Очувствленный захват робота

 

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано в конструк1Ц1ях адаптивных роботов, приспосабливающихся к весу захватьшаеобъектов и манипулирующих с хрупкими и легкодеформируемыми деталями. Цель изобретения - повьопение надежности и расширение функциональных возможностей. Захват робота содержит датчики проскальзывания, выполненные в виде набора присосок, установленных на подвижных пластинах, которые подпружинены и с помощью упругих элементов из электропроводной резины закреплены в пазах на рабочей поверхнести пальцев захвата, блок управления приводом пальцев, который содержит элемент задержки, элемент сравнения , делитель и выходной усилитель , причем упругие элементы электрически соединены с блоком измерения , связанным с блоком управления приводом. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. с S (Л

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (5))4 B 25 J 15 00 19 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

", Pa лл л» л»

СР г»л (1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3932879/31-08 (22) 22.07.85 (46) 15.03.87. Бюл. Ф 10 (71) Николаевский кораблестроительный институт им. адм. С.О.Макарова (72) Ю.М.Запорожец и Ю.П»Кондратенко (53) 621-229.72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1196264, кл. В 25 J 15/08, 1985. (54) ОЧУВСТВЛЕННЫИ ЗАХВАТ РОБОТА (57) Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано в конструкциях адаптивных роботов, приспосабливающихся к весу захватывае- м(х объектов и манипулирующих с хрупкими и легкодеформируемыми деталями.

Цель изобретения — повышение надежности и расширение функциональных возможностей. Захват робота содержит датчики проскальзывания, выполненные в виде набора присосок, установленных на подвижных пластинах, которые подпружинены и с помощью упругих элементов из электропроводной резины закреплены в пазах на рабочей поверхности пальцев захвата, блок управления приводом пальцев, который содержит элемент задержки, элемент сравнения, делитель и выходной усилитель, причем упругие элементы электрически соединены с блоком измерения, связанным с блоком управления приводом. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1 12964

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано в конструкциях адаптивных роботов, приспосабливающихся к весу захватываемых объектов и манипулирующих с хрупкими и легко деформируемыми деталями.

Цель изобретения — повышение надежности работы и расширение функциональных воэможностей захвата робота. 1Р

На фиг.1 изображен захват робота с деталью, вид сверху; на фиг.2— узел I на фиг.1; на фиг.3 — разрез

А-А на фиг.2; на фиг.4 и 5 — электрические схемы блока измерения и блока управления приводом соответственно, на фиг.б — захват, аксонометрия; на фиг.7 — схема управляемого привода захвата.

Очувствленный захват робота содержит установленные на корпусе 1 пальцы 2 с приводом 3 их перемещения (фиг.1 и 6). Для определения проскальзывания детали 4 при недостаточ-25 ном усилии сжатия пальцев 2 в последних установлены датчики проскальзывания. Каждый датчик проскальзывания включает выступающий над рабочей поI верхностью пальца 2 воспринимающий Зр элемент, который выполнен в виде набора присосок 5 (фиг.1, 2 и 6), закрепленных на пластике 6, которая установлена в пазу 7, выполненном на рабочей поверхности пальца 2. Дат-З5 чики проскальзывания через блок измерения связаны с блоком управления приводом.

Пластина б подпружинена с помощью пружин 8 относительно основания паза 4р

7 и связана с его боковыми поверхно-. стями посредством упругих элементов

9, кокэрые для обеспечения регистрации сигнала проскальзывания выполнены из электропроводной резины. Блок измерения (фиг.4) представляет собой, например, электрическую цепь с источником 10 опорного напряжения, в которую последовательно с упругими элементами 9 включен преобразователь тока в напряжение, выполненный, например, в виде электричесКого сопротивления 11. Напряжение, снимаемое с сопротивления 11, зависит от электрического сопротивления упругих эле-55 ментов 9 и является выходным сигналом блока измерения.

Выход блока измерения подключен к входу блока управления приводом

06 2 (фиг.5), который содержит элемент 12 задержки, элемент 13 сравнения, делитель 14 и усилитель 15. Выход последнего является выходом блока управления приводом..

Устройство работает следующим образом.

При захвате детали 4 под воздействием привода 3 пальцы 2 сближаются.

При контакте детали 4 с воспринимающим элементом присоски 5 закрепляются на поврехности детали 4 (фиг.б), а подвижные пластины 6 утапливаются в соответствующих пазах 7, сжимая пружины 8. В момент начала движения (подъема детали 4 рукой робота) обеспечивается регистрация проскальзывания детали 4 и устанавливается требуемое сжимающее усилие в пальцах 2 захвата. Зти операции обеспечиваются за счет срабатывания датчика при проскальзывании детали 4 в пальцах 2 захвата.

