Устройство для управления копирующим манипулятором

 

УСТРОЙСТВО дал УПРАВЛЕНИЯ КОПИРУМЦИМ МАНИПУЛЯТОРОМ, содержащее на задающей и исполнительной сторонах последовательно соединеншле цервый сумматор, регулятор положения второй сумматор,, регулятор скорости, третий сумма:тор, регулятор тока,, датчик тока и двигатель, механически связанный непосредственно с датчиком скорости и через редуктор с первым датчиком положения, который механически связан через упругий элемент с вторым датчиком положения, -причем выход датчика тока подключен .к второму входу третьего сумматора, выход датчика скорости соединен с вторым входом второго сумма:тора, а выход первого датчика положения подключен к первому, входу первого .сумматора, о т л и ч а ю щ е-е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности устройства, в .нем выходы второго датчика положения , датчика скорости и датчика тока задающей стороны соединены соответственно с вторым входом первого сумматора, третьим входом второго сумматора и третьим входом третьего сумматора исполнительной (Л стороны, а выходы второго датчика с положения-, датчика с-корости и датчика тока исполнительной, стороны подключены соответственно к второму входу первого сумматора, третьему входу второго сумматора и третьему входу третье.го сумматора задающей Од 4 Од О1 стороны. . . . / ;

СОЮЗ COBETCHHX ф / Ч

РЕ БЛИК

4(511 С 05 В 11/01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3592101/24-24 (22) 18.05.83 (46) 30.06.85. Бюл . Н- .24 (72). О.А.Соколов и А.Г.Злобин (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический. институт им.M.È.Калинина (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 308627, кл. В 25 J 3/00, 1969. Авторское свидетельство СССР

Ф 528542, кл. G 05 В 11/01, 1975. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

КОПИРУЮЩИМ МАНИПУЛЯТОРОМ, содержащее на задающей и исполнительной сторонах последовательно соединенные первый сумматор, регулятор положения второй сумматор, регулятор скорости ° третий сумматор, регулятор тока, датчик тока и двигатель, механи- . чески связанный непосредственно с датчиком скорости и через редуктор с первым датчиком положения, который механически связан через упругий

„„SU„„11 4657 А элемент с вторым датчиком положения, причем выход датчика тока подключен к второму входу третьего сумматора, выход датчика скорости соединен с вторым входом второго сумматора, а выход первого датчика положения подключен к первому. входу первого сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности устройства, в нем выходы второго датчика положе- ния датчика скорости и датчика

7 тока задающей стороны соединены соответственно с вторым входом первого сумматора, третьим входом второго сумматора и третьим входом третьего сумматора исполнительной стороны, а выходы второго датчика положения, датчика скорости и датчика тока исполнительной. стороны подключены соответственно к второму входу первого сумматора, третьему входу второго сумматора и третьему входу третьего сумматора задающей стороны.! 1164

Изобретение относится к робототехнике, и может быть использовано при создании дистанционных копирующих манипуляторов.

Целью изобретения является 5 повышение быстродействия и точности устройства.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. 10

Устройство содержит задающий и исполнительный механизмы 1 и 2 соответстве нно, следящие системы 3, первые сумматоры 4, регуляторы 5 положения, вторые сумматоры 6, регулято- 15 ры 7 скорости, третьи сумматоры 8, регуляторы 9 тока, датчики 10 тока, упругие элементы 11, двигателя 12, датчики 13 скорости, редукторы 14, первые и вторые датчики 15 и 16 поло-20 жения соответственно.

Устройство работает следующим образом.

При повороте вала защитного механизма 1 сигнал рассогласования его 25 датчика 16 положения и датчика 15 исполнительной стороны сумматора 4 исполнительной стороны через регуляторы 5, 7 и 9 поступает на двигатель 12, Двигатель 12 через редуктор 14 пере- 0 мещают датчик 15. исполнительной стороны. Через упругий элемент 11 движение от вала задающего механизма 1 передается к валу исполнительного механизма 2. Вследствие структурной симметрии системы процесс передачи угла поворота от вала исполнительного механизма 2 к валу задающего механизма

1 происходит аналогичным образом, При Отражении усилий В исхОднОм 40 положении все датчики 13, 15 и 16 занимают согласованное положение, При приложении момента к валу исполнительного механизма 2 он поворачивается относительно выходного вала редуктора 14 на угол, .определяемый жесткостью упругого элемента 11 и величиной приложенного момента, вследствие чего упругий элемент 11 находится в напряженном состоянии.

Сигнал рассогласования датчика 16 положения и датчика 15 задающей стороны с выхода сумматора 4 задающей стороны через регуляторы 5, 7 и 9 поступает на выход двигателя 12.

Двигатель 12 через редуктор 14 передает движение до тех пор, пока не достигается новое согласование поло657 2 жения датчика 16 положения исполнительной стороны и датчика 15 задающей стороны и датчика. Поворот выходного вала редуктора 14 приводит в напря- женное состояние упругий элемент 11, происходит передача усилия с вала исполнительного механизма 2 на вал задающего механизма 1. При увеличении нагрузочного момента на валу исполнительного механизма 2 выходной вал редуктора 14 задающей стороны поворачивается еще на некоторый угол, что приводит к еще большему напряженному состоянию упругих элементов 11. Такое устройство работает до тех пор, пока момент закрутки упругого элемента 11 задающей стороны не сравняется с моментом, приложенным к валу исполнительного механизма 2. После этого устройство приходит в движение, при этом упругие элементы 11 находятся в напряженном состоянии Произошло отражение усилия от исполнительного механизма 2 к задающему в масштабе, зависящим от соотношения жесткостей упругих элементов 11. Вследствие структурной .симметрии устройства процесс отражения усилия от вала задающего механизма 1 к исполнительному происходит аналогичным образом.

При наличии нагрузочных моментов на валах задающего и исполнительных элементов. 1 и 2 устройство в установившемся режиме движется равноускоренно или равнозамедленно с. ускорением, величина которого пропорциональна величине разности нагрузочных моментов ° Данная пропорциональность обеспечивается за счет компенсации внутреннего вязкого (скоростного) трения, обусловленного наличием в каждой следящей системе скоростного контура, путем введения перекрестных положительных обратных связей по скорости, компенсирующих. сигналы и действие собственных обратных связей по скорости соответственно и позволяет тем самым двигателям 12 развивать моменты, величина которых пропорциональна величине сигналов с выхода сравнения.

В переходных режимах работы степень пропорциональности между ускорениями механизмов 1 и 2 устройства и разностью нагрузочных моментов определяется наличием в устройстве инерционных элементов и величиной их постоянной времени. Для компенсации

Составитель Е. Политов

Редактор Л. Алексеенко Техред C.éoâæèé . Корректор С. Шекмар

Заказ 4185/43

Тираж 863

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 з больших постоянных времени каждая следящая система построена как трехконтурная система подчиненного регулирования тока, скорости и поло

1164657 жения, при этом вид переходных харак теристик зависит только от нескомпенсированных малых постоянных времени и параметров настройки регуляторов.