Устройство для управления адаптивным роботом

 

Изобретение относится к области робототехники и может быть использовано при создании адаптивных роботов . Целью изобретения является рас- ; ширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения наведения схвата на неподвижные предметы. Для этого источник излучения, первый и второй датчики и манипулятор установлены в вершинах квадратной рамы,а управляющая часть устройства содержит два счетчика, три триггера, элемент ЗАПРЕТ и шесть элементов И. 1 ил. 00 о ел to СХ)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„,$0„„05028 (р 4 В 25 J 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3991980/31-08 (22) 21. 11. 85 (46) 23.04.87. Бюл. Ф 15 (71) Дальневосточный политехнический институт им. В.В. Куйбышева (72) А.Г. Белов (53) 621-229.72 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1115015, кл. G 05 B 11/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

И 1121645, кл. G 05 В 11/00, 1984. ($4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АДАПТИВНЫМ РОБОТОМ (57) Изобретение относится к области робототехники и может быть использовано при создании адаптивных роботов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения наведения схвата на неподвижные предметы.

Для этого источник излучения, первый и второй датчики и манипулятор установлены в вершинах квадратной рамы,а управляющая часть устройства содержит два счетчика, три триггера, элемент

ЗАПРЕТ и шесть элементов И. 1 ил.

1305028

Изобретение относится к робототекнике и может быть использовано при создании адаптивных роботов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устрой- 5 ства за счет обеспечения наведения схвата на неподвижные предметы.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 излучения, схват 2, манипулятор Э,предмет 4, первый 5 и второй 6 датчики, крепление 7, блок 8 управления,первый 9 и второй 10 счетчики, первый элемент И 11, первый триггер 12, второй элемент И 13, третий элемент И 14, второй триггер 15, четвертый элемент И 16, третий триггер 17, пятый элемент И 18, элемент ЗАПРЕТ 19, шестой элемент И 20, входы Х,Y устройства, подключенные к каналам управления приводами, соответственно, продольной Х и поперечной Y координат робота, выходы Z W устройства.

Устройство работает следующим образом.

Источник 1 излучения, схват 2 и датчики 5 и 6 установлены в вершинах квадрата (в горизонтальной проекции), причем датчики 5 и 6 установлены в соседних вершинах стороны квадрата, параллельно продольной оси координат.

При этом луч первого датчика 5 совпадает со стороной квадрата, параллель- 35 ной поперечной оси координат, а луч второго датчика 6 — с диагональю квадрата. Источник 1 излучения и датчики 5 и 6 крепятся к манипулятору 3 креплением 7. Источник 1 излучения и датчики 5 и 6 устанавливают на уровне предмета 4, а схват 2 в исходном положении целесообразно устанавливать выше во избежание столкновения с предметом 4 при наведении на него. .45

Процесс наведения осуществляется перемещением системы квадрата в направлении, перпендикулярном лучу первого датчика 5, причем система обращена

50 лучом первого датчика 5 к предмету

4. Направление движения ее указано стрелкой. Для удобства и наглядности показаны не положения системы по отношению к предмету 4 в процессе ее

55 перемещения, а, наоборот, характерные положения предмета 4 по отношению к ней. Предметы 4, на которые наводится схват 2, должны обладать тем свойством, что их центры совпадают с центрами описанных вокрух них окружностей.

Согласно принципу наведения схвата на предмет 4 в момент совпадения центра предмета 4 с лучом первого датчика 5 (точка F) расстояние наведения по продольной координате Х равно FC = НВ, т.е. равно заданной длине стороны квадрата и, следовательно, определено. А расстояние наведения по поперечной координате Y равно

FH=FE (равенство катетов равнобедренного прямоугольного треугольника EFH), т.е. равно измеренному по продольной координате перемещению центра предмета 4 между лучами первого 5 и второго

6 датчиков.

Предмет 4 перекрывает луч первого датчика 5 раньше, чем его центр окажется в точке F. Поэтому в устройстве расстояние наведения по продольной координате определяется в момент перекрытия предметом 4 луча датчика

5 суммой длины стороны квадрата ВН и отрезка FK. Отрезок FK определяется половиной отрезка KL перемещения системы при перекрытом луче датчика 5.

А отрезок FE, равный расстоянию наве" дения по поперечной координате, определяется суммой отрезков FL, LM и NE, при этом отрезок FL также определяется половиной отрезка KL а отрезок

ME определяется половиной отрезка

MN движения системы при перекрытом луче датчика 6.

Устройство реализует описанный принцип наведения схвата 2. Посредством счетчика 9 определяется момент наведения схвата 2 по продольной координате Х, а счетчиком 10 — по поперечной координате Y. В исходном состоянии в счетчик 9 записан код длины стороны квадрата ВН, счетчик

10 и триггеры 12, 15 и 17 обнулены, от системы программного управления (СПУ) робота на приводы сигналы .не поступают, на выходах М и Е устройства также нули.

