Устройство для управления манипулятором

 

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании манипуляторов промьшленных роботов. Целью изобретения является повьппение точности устройства за счет учета центробежных и кориолисовых сил, возникающих при движении манипулятора по заданной траектории .. Устройство содержит блок задания программы, приводы перемещения и вращения исполнительного органа, датчики обратной связи, блоки вычисления моментов инерции центробежных и кориолисовых сил, а также датчик усилия. 1 ил. (Л 00с со ел 05 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (Ю щ) 4 В 25 3 9 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А BTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4048280/31-08 (22) 20.02.86 (46) 30.08.87. Бюл. Ф 32 (7 1) Московский институт химического машиностроения (72) Т.Н.Балакирева, Н.Е.Воробьев, Л.Я.Глейзер, В.А.Дроздов и M.Â.Îíèùåíêî (53) 621-229.72 (088.8) (56) Под ред. Я.А.Шифрина. Промышленная робототехника. М.: Машиностроение, 1982, с. 210.

Авторское свидетельство СССР

У 597552, кл. В 25 J 9/00, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МАНИ-, ПУЛЯТОРОМ (57) Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании манипуляторов промьппленных роботов. Целью изобретения является повьппение точности устройства за счет учета центробежных и кориолисовых сил, возникающих при движении манипулятора по заданной траектории.. Устройство содержит блок задания программы, приводы перемещения и вращения исполнительного органа, датчики обратной связи, блоки вычисления моментов инерции центробежных и кориолисовых сил, а также датчик усилия. 1 ил.

1333568

<< 1cj <„(m,я1(— к,(<„„(т, Ю (q -ipjj+ мор (<

KBK5(m)S — К. 5(щ)(S- )- Э= С,, 35 угловая скорость вращения; вылет руки манипулятора; масса вращающегося звена с закрепленным в нем грузом; 40 момент инерции звеньев манипулятора относительно вертикальной оси вращения (r „= I + mS2); корйолисовая сила инерции (Р = 2mSБ(р); центробежная сила (F = mS cj2). коэффициенты: где с

S и(< (< ор

3

К

К(2 1 2 1 2

К4 некоторые заранее выбранные константы, определяющие ско- 5 рость затухания межцу программным и текущим положением регулируемой величины (Re9 О, i = 1,2,3,4);

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании манипуляторов промышленных роботов.

Целью изобретения является повышение точности устройства за счет учета центробежных и кориолисовых сил, возникающих при движении манипулятора по заданной траектории. <р

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит блок 1 задания программы, первый сумматор 2, первый усилитель 3, второй сумматор <5

4, первый привод 5, первый датчик 6 положения, второй датчик 7 скорости, второй усилитель 8, третий сумматор

9, первый вычислительный блок 10, первый и второй блоки 11 и 12 умно- 20 жения соответственно, четвертый сумматор 13, второй привод 14, второй датчик 15 положения, второй датчик

16 скорости, второй и третий вычислительные блоки 17 и 18, датчик 19 усилия.

Устройство работает следующим o5— разом.

В устройстве реализуется следующий алгоритм: 30

U — напряжение на двигателе;

С вЂ” постоянная величина;

I=:I<+ где I I — соответственно постоянные моменты инерции механизма вращения и руки манипулятора относитель-но оси, проходящей через его центр масс и параллельной вертикальной оси вращения.

С блока 1 задания программы на входы первого и второго сумматоров

2 и 4 поступают программные сигналы, пропорциональные управляющим коорди <натам Б и су соответственно. Одновременно на эти же сумматоры с первого и второго датчиков 6 и 15 положения поступают сигналы, пропорциональные текущим значениям управляющих координат S u cg . На выходах сумматоров 2 и 4 формируются сигналы рассогласования (S — S ) и (q — q ) .

Сигнал с первого сумматора 2 поступает на усилитель 3 с коэффициентами усиления К(К (m), выходные сигналы

К„К (S — S") поступают на инвертирующий вход третьего сумматора 9. На входы сумматора 9 поступают также корректирующие сигналы с выходов усилителя 8 и вычислительного блока 17 (вычислителя центробежных сил), соответственно пропорциональные К К (m) S и mSp2 причем сигнал по угловой скорости снимается с датчика 16 скорости. Сформированный сигнал управления C U с выхода третьего сумматора 9 поступает на привод 5 радиального перемещения и устраняет возникшее рассогласование.

Ф

Сигнал рассогласования (g — Cf ) с выхода второго сумматора 4 поступает на первый блок 11 умножения, на него же поступает сигнал, пропорциональHbIH I + mS2, с блока 10 (вычислителя моментов инерции.! который поступает также на .вход второго блока 12 умножения. Сигналы, пропорциональные

К (Хи„(п(,S) (q — (у ) и K„pcjII„„(m, S)j, с выходов блоков 11 и 12 соответственно поступают на четвертый сумматор

13, куда также поступает сигнал с блока 18 (вычислителя кориолисовых сил), пропорциональный 2mSSCf причем сигнал S по скорости радиального перемещения поступает на блок

3 13335 с выхода датчика 7 скорости. Сформированный сигнал управления C U c выхода четвертого сумматора 13 поступает на привод 14 вращения и устраня5 ет возникшее рассогласование. Сформированные сигналы управления обеспечивают асимитотически устойчивое движение манипулятора по заданной программной траектории. формулаизобретения

Устройство для управления манипулятором, содержащее последовательно 15 соединенные блок задания программы, первый сумматор и первый усилитель, первый привод, связанный с первым датчиком положения, выход которого подключен к второму входу первого ц сумматора и первому входу первого вычислительного блока, соединенного вторым входом с выходом датчика усилия и вторым входом первого усилителя, второй сумматор, первый вход которо- 25 го подключен к второму выходу блока задания программы, а второй вход — к выходу второго датчика положения, связанного с вторым приводом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це- ЗО лью повышения точности, оно содержит второй и третий вычислительные блоки, первый блок умножения, а также

68 последовательно соединенные первый датчик скорости, связанный с первым приводом, второй усилитель и третий сумматор, последовательно подключенные второй датчик скорости, связанный с вторым приводом, второй блок умножения и четвертый сумматор, выход которого соединен с входом второго привода, второй вход — с выходом третьего вычислительного блока, а третий вход — с выходом первого блока умножения, подключенного первым входом к выходу второго сумматора, а вторым входом к выходу первого вычислительного блока и второму входу второго блока умножения, выход третьего сумматора соединен с входом первого привода, второй вход — с выходом первого усилителя, а третий вход — с выходом второго вычислительного блока, первый вход которого подключен к выходу второго датчика скорости и первому входу третьего вычислительного блока, второй вход — к выходу первбго датчика положения и второму входу третьего вычислительного блока, а третий вход — к выходу датчика усилия, второму входу второго усилителяи третьему входу третьего вычислительного блока, соединенного четвертым входом с выходом первого датчика скорости.

ВНИИПИ Заказ 3913/17 Тираж 951 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектн;=я. 4