Устройство для управления манипулятором

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ, содержащее блок ввода .сигнала, тахогенератор и световой указатель, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами блока определения координат объекта rto положению светового указателя, а также блокуправления первым выходом подключенный к входу первого привода, связанного с первым датчиком положения, выход которого соединен с первым входом блока управления, вторым выходом подключенного к .входу второго привода , связанного с вторым датчиком положения , выход которого соединен с вторым входом блока управления, третьим и четвертым выходом Лодклвоченного соответственно к первому и второму входам третьего приводу, i связанного с первым и вторым датчиками конечного положения, выхода кото-. рых соединены соответственно с треть им и четвертым входами .блока управления , отличающееся тем, что, с целью расширения функциональ7 ных возможностей устройства, оио со держит реверсивный счетчик, первый и второй кольцевые регистры сдвига и буферные регистры, первый и второй входы каждого из которых соединены с соответствующими выходс1ми первого v и второго кольцевого регистра сдви- , га, третий и. четвертый входы - с первым и вторым выходами блока определения координат объекта по положению светового указателя соответственно , пятый вход - с выходом тахогенератора , а первый и второй выходы - с пятым и шестым входами блока .управления соответственно, выход второго датчика конечного положения подключен к входу первого кольцево- . го регистра сдвига и первому входу реверсивного счетчика, вторым входом соединенного с выходом блока ввода сигнала и входом второго кольцевого регистра сдвига. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый бу (Л ферный регистр содержит интегратор, последовательно соединенные первый :элемент выборки и хранения, первый сумматор и первый ключ и последовательно подсоединенные второй элемент выборки и хранения и второй ключ, второй вход которого, а такжеГ второй вход первого ключа подключены к первому входу буферного регистра, вторым входом соединенного с первым входом первого и второго элемента .выборки и хранения и интегратора, со выход которого подключён к второму сх входу первого сумматора/ третий вход буферного регистра соединен с втоЛ ым входом первого элемента выборки и хранения, четвертый вход - с вторым входом второго элемента выборки и хранения,пятый вход - с вторым входом интегратора, а первый и второй выходы - с выходами первого и вторЪго ключа соответственно, 3. Устройство .по п. 1, о т л .и:Ч а ю щ е е с я тем, что блок уп- . равления содержит первый усилитель к последовательно соединенные элемент ЗАПРЕТ, второй сумматор, третий, сумматор, нуль-орган и блок циклового управления, а также последова

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) С 05 В 11 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ/ р (21) 3457187/18-.24 (22) 25.02. 82 (46) 15 09.83 ° Бюл. 9 34 (72) Ю.M. Барац, A.À. Белоцерковский, Ю.П. Жуков, Ю.Н. Киклевич и П.И. Котенко (71) Донецкое отделение Института Гипроуглеавтоматизация (53) 6250 (088.8) (56) 1. Патент Японии Р 53-20738, кл. G 05 D 3/00, опублик. 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9 541148, . G 05 B 23/00, 1976 (прототип) ° (54) (57) 1;. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕ-,.

НИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ, содержащее блок ввода .сигнала, тахогенератор и световой указатель, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами блока определения координат объекта по положению све« тового указателя, а также блок уйрав ленияр первым выходом подключенный к входу первого привода, связанного с первым датчиком положения, выход которого соединен с первым входом . блока управления, вторым выходом подключенного к входу второго приво-. да, связанного с вторым датчиком положения, выход которого соединен с вторым входом блока .Управления, третьим и четвертым выходом подключенного соответственно к первому и второму входам третьего привода, связанного с первым и вторым датчика-. ми конечного положения„ выходы кото-:. рых соединены соответственно с треть. им и четвертым входами блока управления, о т л и ч а ю щ е е а я тем, -,, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит реверсивный счетчик, первый

t и второй кольцевые регистры сдвига и буферные регистры, первый и второй входы каждого из которых соединены с соответствующими выходами первого

„„ у„„1041986 A и второго кольцевого регистра сдви-, га, третий и,четвертый входы — с первым н вторым выходами блока определения координат объекта по положению светового указателя соответственно, пятый вход — с выходом тахо генератора, а первый и второй выходы — с пятым и шестым входами блока управления соответственно, выход второго датчика конечного положения. подключен к входу первого кольцево- . го регистра сдвига и первому входу реверсивного счетчика, вторым входом соединенного с выходом блока ввода сигнала и входом второго кольцевого регистра сдвига.

