Устройство для управления манипулятором

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ, содержащее задатчик сигналов, блоки управления, восемь последовательно соединенных двигателей и редукторов, причем выход1ше валы первого, пятого и восьмого редукторов механически связаны соответственно с первым, вторым и третьим датчиками положения, а выходы первого и третьего датчиков положения соединены соответственно с первыми входами первого и четвертого блоков управления, отличающ е е с я тем, что, с целью упроще; гася устройства, оно содержит вычислительный блок, восемь усилителей мощности, три сумматора и инвертор, выходы первого, второго и третьего датчиков положения соединены с соответствующими входами вычислительного блока, первый выход которого соединен с вторым входом второго блока управления, а второй выход - с вторым входом третьего блока управления, входы двигателей соединены с выходами соответствукящлс усилителей мощности , вторые входы первого и четвертого блоков управления соединены соответственно с первым и вторым выходами задатчика сигналов, а также с первым и вторым входами третьего сумматора, а выходы - с входами первого и восьмого усилителей мощности, первые входы второго и третьего блоков управления соединены соответственно с выходом третьего сумматора и третьим выходом задатчика сигналов, выход второго блока управления соединен с входами третьего и седьмого усилителей мощности, с первым входом первого сумматора и входом инвертора, выход которого соединен с входами второго и шестого усилителей мощности и первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выхосл дом третьего блока управления и вторым входом первого сумматора, выходы первого и второго сумматоров соединены соответственно с входами четвертого и пятого усилителей мощности. 2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что вычислительньй блок содержит последовательэ но соединенные четвертый сумматор, 3D масштабньй усилитель и пятый суммаэ U1 J тор, причем первый, второй и третий входы вычислительного блока подключ:ены соответственно к первому и второму входам четвертого сумматс а и i второму входу пятого сзгмматора, а t первый и второй выходы - к выходам четвертого и пятого сумматоров. 3.Устройство по П.1, отличающееся тем, что блок управления содержит дифференциатор и последовательно соединенные шестой сумматор, регулятор полсясения, седьмой сумматор и регулятор скорости.

54 А

СОЮЗ СООЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ((9) (! !) 4(5!) С 05 В 11/00 ф с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ н автоеаноМм еаиДЕтВЪСтВМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРпО ДЕЛА@ ИВОВРЕТЕНИЙ V ОТНРЫТИй (21) 3596151/24-24 (22) 31 05.83 (46) 07.07.85. Бюл. В 25 (72) А.А.Жарков, С.А.Исаков, П.Н.Винокуров и IO.À.Çàãîðñêèé (53) 62-50 (088.8)

: (56) 1.Кулешов В.С. и др. Динамика систем управления манипуляторами.

М., "Энергия", 1971, И 1-6, рис.1-22.

2.Авторское свидетельство СССР

В 510361, кл. В 25 J 9/00, 1976 (прототип). (54)(52) 1. .УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ, содержащее задатчик сигналов, блоки управления, восемь последовательно соединенных двигателей и редукторов, причем выходные валы первого, пятого и восьмого редукторов механически связаны соответственно с первым, вторым и трегьимдатчиками положения,а выходы первого и третьего датчиков положения соединены соответственно с первыми входами первого и четвертого блоков управления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит вычислительный блок, восемь усилителей мощности, три сумматора и инвертор, выходы первого, второго и третьего

: датчиков положения соединены с соответствующими входами вычислительного . блока, первый выход которого соединен с вторым входом второго блока управления, а второй выход — с вторым входом третьего блока управления, входы двигателей соединены с выходами соответствующих усилителей мощности, вторые входы первого и четвертого блоков управления соединены соответственно с цервым и вторым выходами задатчика сигналов, а также с первым и вторым входами третьего сумматора, а выходы — с входами первого и восьмого усилителей мощности, первые входы второго и третьего блоков управления соединены соответственно с выходом третьего сумматора и третьим выходом задатчика сигналов, выход второго блока управления сое1 динен с входами третьего и седьмого усилителей мощности, с первым входом первого сумматора и входом инвертора, выход которого соединен с входами второго и шестого усилителей мощности и первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом третьего блоха управления и втоI рым входом первого сумматора, выходы первого и второго сумматоров соединены соответственно с входами четвертого и пятого усилителей мощности.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что вычислительный блок содержит последовательно соединенные четвертый сумматор, масштабный усилитель и пятый сумматор, причем первый, второй и третий входы вычислительного блока подключены соответственно к первому и второму входам четвертого сумматора и второму входу пятого сумматора, а первый и второй выходы — к выходам четвертого и пятого сумматоров.