Наведение схвата 2 (поиск предмета 4) начинается с того, что от

СПУ начинают поступать импульсы перемещения на координату Х и система (схват 2 — источник 1 излучения— датчики 5 и 6) начинает перемещаться вдоль координаты Х навстречу предмету 4. При перекрытии предметом 4 луча датчика 5 (центр предмета 4 в

1305028 точке К) сигнал с датчика 5 переводит в единичное состояние триггеры

15 и 17 и поступает на вход элемента И 14. Тогда каждый второй импульс перемещения по Х от СПУ с выхо- 5 да триггера 12 (Т-триггер 12 со счетным входом делит частоту импульсов пополам) через элемент И 14 идет на суммирующий вход счетчика 9 и на вычитающий вход счетчика 10, каждый импульс перемещения по Х проходит через элемент И 16 на вычитающий вход счетчика 9 и через элементы И 18 и

ЗАПРЕТ .19 на суммирующий вход счетчика 10. Поэтому, когда в процессе перемещения системы вновь открывается луч датчика 5 (центр предмета

4 в точке L) в счетчике 9 имеется код расстояния ВН-LF=CL, а в счетчике

10 — код отрезка FL. На отрезке LM 20 импульсы координаты Х идут по-прежнему через элементы И 18 и ЗАПРЕТ 19 на суммирующий вход счетчика 10 и через элемент И 16 — на вычитающий вход счетчика 9. Поэтому в момент перекры25 тия предметом 4 луча датчика 6 (центр предмета 4 в точке M) в счетчике 9 имеется код расстояния CL — LM = CM, а в счетчике 10 — код отрезка FL +

+ LM = FM. момент перекрытия предме- том 4 луча датчика 6 сигналом датчика 6 закрывается элемент ЗАПРЕТ 19 и открывается элемент И 13, с выхода которого каждый второй импульс перемещения по Х идет на суммирующий 35 вход счетчика 10. Импульсы перемещения по Х с выхода элемента И 16 попрежнему вычитаются из счетчика 9.

Поэтому в момент выхода предмета 4 из-под луча датчика 6 (центр предме- 40 та 4 в точке N) в счетчике 9 имеется код расстояния CM — MN = CN, а в счетчике 10 — код отрезка FM + МЕ =

= ГЕ = FH т.е. в счетчиках 9 и 10 есть коды расстояний, которые еще дол45 жен пройти схват 2 по координатам Х и Y до совмещения центра схвата 2 с центром предмета 4.

В момент выхода предмета 4 из-под луча датчика 6 закрывается эле50 мент И 13, отрицательным перепадом сигнала на выходе датчика 6 сбрасывается в нуль триггер 17. Импульсы перемещения по Х после этого вычитаются только иэ счетчика 9.

Обнуление счетчика 9 служит признаком окончания наведения схвата 2 по координате Х вЂ” центр предмета 4 оказывается в точке С. При этом сигналом .с выхода счетчика 9 сбрасывается в нуль триггер 15 и на выходе элемента И 20 — выходе Z устройства— появляется сигнал, подающийся в СПУ.

По этому сигналу СПУ останавливает привод координаты Х (по каналу Х импульсы от СПУ не поступают) и включает привод координаты Y — начинают поступать импульсы от СПУ по каналу

Y. Эги импульсы одновременно вычитаются из счетчика 10.

Обнуление счетчика 10 означает, что по координате Y схват 2 прошел расстояние HF=FE и, следовательно, центры схвата 2 и предмета 4 совместились в точке С. На выходе счетчика

10 и, соответственно, на выходе элемента И 11 появляется сигнал. Этот сигнал с выхода W устройства поступает в СПУ, которая останавливает привод координаты Y (по каналу Y импульсы от СПУ не идут) и далее выполняет операции по программе. Одновременно сигналом W в счетчик 9 по входу D записывается код отрезка ВН и блок 8 вновь оказывается в исходном состоянии.

Формула изобретения

Устройство для управления адаптивным роботом, содержащее манипулятор, оптически связанные источник излучения и два датчика, первый счетчик, три триггера, первый элемент И и элемент ЗАПРЕТ, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения наведения схвата на неподвижные предметы, оно содержит второй счетчик и пять элементов И, выход первого датчика соединен с первыми входами второго и третьего триггеров и третьего элемента И,.выход второго датчика подключен к второму входу третьего триггера и к первым входам второго элемента И и элемента ЗАПРЕТ,второй вход которого соединен с выходом пятого элемента И, а выход — с первым входом второго счетчика, подключенного вторым входом к выходу второго элемента И, третьим входом — к первому входу первого счетчика и выходу третьего элемента И, четвертым входом — к первому входу устройства, а выходом — к первому входу первого элемента И, второй вход которого сое5

1305

Составитель Е. Политов

Техред Л.Сердюкова Корректор А.Обручар

Редактор Н. Бобкова Заказ 1373/14

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 динен с выходом первого счетчика,вторым входом второго триггера и первым входом шестого элемента И, а выход— с вторым выходом устройства и вторым входом первого счетчика, подключенного третьим входом к выходу четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго триггера, а:второй вход — с входом первого триггера, подключенного выходом 10 к вторым входам второго и третьего

028 6 .. ° элемента И, к второму входу устройства и первому входу пятого элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу третьего триггера, соединенного вторым выходом с вторым входом шестого элемента И, выход которого подключен к первому выходу устройства, причем источник излучения, первый и второй датчики и манипулятор установлены в вершинах квадратной рамы.