2. Устройство по п. 1, о т л и- g ч а ю щ е е с я тем, что каждый буферный регистр содержит интегратор, фф последовательно соединенные первый элемент выборки и хранения, первый .сумматор и первый ключ и последовательно подсоединенные второй эле,мент выборки и хранения и второй ключ, второй вход которого, а также второй вход первого ключа подключены к первому входу буферного регистра, вторым входом соединенного с первым входом первого и второго элемента ® выборки и хранения и интегратора, (;© выход которого подключен к второму входу первого сумматора, третий вход М буферного регистра соединен с вто- рым входом первого элемента выборки и хранения, четвертый вход — с вторым входом второго элемента выборки и хранения, пятый вход — с вторым входом интегратора, а первый и вто- у, рой выходы - с выходами первого и второго ключа соответственно.

3. Устройство .по п. l о т л .ич а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит первый усилитель и последовательно соединенные элемент ЗАПРЕТ, второй сумматор, третий, сумматор, нуль-орган и блок циклового управления, а также последова1041986 тельно подсоединенные четвертый .сумматор и второй усилитель, вход которого подключен к второму входу третьего сумматора, первым входом соединенного с входом первого усили теля, выход которого подключен к первому выходу блока управления,второй выход которого соединен с выхо-: дом второго усилителя, третий и четвертый выходы - с первым и.вторым выходами блока циклового управления

Изобретение отн:зсится к робототехнике и может быть использовано при создании манипуляторов, применяемых в горнорудной промышленности.

Известно устройство pl ) для управления манипулятором, содержащее манипулятор, блок управления, тахогенератор и датчик порода-угол...

Однако из-за несовершенства датчи. ков порода-уголь качество выборки объектов низкое.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство, содержащее блок ввода сигнала, тахогенератор -и световой указатель, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами блока определения координат объекта по положению светового указателя, а также блок управления, первым выходом подключенный к входу первого привода, связанного с первым датчиком положения, выход которого соединен с первым. входом блока управления, вторым выходом подключен-, ного к входу второго привода, связан. ного с вторым датчиком положения, выход которого соединен с вторым входом блока управления, третьим и четвертым выходом подключенного соответственно к первому и второму вхо. дам третьего привода, связанного с первым и вторым датчиками конечного положения, выходы которых соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока управления (2).

Недостатком этого устройства является невозможность введения целеуказания независимо От исполнения манипулятором команды выборки объек, та с.движуЩегося конвейера, что снижает производительность системы и качество выборки объектов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства. указанная цель достигается тем, что устройство для управления манипулятором содержит реверсивный счетсоответственно, первый вход - с вторым входом второго сумматора; второй вход - с вторым входом четвертого сумматора, третий вход — с вторым входом блока циклового управления, четвертый вход — с третьим входом блока циклового управления и первым входом элемента ЗАПРЕТ, пятый входс вторым входом элемента ЗАПРЕТ, а шестой вход - с вторым входом четвертого сумматора. чик, первый и второй кольцевые регистры сдвига и буферные регистры, первый и второй входы каждого иэ которых соединены с соответствующими

5 выходами первого и второго кольцевого регистра сдвига, третий и четвертый входы — с первым и вторым выходами блока .определения координат объекта по положению светового указателя соответственно, пятый вход - . с выходом тахогенератора, а первый и второй выходы - с пятым и шестым входами блока управления соответственно, выход второго датчика конечнОгО ПОлОжения пОдключен к вхОду, первого кольцевого регистра сдвига и

-первому входу реверсивного счетчика, вторым входом соединенного с выходом блока ввода Сигнала и входом второго кольцевого регистра сдвига.

