Устройство для управления манипулятором

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для управления многозвенным манипулятором. Целью изобретения является облегчение процесса управления за счет обеспечения совпадения усилий руки оператора с направлением перемещения, исполнительного органа манипулятора . При повороте оператором рукоятки 1 вокруг одной из осей X, Y или Z происходит поворот соответствующих датчиков угла поворота, расположенных в щарнирах 4, 5 и 6, входящих в систему формирования сигналов управления, которая включает также датчик, установленный в щарнире 3, датчики 9, 10 и 11 угла поворота, расположенные на рукоятке 1, и механизмы 7 и 8 отработки углового перемещения звеньев манипулятора . Датчики, расположенные в щарнирах 4, 5 и 6, управляют ориентацией схвата в пространстве, датчики 9 и, 10 управляют качанием плеча и локтя манипулятора, обеспечивая транспортировочное перемещение схвата. Механизмы 7 и 8 позволяют обеспечить плоскопараллельное перемещение схвата в плоскостях XOZ и YOZ. 1 ил. с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1445948

В 25 J 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4242347/25-08 (22) 12.05.87 (46) 23.12.88. Бюл. № 47 (72) Г. Н. Буров и О. В. Цюпак (53) 62-228.?2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 54?337, кл. В 25 J 13/02, 1972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

МАНИПУЛЯТОРОМ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для управления многозвенным манипулятором. Целью изобретения является облегчение процесса управления за счет обеспечения совпадения усилий руки оператора с направлением перемещения. исполнительного органа манипулятора. При повороте оператором рукоятки 1 вокруг одной из осей Х, Y или Z происходит поворот соответствующих датчиков угла поворота, расположенных в шарнирах

4, 5 и 6, входящих в систему формирования сигналов управления, которая включает также датчик, установленный в шарнире 3, датчики 9, 10 и 11 угла поворота, расположенные на рукоятке 1, и механизмы 7 и 8 отработки углового перемещения звеньев манипулятора. Датчики, расположенные в шарнирах 4, 5 и 6, управляют ориентацией схвата в пространстве, датчики 9 и,10 управляют качанием плеча и локтя манипулятора, обеспечивая транспортировочное перемещение схвата. Механизмы 7 и 8 позволяют обеспечить плоскопараллельное перемещение схвата в плоскостях XOZ u YOZ. 1 ил.

1445948 ной вал которого расположен вдоль оси X и соединен с корпусом шарнира 4, содержащего второй датчик углового положения.

Вал шарнира 4 расположен вдоль оси Z u связан с корпусом шарнира 5, содержащего третий датчик углового положения, вал которого расположен вдоль оси X и соединен с корпусом шарнира 6, содержащего четвертый датчик углового положения, вал которого расположен вдоль оси Y и связан с рукояткой 1.

Устройство работает следующим образом

При развороте оператором рукоятки 1 вокруг оси Y сигнал с датчика, расположенного в шарнире 6, передается на исполнительный механизм ротации схвата исполнительного органа, который отрабатывает это движение.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для управления многозвенными манипуляторами.

Целью изобретения является облегчение процесса управления за счет обеспечения совпадения усилий руки оператора с направлением перемещения исполнительного органа манипулятора.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид.

Устройство содержит рукоятку 1 управления, соединенную с основанием посредством звеньев 2, связанных между собой шарнирами 3 — 6, и систему формирования сигналов управления для исполнительных механизмов манипулятора, включающую два 5 механизма 7 и 8 отработки углового перемещения звеньев манипулятора, каждый из которых представляет собой установленные в корпусе электромеханический привод с самотормозящимся редуктором и датчик угла поворота, установленный на выходном валу этого механизма, датчики угла поворота, четыре из которых установлены в шарнирах 3 — 6, а три 9 — 11 — на рукоятке управления, при этом датчики 9 и 10 шарнирно связаны между собой. Подвижный элемент 2 датчика 9 через передаточный механизм, например рычажный 12, соединен с серьгой

13, предназначенной для взаимодействия с большим пальцем руки оператора, а подвижный элемент датчика 11 связан с рычагом 14, через который оператор воздействует указанным пальцем при управлении приводом схвата манипулятора. Механизм 7 отработки углового перемещения звеньев манипулятора установлен на основании в «аправляющих 15 с возможностью перемещения параллельно оси Х и связан через передаточный механизм, например кулисный 16, с валом шарнира 3, корпус которого закреплен на основании, а вал этого механизма расположен вдоль оси Y и связан с корпусом второго механизма 8 отработки углового 40 положения звеньев манипулятора, выходПри развороте рукоятки 1 вокруг оси Х сигнал с датчика, расположенного в шарнире 5, передается на исполнительный механизм качания кисти, отрабатывающий это движение. При развороте рукоятки вокруг оси Z сигнал с датчика, расположенного в шарнире 4, приходит на исполнительный механизм ротации кисти исполнительного органа. Следовательно, датчики, расположенные в шарнирах 4 — 6, управляют ориентацией схвата манипулятора в пространстве.

