Схват манипулятора

 

Изобретение относится к робототехнике , предназначено для транспортировки и ориентирования в пространстве объектов разной массы и конфигурации и может быть использовано в автоматических манипуляторах. Целью изобретения является повышение надежности путем автоматического поддержания усипия сжатия объекта манипулирования независимо от его ориентации в пространстве. При захвате объекта 3 губками 1 схвата с датчиков 2 усиod ЛИЯ сжатия через усилители 7 и 8 на входы компаратора 9 одновременно будут поступать однополярные аналоговые сигналы, разность которых будет равна О, на выходе компаратора будет сигнал нулевого уровня и сигнал с одного из датчиков будет сравниваться с заданными в блоке 5 управления. При переносе объекта 3 и различной ориен- . тации.схвата на датчики 2 начнет действовать сила тяжести объекта, в результате чего разность входных аналоговых сигналов, поступающих на вход компаратора 9, уже не будет равна нулю и на его выходе будут О или 1, а коммутация сигнала в блок 5 управления будет происходить по наименьшему значению из двух сравниваемых сигналов. Таким образом, при любой ориентации схвата в пространстве блок 5 управления получает информации) только о силе нормального сжатия. 2 ил. . i ЙЬ JSassS. GO ЮСО О5 (ригЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 В 25 J 15/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3828753/31-08 (22) 20. 12. 84 (46) 15. 07. 87. Бюл. Ф 26 (71) Институт проблем механики

АН СССР (72) В.И.Филиппович (53) 621.299.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 433023, кл. В 25 Л 3/04, 1975. (54) СХВАТ МАНИПУЛЯТОРА (57) Изобретение относится к робототехнике, предназначено для транспортировки и ориентирования в пространстве объектов разной массы и конфигурации и может быть использовано в автоматических манипуляторах. Целью изобретения является повышение надежности путем автоматического поддержания усилия сжатия объекта манипулирования независимо от его ориентации в пространстве. При захвате объекта

3 губками 1 схвата с датчиков 2 усилия сжатия через усилители 7 и 8 на входы компаратора 9 одновременно будут поступать однополярные аналоговые сигналы, разность которых будет равна О, на выходе компаратора будет сигнал нулевого уровня и сигнал с одного из датчиков будет сравниваться с заданными в блоке 5 управления. При переносе объекта 3 и различной ориентации схвата на датчики 2 начнет действовать сила тяжести объекта, в результате чего разность входных аналоговых сигналов, поступающих на вход компаратора 9, уже не будет ранна нулю и на его выходе будут "О" или "1", а коммутация сигнала в блок 5 управления будет происходить по наименьшему значению из двух сравниваемых сигналов. Таким образом, при любой ориентации схвата в пространстве блок

5 управления получает информацик1 только о силе нормального сжатия.

2 ил.

132337

Изобретение относится к робототехнике и предназначено для транспортировки и ориентирования в пространстве объектов разного веса и конфигурации и может быть использовано в автомати- 5 ческих манипуляторах.

Целью изобретения является повыше— ние надежности путем автоматического поддержания усилия схвата объекта манипулирования независимо от его ориентации в пространстве.

На фиг.1 изображен схват и схема его управления; на фиг.2 — произвольно-ориентированный в пространстве схват с объектом манипулирования, Схват манипулятора содержит эажимные губки 1, установленные в них датчики 2 усилия сжатия, объект 3 управления, привод 4 механизма зажима .губок блок 5 управления приводом, блок 20

Ф б компенсации силы тяжести объекта манипулирования, содержащий усилители

7 и 8, компаратор 9, инвертор 10 и двухканальный коммутатор 11.

На фиг.2 представлен произвольно- 25 ориентированный захват манипулятора в пространстве при переносе объекта манипулирования 3 и действующие при этом силы на датчики 2 усилия сжатия, установленные в губках захвата: где P — 30 сила тяжести объекта манипулирования

3 N u N — силы нормального сжатия к объекта манипулирования, действующие со стороны губок схвата, Р, и P составляющие силы тяжести объекта, F u F — силы трения при просТР1 ТР 2 кальзывании объекта манипулирования относительно губок схвата. !