Каждый буферный регистр содержит интегратор, последовательно соединен. ные первый элемент выборки и хранения, первый сумматор и первый ключ и,последовательно подсоединенные вто. 5 рой элемент выборки и хранения и второй ключ, второй вход которого, а также второй вход первого ключа подключены к первому входу буферного регистра, вторым входом соединенного

30 с первым входом первого.и второго . элемента выборки и хранения и интегратора, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, третий вход буферного регистра сое-. динен с вторым входом первого элемента выборки и хранения, четвертый вход - с вторым входом второго элемента выборки и хранения, пятый вход с вторым входом интегратора, а первый и второй выходы - с выходами первого и второго ключа соответственно.

Блок управления содержит первый усилитель и последовательно соединенные .элемент ЗАПРЕТ, втор ой сумматор, третий .сумматор, нуль-орган и блок циклового управления, а также последовательно подсоединенные четвертый

3,.=--;. 041986

/ сумматор и второй усилитель, вход.:- .которого подключен к второму входу:-. третьего сумматора, первым входом соединенного с входом первого yc8:;, -,. лителя, выход которого подключен первому выходу блока управления,вто-, рой выход которого соединен с выхо-. : дом второго усилителя, третий и чет-- вертый выходы — с первым и вторым выходами блока циклового управления.. соответственно, первый вход — с вто.рым входом второго сумматора, вто рой вход — с вторым входом четвертого сумматора, третий вход — с вто-" рым входом блока циклового управле». ния, четвертый вход - с .третьим ; 15 входом блока циклового управления и первым входом элемента ЗАПРЕТ-, пятый вход — с вторым входом элемента

ЗАПРЕТ, а шестой вход — с вторым входом четвертого сумматора. 20

На фиг.l представлена функционйаь ная схема предлагаемого. устройства;. на-фиг.2 . — функциональная схема бу-.ферного регистра; на фиг.3 - функциональная схема блока управления;.::: на фиг.4 — блок циклового управления

Устройство содержит световой указатель 1> блок 2 определения ко-, ординат объекта по положению светового указателя 1, тахогенератор 3,. конвейер 4, манипулятор 5, первый, второй и третий приводы 6, 7 и 8 соответственно, блок 9 управления, буферные регистры 10, первый и вто.= рой кольцевые регистры ll и 12 сдви-. га соответственно, реверсивный счет:чик 13, блок 14 ввода сигнала, пер;, вый и второй датчики 15 и 16 положения соответственно, первый и второй-: датчики 17 и 18 конечного положенйя соответственно. 40

В буферный регистр (фиг.2). входят первый и второй ключи 19 и 20 соот - " ветственно, интегратор 21, первый и второй элементы 22 и 23 выборки и .хранения соответственно, первый сум-.. 45 матор 24.

Блок управления (фиг.3) включает-" элемент 25 ЗАПРЕТ, второй сумматор --.

26, первый усилитель 27, .третий сумматор 28, нуль-орган 29, блок 30: циклового управления, четвертый сумматор 31, второй усилитель 32.

Блок циклового управления (фиг. 4) содержит первый и второй триггеры .;

33 и 34 соответственно, логический;;-блок 35. Й„, R2, 8„, 5> — выходные . ;::. - 55 сигналы логического блока 35; Я1, Й„ — выходные сигналы первого триг»;: гера 33; Я Ä 8 — выходные сигналы ;= . второго триггера 34.

Устройство работает следующим .:::.-.. - 60 образом.

В исходном состоянии в каждом иэ кольцевых регистров 11 и 12 сдвига записана логическая единица в одном из разрядов, а в остальных -,-. . 65 логические нули, причем первый регистр 11 имеет потенциальные выходы из каждого разряда, а второй регистр

12 — импульсные.

Оба кольцевых регистра 11 и 12 сдвига имеют одинаковое количество разрядов, равное числу буферных регистров 10. Буферные регистры 10 используются для хранения информации об объектах, которые необходимо снять с конвейера. Число и таких регистров 10 определяется соотношением между длиной участка 8 конвейера 4, на котором возможно осуществление ввода целеуказания в устройство, и произведением времени ввода информации о движущемся объекте tо на конвейере 4 человеком-оператором и скорости движения V » конвейера 4 .

