соединены соответственно с выходом первого элемента И и входом первого одновибратора, второй выход второго триггера подключен ко второму входу второго элемента И, выходом соединенного со вторым входом элемента ИЛИ.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока управления ключами. Устройство содержит блок 1 задания программы, сумматор 2, привод 3, блок

4 управления ключами, первый ключ 5, второй ключ 6, элемент 7 памяти, регулируемый усилитель 8, блок 9 зада?п?я коэффициента усиления, датчик 10 попожения, перестраиваемый генератор 1 1 импульсов, первый элемент И 12, второй элемент И 13, первый одновибратор

14, первый триггер 15, второй одловибратор 16, элемент ИЛИ 17, второй триггер 18, третий элемент И 19.

Устройство работает следующим образом.

Устройство работает в двух режимах: позиционном и скоростном. Выбор режима работы производится в блоке 1, в качестве которого может быть использована UBN. Блок 1 формирует сигнал переключения на своем уцравляюшем выходе, подключенном ко входу блока 4 управления кшочами, который осуществляет необходимые в устройстве переключе ния

В первом режиме (при позиционном управлении) блок 4 управления ключами закрывает ключи 5 и 6. При этом информационный выход блока 1 через сумматор 2 подключен ко входу привода 3, выход которого через датчик 10 положения соединен со входом блока 1.

Во втором режиме (при управт?енин скоростью} блок 4 управления ключами ! открывает по сигналу блока 1 ключи

5 и 6, причем с блока 4 подаются на управляющий вход кшоча 5 открывающие импульсы с частотой f При этом информационный выход блока 1 также подключен к первому входу сумматора 2, выход которого подключен ко входу приволичина усиливается в усилителе 8 и через ключ 6 подается на третий вход сумматора 2. Причем коэффициент усиления усилителя 8 выставляется блоком 9 задания коэффициента усиления, а величина его 1(определяется текущими значени-! ями Pgg $ ???, „?? постоянными составля903807 ющими, задаваемыми до начала рабо ты устройства оператором на блоке 9.

Обратная связь по положению, вводимая в блок 1 с выхода датчика 10, как . в первом режиме может быть использована для контроля выполнения заданной траектории движения. Кроме того, эта информация необходима в блоке 1 для определения управляюших еК„, Ярр, 10 — ) . вы% Се Се Си Н сигналов при переключении режимов рабо ты устройства, которое осуществляется блоком 4.

Блок 4 работает следуюшим образом.

При включении питания триггеры 15 и

18 устанавливаются в исходное состояние,и на выходах блока 4 устанавливается логический ноль, так как элементы И 12 и 19 заперты сигналом с триг ,гера 15, по которому ключи 5 и 6 не могут быть включены (т.е. коммутируюшая цепь разомкнута). На входе блока 4 всегда вначале стоит логический ноль, являюшийся признаком позиционного управления. При появлении на входе блока

4 логической единицы, которая соответствует скоростному режиму управления, одно30 вибратор 14 вырабатывает импульс, который перебрасывает триггер 15 в единичное состояние, в результате чего элемент И 12 открывается и пропускает на один из выходов импульсы с генератора 11. По заднему фронту первого импульса, прошедшего на

35 выход элемента И 12, триггер 18 перебрасывается в единичное состояние, и на втором выходе блока 4 появляется сигнал, который открывает ключ 6, одновре40 менно триггер 18 запирает элемент И

13 и прекрашает подачу импульсов на вход триггера 18. После снятия со входа блока 4 логической единицы одновибратора 14 переключает триггер 15; ко45 торый запирает выходы блока 4. Одновременно ло перепаду состояний второй, одновибратор 16 вырабатывает импульс, который перебросит триггер 18 в исходное состояние.

Таким образом, применение изобретения позволяет осушествлять позиционноскоростной режим управления манилупятором, форму ла изобретения

1. Устройство для управления мани 33 пулятором, содержашее последовательно соединенные блок задания программы, сумматор, нривод и датчик положения, выходом подключенный ко входу блока задания программы и второму входу сумматора, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с цепью расширения функционатп ных возможностей устройства за счет обеспечения позиционно-скоростного режима работы устройства, оно содержит блок управления ключами, блок задания коэффициента усиления и последователь» но соединенные первый ключ, элемент памяти, регулируемый усилитель и второй ключ, выход которого подключен к третьеме входу сумматора, а второйвход — к лервому выходу блока управления ключаМи, входом соединенного со вторым входом блока задания программы, а вторым выходом — с первым входом первого ключа, второй вход которого подключен к выходу датчика положения н первому входу блока задания коэффициента усиления, вторым входом соединенного с выходом элемента памяти, с выходом — со вторым входом регулируемого усилителя. . 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а— ю ш е е с я тем, что, блок улравления ключами содержит последовательно соединенные перестраиваемый генератор импульсов, первый и второй элементы И, а также последовательно соединенные первый одновибратор, первый триггер, второй одповибратор, элемент ИЛИ, второй триггер и третий элемент И, второй вход которого подключен к выходу первого триггера и второму входу первого элемента И, а выход к первому выходу блока управления ключами, второй выход и вход которого соединен соответственно с выходом первого элемента И и входом первого одновибратора, второй выход второго триггера подключен ко второму входу второго элемента И, выходом соединенного со вторым входом элемента ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Андреенко С, Н. и др. Проектиро»вание приводов манипуляторов, Л.,"Машиностроение, 1975, с. 65-78.

2. Пол F. Моделирование, планирование траекторий и управление движением робота-манипулятора. N., "Наука", 1976, с. 60 (прототип). 903B07

Составитель. E. Политов

Редактор Г. Волкова ТекредЖ.Кастепевич Корректор Г. Orap

Заказ 1 12/27 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и, открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

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