Исходя из условия равновесия сил 4р и равенства сил, определяют силу,, действующую на датчик усилия, установленный в нижней губке

N N + Р cos6, 45 т.е. для указанного положения захвата манипулятора на датчик сжатия, установленный в нижней губке, будет действовать составляющая силы тяжести объекта манипулирования, равная Р„

= Р-cosd которая, суммируясь с силой нормального сжатия N, будет способствовать увеличению выходного сигнала с датчика усилия сжатия, установленного в нижней губке. 55

В исходном состоянии, когда объект манипулирования 3 не подвергается.захвату губками 1 схвата, на входы усилителей 7 и 8, а следовательно, и

6 2 компаратора 9 сигналь: с датчиком 2 усилия сжатия не поступают, следовательно, их разность ранна О. На выходе компаратора будет сигнал нулевого уровня, который через инвертор 10 и двухканальный коммутатор 11 подключит к измерению сигнал с датчика 2, например левой губки, так как на управ— ляющем входе коммутатора 11 будет сигнал "1". ! .

При подаче на вход блока 5 управления команды а на сжатие губок при— вод 4 включается и губки 1 начинают сходиться ° На входы компаратора 9 одновременно будут поступать однополярные аналоговые сигналы с обоих датчиКоВ 2, следовательно, разность этих сигналов будет равна "0" и на выходе компаратора будет сигнал нулевого уровня, который опять подключит к измерению датчик 2 левой губки, т.е. информация об усилии сжатия в процессе захвата будет сниматься с этого датчика и поступать в блок 5 управления приводом. При сравнении этого сигнала с сигналом задания, определяющим.необходимую силу сжатия, привод

4 прекращает сжатие объекта 3.

В процессе переноса захваченного объекта и различной ориентации схвата манипулятора в пространстве на датчики 2 усилия сжатия начинает действовать сила тяжести объекта манипулирования, в результате разность входных аналоговых сигналов, поступающих на вход компаратора 9, уже не равна нулю, а будет определяться составляющей силы тяжести объекта манипулирования, соответственно этому компаратор при сравнении по модулю двух сигналов будет выдавать на выходе "0" или "1", а коммутация сигнала в блок

5 управления привода будет происходить по наименьшему значению иэ двух сравниваемых сигналов, так как коммутатор 11 управляется сигналами единичного уровня, т.е. увеличение сигнала на одном из датчиков в результате действия силы тяжести приводит к срабатыванию компаратора и кдммутации наименьшего значения сигнала с противоположного датчика, на который не действует сила тяжести, тем самым со" храняется информация, поступающая в блок 5 управления о нормальной силе сжатия, установленной лри захвате объекта манипулирования. t 3233

ЯРА. Г

Составитель Ф.Майоров

Техред Л. Олийнык

Редактор А.Долинич

Корректор А. Ильин

Заказ 2915/20 Тираж 953

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

После переноса объекта манипулирования в эаданную точку на вход блока

5 управления приводом поступает команда р на раэжатие губок, в результате которой привод подключается к сети так, чтобы он вращался в направлении, противоположном направлению вращения при сжатии. Система устанавливается в исходное состояние.

Таким образом, при любой ориента- 10 ции схвата робота в пространстве блок

5 управления получает информацию с датчиков усилия сжатия только о силе нормального сжатия, исключая влияние силы тяжести, тем самым стабилизируя силу нормальноro сжатия в процессе транспортировки.

Формула изобретения

Схват манипулятора, содержащий губки, кинематически связанные с приводом их перемещения, на которых установлены датчики усилия сжатия, и Ъ, 76 4 блок управления приводом губок, выход которого соединен с приводом, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности путем автоматического поддержания величины усилия сжатия объекта манипулирования независимо от его ориентации в пространстве, он снабжен блоком коррекции, включающим два усилителя, вход каждого из которых соединен с соответствующим датчиком усилия сжатия, компаратор, входы которого соединены с выходами усилителей, инвертор и двухканальный коммутатор, при этом выходы усилителей соединены также с управляемыми входами соответствующего канала коммутатора, а выход компаратора соединен непосредственно с управляющим входом первого канала коммутатора и через инвертор — с управляющим входом второго канала коммутатора, причем выход коммутатора подключен к входу блока управления приводом губок.