0 о М„,,„»

Оператор, поворачивая световой указатель 1, наводит его на объект, находящийся на конвейере 4 и подлежащий. снятйю. При этом блок 2 определения координат объекта по положению указателя 1 непрерывно пересчиты вает текущие координаты по азимуту

p — - углу места Е в координаты Х и У. и вырабатывает пропорциональные им аналоговые сигналы. Эти сигналы аодаются на третий и четвертый входы буферных регистров 10.

При совпадении указателя 1 с объектом оператор нажимает кнопку на блоке 14. Логическая единица во втором кольцевом регистре 12 сдвига передвигается на один разряд, при этом на выходе обнуляемого - разряда появляется импульс напряжения, кото. рый подается, например, в первый бу.

Ферный регистр 10, По этому сигналу сигналы блока 2 проходят на соответствующие элементы 22 и 23 выборкихранения, где запоминаются. При приеме информации элементы 22 и 23 выборки-хранения работают в режиме апериодических звеньев. При этом старая информация автоматически,стирается.

Одновременно по этому же сигналу происходит сброс в нуль интегратора

21., и по пропадании указанного сиг- нала обнуленный интегратор 21 запускается на интегрирование сигнала с тахогенератора 3. Сумма сигналов с выхода первого элемента 22 выборки и хранения и интегратора 21, снимаемая с выхода сумматора 24, является сигналом, пропорциональным текущему значению координаты У объекта.

Таким образом, после прихода уп-. равляющего сигнала на второй вход буферного регистра 10 на первых вхо-, дах ключей 19 и 20 имеются напряже-: ния, пропорциональные соответствующим

1041986 текущим координатам Х и У объекта на конвейере 4, а сам буферный регистр 10 готов к выдаче этих сигнало на блок 9 управления манипулятором 5

Оператор наводит указатель 1 на новый объект и опять нажимает кнопку на блоке 14. Описанный выше про цесс повторяется, заполняется следующий буферный регистр 10. После заполнения последнего буферного регистра 10 при очередном нажатии кнопки на блоке 14 вновь заполняется первый буферный регистр 10 и т.д.

Процесс ввода информации в буферные регистры 10, таким образом, происходит независимо от процесса ее считывания.

Одновременно уровень логической единицы с первого разряда первого кольцевого регистра 11 сдвига подает ся на первый управляющий вход первого буферного регистра 10.

Ключи 19 и 20 открываются, и сигналы, пропорциональные текущим коррдинатам объекта на конвейере 4, подаются на входы блока 9 управления манипулятором 5.

По приходе на входы блока 9 управления сигналов, пропорциональйых координатам Х и снимаемого объекта, на конвейере 4 исполнительные приводы 7 и б начинают отрабатывать рассогласования, возникающие на выходах второго 26 и четвертого

31 сумматоров, сводя их к нулю по абсолютной величине. Когда сумма сигналов рассонласований, возникаю-. щая на выходе третьего сумматора 28, достигает заданной малой величины (это значит, что схват манипулятора

5 находится над снимаемым объектом), срабатывает нуль-орган 29, запускающий блок 30.

Блок 30 управляет исполнительным приводом 8 выдвижения и схвата.

Пусть в исходном положении оба триггера 33 и 3 4 находятся в положе" нии логического.,нуля, т.е, Я=Я> = 0;

@a =@z-=1 °

Когда на выходе нуль-органа 29 возникает сигнал логической единицы, на выходе S логического блока 35 появляется сигнал логической едини-цы, перебрасывающий первый триггер

33. При этом на выходе Я появляется сигнал логической единицы, который включает выдвижение схната манипулятора 5.до конвейера 4. По окончании выдвижения срабатывает датчик 17 .конечного положения, который .подает с выхода сигнал в логический блок

35. На выходе 5 логического блока

35 появляется сигнал логической единицы, который перебрасывает второй триггер 34, у которого на выходе Q появляется сигнал логической единицы. Указаннйй сигнал включает сжатие губок схвата. По окончании сжатия б5 регистра 10 и т.д. Таким образОм, срабатывает датчик 18 конечного положения схвата, с выхода которого н снимается сигнал логической единицы. .По этому сигналу элемент.25 ЭАПРЕТ разрывает сигнал, поступающий на первый вход сумматора 26,. куда подается нулевой сигнал.

