Устройство для измерения противодействующего момента нагрузки

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОТИВОДЕЙСТВУЮЩЕГО МОМЕНТА НАГРУЗКИ , содержащее усилительньй блок, выход которого соединен с входами первого и второго датчиков, электродвигатель , соединенный входом с выходом первого датчика, и пассивную электрическую модель, соединенную первым входом с выходом второго датчика, отличающееся тем, что,, с целью повышения точности, в него введены элемент нагрузки, балансный усилитель , последовательно соединенные первьй нелийейный элемент, первый блокинг-генератор, второй нелинейный элемент, первьй фильтр, первьй усилитель мощности и третий нелинейный элементу последовательно соединенные четвертый нелинейньш элемент, второй блокинг-генератор , пятый .нелинейный элемент, второй фильтр, второй усилитель мощности и шестой нелинейный эле« мент, выход которого соединен с выходом третьего нелинейного элемента и с вторым входом пассивной электрической модели, первый и второй входы балансного усилителя соединены соответст.венно с выходами первого и второго датчиков, а вторые , выходы первого и второго усилителей мощности соединены с входом элемента нагрузки.

ООЮЭ СОБЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) ®U(Ill

4(51) С 05 В 17/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABYGPGHQMV (:ВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ъ> (21) 3581002/24-24 (.22) 15.04.83 (46) 28.02.85. Бюл. Н 8 (72) Б.А. Петров и В.N. Лихоманов (71) Завод-ВТУЗ при Производственном объединении "Ленинградский металлический завод" (53) 62-50 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 885833, кл. С 01 L 1/22, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 499554, кл G 05 B 17!02, 1974 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПРОТИВОДЕЙСТВУЮЩЕГО МОМЕНТА НАГРУЗКИ„содержащее усилительный блок, выход которого соединен с входами первого и второго датчиков, электродвигатель, соединенный входом с выходом первого датчика, и пассивную электрическую модель, соединенную первым входом с выходом второго датчика, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены элемент нагрузки, балансный усилитель, последовательно соединенные первый нелинейный элемент, первый блокинг-генератор, второй нелинейный элемент, первый фильтр, первый усилитель мощности и третий нелинейный элемент, последовательно соединенные четвертый нелинейный элемент, второй блокинг-генератор, пятый нелинейный элемент, второй фильтр, второй усилитель мощности и шестой нелинейный элемент, выход которого соединен с выходом третьего нелинейного элемента и с вторым входом пассивной электрической модели, первый и второй входы балансного усилителя соединены соответственно с выходами первого и второго датчиков, а вторые выходы первого и второго усилителей мощности соединены с входом элемента нагрузки.

1142813

Изобретение относится к области автоматического управления и может быть использовано для измерения противодействующего момента,воздействующего на исполнительный двигатель, например, в электромеханическпх конструкциях роботов и манипуляторов.

Известно устройство для измерения момента, которое устанавливается в цепи исполнительного двига.теля j1) .

Недостатки устройства: усложнение конструкции и понижение надежности, вызванное креплением дополни- 15 тельного устройства в кинематической цепи двигателя, узкий диапазон измерения нагрузочного момента.

Наиболее близким к данному является устройство для измерения про- 2Î тиводействующего момента нагрузки, содержащее пассивную электрическую модель, датчики одноименных коорди— нат двигателя и модели, блок сравнения и функциональное звено P) .

Недостаток устройства следующий.

Сигнал на выходе устройства сравнения,.характеризующий противодействующий момент, равен

Х=И,,СГ) И

Р где Х вЂ” выходнои сигHRJI

М вЂ” нагрузочный момент, И„ (р) — передаточная функция между противодействую- З5 щим моментом и током якоря двигателя.

Таким образом, для получения информации о нагрузочном моменте необходимо сигнал с выхода устройства срав-10 нения пропустить через звено с пере.у даточной функцией, обратной И (р), что практически невозможно. Таким образом, устройство обеспечивает измерение противодействующего момента только с низкой степенью точности.

Особенно большие ошибки наблюдаются в динамических режимах, что особенно характерно для электромеханических конструкций роботов и манипуляторов. о

Цель изобретения — повышение точности.

Данная цель достигается тем, что в устройство для измерения противодействующего момента нагрузки, содер. 5 жащее усилительный блок, выход которого соединен с входами первого и второго датчиков, электродвигатель, соединенный входом с выходом первого датчика, и пассивную электрическую модель, соединенную первым входом с выходом второго датчика, введены элемент нагрузки, баланс ный усилитель, последовательно соединенные первый нелинейный элемент, первый блокинг-генератор, второй нелинейный элемент, первый фильтр, первый усилитель мощности и третий нелинейный элемент, последовательно соединенные четвертый нелинейный элемент, второй блокинг-генератор, пятый нелинейный элемент, второй фильтр, второй усилитель мощности и шестой нелинейный элемент, выход которого соединен с выходом третьего нелинейного элемента и с вторым входом пассивной электрической модели,. первый и второй входы балансного усилите— ля соединены соответственно с выходами первого и второго дат— чиков, а вторые выходы первого и второго усилителей мощности соединены с входом элемента нагрузки.

На чертеже представлена функциональная схема предпагаемого устройства.

Устройство содержит усилительный блок 1, первый и второй датчики 2 и 3, электродвигатель 4, пассивную электрическую модель 5, элемент нагрузки 6, балансный усилитель 7, первый нелинейный элемент 8, первый блокинг †генерат 9, второй нелинейный элемент 10, первый фильтр 11, первый усилитель мощности 12, третий нелинейный элемент 13, четвертый нелинейный элемент 14, второй блокинг — генерат.р 15, пятый нелинейный элемент 16 второй фильтр 17, второй усилитель мощности 18 и шестой нелинейный элемент 19.

Б качестве нелинейных элементов 8, 10, 13, 14, 16, 19 могут быть использованы диоды. Б качестве усилителей мощности 12 и 18 могут быть использованы составные триоды.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на пассив- ную электрическую модель 5 и на двигатель 4 по датчикам 2 и 3 идет электрический ток. Беличина тока при постоянном выходном напряжении усилительного блока 1 у двигателя определяется величиной противодей1 142813

Составитель П. Кудрявцев

ТехредС.Легеза Корректор 3. Эрдейи

Редактор О. Колесникова

Тираж 863 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 736/41

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 ствующего момента нагрузки, а у пассивной электрической модели — величиной сопротивления усилителей мощности 12 и 18. В случае неравенства потенциалов точек I u II на выходе балан :ного усилителя 7 появляется напряжение, знак которого определяется знаком разности потенциалов точек I u II. Выходное напряжение балансного усилителя 7 в зависимости от знака запускает блокинг-генератор 9 или 15. На выходе фильтров 11 или 17 появляется напряжение соответствующей полярности, которое подается на усилитель мощности 12 или 18 соответственно. Величина сопротивления усилителей мощности (составных триодов) 1? или 18 изменяется в сторону выравнивания потенциалов точек I u II. Потенциалы точек I u II выравниваются с точностью до статической ошибки, величина которой может выбираться коэффициентом усиления. Выходное напряжение, пропорциональное противодействующему моменту нагрузки, снимается с элемента нагрузки 6.

Предлаг аемое устройство испол ьзовалось для системы управления дистанционного копирующего манипулятора. Результаты испытаний показали, что динамическая и статическая погрешности значительно снизились, что позволило повысить эффективность производимых с помощью манипулятора работ.