Если деталь 4 проскальзывает, то вместе с ней относительно пальцев 2 смещаются и присоски 5, закрепленные на ее поверхности . Так как присоски

5 жестко связаны с пластинами 6, то последние смещаются в пазах 7, измео няя при этом состояние упругих элементов 9 из электропроводной резины, с помощью которых пластины 6 связаны с боковыми поверхностями пазов 7.

При растяжении упругих элементов 9 изменяется их электрическое сопротивление, а соответственно изменяется ток в электрической цепи (фиг.4), так как упругие элементы 9 и сопротивление 11 последовательно подключены к источнику 10 опорного напряжения, Изменение напряжения на выходе блока измерения, т.е. напряжения, снимаемого с сопротивления 11, соответствует наличию проскальзывания и является командным сигналом для увеличения сжимающего усилия.

С помощью блока управления приводом (фиг.5) обеспечивается необходимая скорость изменения (нарастания) сжимающего усилия, соответствующая скорости изменения электрического сопротивления упругих элементов 9 при проскальзывании. Это позволяет осуществлять адаптацию захвата к весу захватываемой детали с высоким быстродействием без осуществления пробных движений руки робота. Так как вход блока управления приводом под1296406 ключен к выходу блока измерения, то на вход элемента 12 задержки и на прямой вход элемента 13 сравнения поступает сигнал, соответствующий сопротивлению Упругих элементов R(t) 5 в текущий момент времени t. На инвертирующий вход элемента 13 сравнения поступает с выхода элемента 12 задержки сигнал R(t — с ) . Сформированный на выходе элемента 13 сравнения сигнал ЬR(t) = R(t) — R(t — о ) подается на делитель 14, с помощью которого он преобразуется в сигнал

gR(t)/, соответствующий скорости изменения сопротивления R(t) при проскальзывании (ь — время задержки).

Выходной сигнал делителя 14 через усилитель 15 подается на управляемый привод 3.

На фиг.7 приведен пример схемы управляемого электрического привода

3, тяговое усилие которого зависит от величины тока в электрической цепи содержащей обмотку 16 электромагУ

25 нитного привода 3.

Увеличение тока обеспечивается за счет уменьшения последовательно включенного с обмоткой 16 переменного сопротивления 17. Это достигается перемещением движка 18 под воздействием исполнительного электродвигателя 19, который подключен к выходу блока управления приводом.

Процесс адаптации захвата к весу захватываемой детали осуществляется 35 до тех пор, пока не будет обеспечено сдавливающее усилие, достаточное для надежного удержания детали. При этом

R(t) будет равно R(t — c ), dR (t)

= О, а соответственно движок 18 будет о находиться в состоянии покоя. Захват также обеспечивает эффективную работу с деталями, вес которых в процессе выполнения операции может увеличиться, что происходит, например, при загрузке жидкой или сыпучей средой емкости, удерживаемой рукой робота, так как контроль за проскальзыванием осуществляется непрерывно, а увеличение сжимающего усилия происходит с высоким быстродействием.

Присоски могут быть вакуумными и/или магнитными в зависимости от параметров и характеристик захватываемых деталей.

Формула изобретения

1. Очувствленный захват робота, содержащий установленные в корпусе пальцы с приводом их перемещения, расположенный на пальцах по крайней мере один датчик проскальзывания с упругим элементом, выполненным из электропроводной резины и электрически связанным с блоком измерения, блок управления приводом, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения надежности работы и расширения функциональных возможностей, на упругие элементы установлены пластины с присосками, причем упругие элементы размещены в пазах, выполненных на рабочей поверхности пал -цев, а каждая пластина подпружинена относительно основания соответствующего паза и выступает над рабочей поверхностью пальца, при этом блок управления приводом содержит последовательно соединенные элемент задержки, элемент сравнения, делитель и усилитель, а вход элемента задержки объединен с вторым входом элемента сравнения и является входом блока управления приводом, который соединен с выходом блока измерения.

2. Захват по и.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что блок измерения содержит источник опорного напряжения, одна клемма которого соединена с преобразователем тока в напряжение, а упругие элементы электрически последовательно соединены между собой и включены в цепь между второй клеммой источника опорного напряжения и преобразователем тока в напряжение, выход которого является выходом блока измерения.

1296406

1296406 фиеб

1296406

Корректор Л.Пилипенко

Тираж 954 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Е.Копча

° е

Заказ 708/20

Составитель И.Афонин

Техред Л.Олейник