При этом возрастает по абсолютной величине выходной сигнал сумматора

26 и логическая единица .на выходе

tO нуль-органа 29 пропадает. Координатный исполнительный привод б отрабатывает нулевую уставку и схват манипулятора 5 подходит к краю конвейера 4.

15 Сигнал логической единицы с -выхо- да датчика 18 подается также на вход логического блока 35. При этом на

1 егО выходе к„ возникает сигнал логической единицы, перебрасынающий триггер 33 в исходное состояние. При этом на его выходе Я„ сигнал логической единицы пропадает и выключает исполнительный орган выдвижения, что приводит к вдвижению манипулятора 5 грР з ом

Вдвижение осуществляется однонременно с движением по координате Х к краю конвейера 4.

Когда схват манипулятора 5 подходит к краю конвейера 4, абсолютная величина сигнала с выхода сумматора

26 становится малой и на выходе нуль органа 29 опять возникает сигнал логической единицы. При этом на выходе к2 логического блока 35 появля ется сигнал логической единицы, устанавливающий в исходное положение триггер 34. Таким образом, блок 30 возвращается в исходное положение, схват разжимается, выбранный объект

4О падает в тару на краю конвейера 4, элемент 25 3AfIPET опять подключает перэый вход сумматора,26 к выходу буферного регистра 10. Пропадание сигнала логической единицы на выходе датчика 18 схвата свидетельствует о готовности блока 9 управления манипулятором 5 к отработке снятия нового объекта.

По пропадании сигнала логической единицы с выхода датчика 18 информация в перном кольцевом регистре 11 сдвига передвигается на один разряд.

При этом выходные ключи 19 и 20 первого буферного регистра 10 закрываются, а о=крынаются такие же ключи

19 и 20 следующего буферного регистра 10, и описанный вьнае процесс повторяется. После отработки текущих координат объекта с последнего буферного регистра 10, IIo пропадании

Я) логической единицы на выходе датчика

18 пятый и шестой входы блока 9 управления манипулятором 5 подключаются первым кольцевым регистром 11 сдвига к выходам первого буферного

1041986 исполнение команд (сброс объектов с конвейера) производится независимо от поступления информации цо команде оператора в буферные регистры 10.

Если средняя скорость ввода информаций равна или меньше средней скорости выполнения команд.манипулятором 5, то потери информации в буферных регистрах 10 не произойдет, каждая введенная команда будет выполнена и все обЪекты, информация 10 о которых была введена в устройство будут сняты с конвейера 4.

Если же средняя скорость ввода информации больше средней скорости выполнения команд, то вследствие 15 ограниченного количества буферных .регистров 10 может произойти потеря информации о некоторых объектах, т.е. новая информация запишется в регистр 10, из которого еще не выдавалась прежняя. Этот режим работы является аварийным, так.как при нем ухудшается качество сортировки и не все объекты выбираются с конвейера 4. для предотвращения такого режима и соответствующего воздействия на технологическое оборудование предлагаемая система снабжена реверсивным счетчиком 13. Сигналы от кнопки блока 14 подаются на первый вход счетчика 13, а сигналы выполнения команд с выхода датчика 18 манипулятором 5 ° на второй вход (например, вычитающий). При. этом счетчик 13 показывает отставание или опережение ввода информации от исполнения команд манипулятором 5. При переполнении счетчика 13 с его выхода выдается аварийный сигнал на технологическое оборудование. Сигнал переполнения выдается, если количество сигналов с кнопки блока 14 превышает количество сигналов выполнения команд с выхода датчика 18 манипулятором 5 на величину, равную количеству буферных регистров 10, Применение изобретения позволит за счет независимого ввода информации и выполнения команд расширить функциональные воэможности устройст- ва, 1041986

BHHHIIH Заказ 7126/47

Тираж 874 Подписное

Флилиал ППП "Патент", r.Ужгород,ул.Проектная,4