При воздействии оператора на серьгу 13 через рычажный механизм 12 движение пе-. редается на датчики 9 и 10. Причем датчик

9 управляет исполнительным механизмом качания плеча исполнительного органа, а датчик 10 — исполнительным механизмом качения локтя исполнительного органа. Эти два движения обеспечивают транспортировочное перемещение схвата манипулятора в плоскости YOZ.

Датчики 9 и 10 с серьгой 13 представляют собой кинематический аналог антропоморфного исполнительного органа и обеспечивают его перемещение по любой необходимой траектории в плоскости YOZ. При этом исполнительные механизмы качания плеча и качания локтя исполнительного органа начинают отработку заданной команды и одновременно приводят в движение механизм

8 отработки углового положения звена манипулятора. Механизм 8 отработки отслеживает суммарный угол качания плеча исполнительного механизма и качания локтя исполнительного органа.

Если оператор удерживает рукоятку 1 в первоначальном положении, то механизм 8 отработки производит разворот датчика, расположенного в шарнире 5, что вызывает разворот на соответствующий угол исполнительного механизма качания кисти исполнительного органа. Следовательно, схват совершает плоскопараллельное движение в плоскости YOZ, что имеет большое значение при выполнении многочисленных операций с помощью манипулятора, например, при работе со связанным объектом.

При перемещении рукоятки 1 вдоль оси Х через кулисный механизм 16 движение передается на датчик, расположенный в шарнире 3, который управляет исполнительным механизмом качания исполнительного органа манипулятора, что обеспечивает транспортировочное движение схвата манипулятора вокруг оси Y. При этом исполнительный механизм качания исполнительного органа начинает отработку заданной команды и приводит в движение механизм 7 отработки, который разворачивает датчик, расположенный в шарнире 6, что вызывает разворот на соответствующий угол исполнительного механизма ротации схвата. При этом схват совершает плоскопараллельное движение в плоскости XOZ.

1445948

Формула изобретения

Составитель Ф. Майоров

Редактор И. Шулла Техред И. Верес Корректор М. Пожо

Заказ 6648/20 Тираж 908 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3K — 35, Раушская наб., д. 4/5

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

При одновременном повороте датчиков, выдающих сигнал на перемещение транспортирующих звеньев манипулятора, и датчиков, управляющих ориентацией схвата манипулятора, направленность движений и уси- 5 лий рукоятки 1 устройства всегда совпадает с направленностью движений и усилий схвата исполнительного органа.

Устройство для управления манипулятором, содержащее рукоятку управления, соединенную с основанием посредством шарнирно связанных звеньев, и систему формирования сигналов управления для исполнитель- 15 ных механизмов манипулятора, отличающееся тем, что, с целью облегчения процесса управления за счет обеспечения совпадения усилий руки оператора с направлением перемещения исполнительного органа мани- 2О пулятора, система формирования сигналов управления содержит два механизма отработки углового перемещения звеньев манипулятора, каждый из которых установлен в корпусе и снабжен выходным валом, шесть датчиков углового положения, два передаточных механизма и серьгу, причем четыре датчика углового положения установлены в шарнирах звеньев, а пятый и шестой датчики углового положения установлены на рукоятке управления и шарнирно связаны между собой, при этом корпус первого механизма отработки углового перемещения звеньев установлен на основании с возможностью перемещения, параллельного оси Х, и связан через первый передаточный механизм с валом шарнира, содержащего первый датчик углового положения, причем корпус этого шарнира закреплен на основании, а вал первого механизма отработки углового перемещения расположен вдоль оси Y и связан с корпусом второго механизма отработки углового перемещения, выходной вал которого расположен вдоль оси Х и соединен с корпусом шарнира, содержащего второй датчик углового положения, при этом вал этого шарнира расположен вдоль оси Z и связан с корпусом шарнира, содержащего третий датчик углового положения, вал которого расположен вдоль оси Х и соединен с корпусом шарнира, содержащего четвертый датчик углового положения, при этом вал этого шарнира расположен вдоль оси Y и связан с рукояткой управления, а подвижный элемент пятого датчика углового положения через второй передаточный механизм связан с серьгой.