3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит дифференциатор и последовательно соединенные шестой

4 сумматор, регулятор положения, седьмрй. сумматор и регулятор скорости, 1166054

30 выход которого подключен к выходу блока управления, выход дифференциа° тора соединен с вторым входом седьмого сумматора, а вход — с первыми

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано

Ф при создании робототехнических систем различного назначения на основе, манипуляторов с ромбическими эвеньямне

Известно устройство для управления манипулятором, представляющее собой следящий привод, исполнительный двигатель, датчик положения которого установлен на органе манипулирования 1 3.

Однако зто устройство не обеспечивает управления манипулятором с ромбообразными звеньями.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство.для управления манипулятором, содержащее задающее устройство, соединенные с ним регистр координаты и регистр адреса, выход которого соединен с дешифратором, выходы регистра координат соединены с входами преобразователей код " фаза, выходы которых соединены с соответствующими последовательно соединенными узлом управления и активными узлами вращения, причем выход активного узла вращения соединен со вторым входом узла управления Г23.

Использование замкнутой по положению системы автоматического регулирования для управления каждым исполнительным двигателем ромбического манипулятора приводит. к значительному усложнению устройства управления манипулятором.

Целью изобретения является упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления манипулятором, содержащее задатчик сигналов, четыре блока управления, восемь последовательно соединенных двигателей и редукторов, причем выходные валы первого, пятого и восьвходами блока управления и шестого сумматора, подключенного вторым входом к соответствующему входу блока управления. мого редукторов механически связаны соответственно с первым, вторым и третьим датчиками положения, а выходы первого и третьего датчиков положения соединены соответственно с первыми входами первого и четвертого блоков управления, дополнительно введены вычислительный блок, восемь усилителей мощности, три сумматора и инвертор, выходы первого, второго и третьего датчиков положения соединены с соответствующими входами вычислительного блока,.первый вьиад которого соединен с вторым входом второго блока управления, а второй вход — с вторым входом третьего блока управления, входы двигателей соединены с выходами соответствующих усилителей мощности, вторые входы первого и четвертого блоков управления соединены соответственно с первым и вторым выходами задатчика сигналов, а также с первым и вторым входами третьего сумматора, а выхо- . ды — с входами первого и восьмого усилителей мощности, первые входы второго и третьего блоков управления соединены соответственно с выходом третьего сумматора и третьим выходом задатчика сигналов, выход второго блока управления соединен с входами третьего и седьмого усилителей мощности, с первым входом первого сумматора и входом инвертора, выход которого соединен с входами второго и шестого усилителей мощности и первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом третьего блока управления и вторым входом первого сумматора, выходы первого и второго сумматора соединены соответственно с входами четвертого и пятого усилителей мощности.

Вычислительный блок содержит последовательно соединенные четвертый сумматор, масштабный усилитель и пя1166054 4 тый сумматор, причем первый, второй инвертор 29, второй сумматор 30, и третий входы вычислительного блока блоки 3 1-34 установления третий сумподключены соответственно к первому . матор 35, вычислительный блок 36 и и второму входам четвертого суммато- задатчик 37 сигналов ° ра и второму входу пятого сумматора, 5 Вычислительный блок 36 содержит . а первый и второй выходы — к входам четвертый сумматор 38, масштабный четвертого и пятого сумматоров. усилитель 39, пятый сумматор 40 °

Блок управления содержит дифферен- Блоки 31-34 управления содержат циатор и последовательно соединенные шестой сумматор 41, регулятор 42 шестой сумматор, регулятор положения, 10 полсжения, седьмой сумматор 43 регуф Э 9 седьмои сумматор и регулятор скорос- лятор 44 скорости, дифференциатор 45. ти, выход которого подключен к выхо- Устройство работает следующим ду блока управления, выход дифферен- образом. цнатора соединен с вторым входом Углы Ч„и Ч одноэ начно определяв седьмого сумматора, а вход — с пер- 15 an положейие выходного органа (т.А, выми входами блока управления и шес- фиг. 2) однозвенного манипулятора того сумматора, подключенного вто- в плоскости XOY . Угол "раскрьггия" рым входом к ооответствующему входу ромбического звена

+ 1 В определяется в сумматоре 35. ф . пр дставлена блок-схе- 20 Блок 36 определяет угол т поворома уст ойств у ройства управления манипулято-,та оси вращения выходного органа. тд ром; на фиг. 2 — расположение испол- Величина т определяется по Форнительных двигателей в ромбическом муле .звене; на фиг. 3 — блок-схема вычисл ительного блока; на фиг. 4 - блок -ч

25 < 5 схема блока управления.

Ч+ УЧ, 1 в

2 2

При этом приняты следующие обозна. чения:

Заданные значения геометрических „- угол при верине ромбическо« паРаметРов Ромбического звена е(1 го звена ме у осью ор инат и осью в и У поступают на входы соответправого модуля;

ЗО ствующих блоков 31, 33 и 34 управлеУ вЂ” угол при вершине ромбического звена между осью ординат и осью

) левого модуля;

В блоке 31 управления (фиг. 3) на

„- угол "раскрытия" ромбическо- сумматоре 41 определяется сигнал го звена — угол между осями левого 35 ошибки системы (о 1 — Ч1), который и правого модуля; усиливается в регуляторе 42 положен - уг хл поворота оси вращения ния и затем сравнивается с определя" выходного органа ромбического звена; емым дифференциатором 45, сигналом 5- угол при основании ромбичес- скоРости изменения выходного сигна) кого звена между осью вращения ром- 4о ла Ч, на сумматоре 43. Выходной сигбического звена иосьюлевого модуля; - нал сумматора 43 fk(g — y ) - К-Ч

1 ° - „-И13 ,(в к Р требуемые значения ноступаег на пропорционально-интегеометрических параме:ров ромбическо- гРальный РегУлЯтоР 44 скоРос™, выРаго звена соответственно Ч„; Ч и а ы ающий УправлЯющее воздействие, усиленное в усилителе 20 мощности, Щ-Р8 — исполнительные двигатели. на исполнительный двигатель 1.

ycTpoffcTBo управления ромбичес- . Управляющее воздействие изменяет ким манипулятором, который может Угол 1. Ромбическог звена что прибыть построен из нескольких ромбы- водит к изменению положениЯ выхоД" ческих звеньев, состоит Hs иденткч- ного оРгана Ромбического манипулЯSO ных устройств управления ромбическими звеньями.

Работа каналов по углам Ч и э вЧ аналогична вышеописанной.

Устройство авле упр ения однозвенным При равенстве абсолютных значений манипулятором содержит исполнитель- 55 „ и Ч и одинаковом изменении заданые двигатели 1-8 ь редукторы 9-16, ющих воздействий ю и а происходит датчики 17-19 положения сипит

1 В

20-27 мо перемещение выходного органа манипщности, первый сумматор 28, лятора вдоль оси сипит У1166054

Значение требуемого .угла "раскрытия" М, определяемого на сумматоре 35, поступает на вход блока 32 управления, заданные значения о „ и а поступают соответственно на вход блоков 31 и 34 управления °

Управление по Ч, происходит аналогично управлению по Ч . .Отличие за1 ключается в том, что управляющий сигнал с выхода блока 32 управления управляет исполнительными двигателями

2-7.

Для создания усилия, изменяющего геометрию ромбического звенЬ, двигатели 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7 должны иметь противоположно направленные моменты на своих выходных валах, т.е. напряжения, поступающие на эти двигатели, должны быть разнополярными.

Данное условие выполняется за счет инвертирования инвертором 29 управляющего напряжения с выхода блока 32 управления, поступающего на исполнительные двигатели 2, 5 и 6.

Поворот выходного органа вокруг точки 0 осуществляется при изменении углов 9„ и Ч, но постоянном угле

"раскрытия" . В этом случае происходит управление по (и 9 обес1 В печивающее достижение требуемых эна чений Ы и, управление по М обеспечивает постоянство Ч, . Управление углом ч поворота оси вращения выходного органа осуществляется блоком 33 управления. Значение у тре-, 10 буемого угла повОрота поступает на вход блока 33 управления. Напряжение с выхода блока 33 управления через сумматоры 28 и 30 управляет исполнительными двигателями 4 и 5, обеспе15 чивающими поворот оси вращения выходного органа манипулятора.

Сумматоры 28 и 30 позволяют использовать исполнительные двигатели

4 и 5 как при повороте оси вращения, 20,так и при перемещении выходного органа манипулятора за счет суммирования управляющих сигналов с блоков 32 и 33 управления.

Такое построение устройства управ25 ления манипулятором позволяет при сохранении функциональных возможностей значительно его упростить за счет сокращения количества используемых датчиков и блоков управления.

1166054

ll66054

Составитель Е.Политов

Редактор Т.Кугрывева Техред С.Иовзий Корректор Е.Сирохман .

° \

Заказ 4307/41 Тиржк 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.упгород, ул.Проектная,4

Устройство для управления манипулятором Устройство для управления манипулятором Устройство для управления манипулятором Устройство для управления манипулятором Устройство для управления манипулятором Устройство для управления манипулятором 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано в образцах техники, работающих в условиях воздействия помех и пропадании информационных сигналов, а также в установках для научных исследований

Изобретение относится к автоматическому регулированию астатических объектов с нелинейными корректирующими устройствами

Изобретение относится к автоматическому регулированию

Изобретение относится к области регулирования и может быть использовано в каналах управления летательного аппарата, электропривода робота и при автоматизации различных технологических процессов

Изобретение относится к области управления и может быть использовано в каналах управления летательных аппаратов, электроприводов роботов и при автоматизации технологических процессов

Изобретение относится к области сельского хозяйства и предназначено для автоматизации полива

Изобретение относится к области автоматического управления и регулирования и может быть использовано при построении систем регулирования объектами с несколькими управляющими и одним выходным воздействиями

 

Наверх