Манипуляционное устройство

 

Изобретение относится к робототехнике. Целью изобретения является упрощение конструкции за счет исключения механизма кинематической развязки движений звеньев исполнительного органа. Для этого на входы приводов перемещения степеней подвижности исполнительного органа включены суммирующие элементы, которые соответствующим образом преобразуют входные управляющие сигналы устройства в необходимые сигналы управления каждым из приводов. В зависимости от структуры электрической схемы взаимосвязей суммирующих элементов можно получить либо полную развязку движений звеньев исполнительного органа, либо желаемую взаимосвязь этих движений. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Ю

А1 (51)5 В 25 J 13/00, 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

,РЩ@3@3

ppgglQ- - "."

E, Á);i4011е, 0hz = C, В2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4358639/31-08 (22) 04. 01. 88 (46) 07.02.90. Бюл ° N 5 (71) Завод-втуз при Производственном объединении "Ленинградский металлический завод" (72) М.С. Ворошилов, А.И. Лихоманов, Б.А. Петров и Г.Н. Пышный (53) 621-229.72(088.8)

I (54} МАНИПУЛЯЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО (57). Изобретение относится к робототехнике. Целью изобретения является упрощение конструкции за счет исключения механизма кинематической раэИзобретение относится к робототехнике.

Цель изобретения — упрощение кон"струкции за счет исключения сложного механизма кинематической развязки движения звеньев исполнительного органа манипуляционного устройства.

На чертеже представлена схема устройства.

Схема содержит согласующие усилители 1-6, инверторы 7-10, суммирующие усилители 11-16, приводы перемещения степеней подвижности исполнительного органа, включающие в себя усилители 17-22 мощности и исполнительные элементы 23-28 (двигатели с соответствующими кинематическими передачами).

Связь между входными оС; и выходными 8< углами поворота многозвенного

2 вязки движений звеньев исполнитель ного органа. Для этого на входы приводов перемещения степеней подвижности исполнительного органа включены суммирующие элементы, которые соответствующим образом преобразуют входные управляющие сигналы устройства в необходимые сигналы управления каждым из приводов. В зависимости от структуры электрической схемы взаимосвязей суммирующих элементов можно получить либо полную развязку движений звеньев исполнительного органа, либо желаемую взаимосвязь этих движений. 1 ил. исполнительного органа определяется следующим выражением вращение кисти; изгиб кисти вращение предплечья; изгиб предплечья; изгиб плеча; вращение плеча; вектор углов поворота исполнительных элементов 23-28, вызывающих соответствующие движения звеньев исполнительного органа; (с) — передаточная матрица многозвенного механизма.

В общем виде матрица (c) определяется структурой исполнительного орга1541048 на манипуляционного устройства. Так, например, для манипулятора МЭМ 10

СДГ она имеет вид

1 -n -и 1

1 и п

1 -п -n 1

1 и п 1

О О-п 1

0 О 0 1 и и

О О

О О

О О

О 0 де n — передаточное число в конических зубчатых передачах. (и,. 1 =(с,,) (чи ) 1.де с — передаточная матрица элек- 25 трической схемы развязки движений (н,.) = (с,). (с) ()= (с„j (в;)

Где (c>) — матрица управления манипуляционным устройством, следовател 1о, - (с;) = (су (ни;) и (чД имеет вид (чв) = (с) .(÷ = (ñ) (с) (÷) <1)

Уравнение (1) показывает как долж а быть организована логика управления манипуляционного устройства с жеЛаемой взаимосвязью движений. Физически это означает какие исполнительные элементы должны вступать в работу при подаче на вход устройства соответствующего сигнала управления для получения необходимого перемещения 45 звеньев исполнительного органа е Так, ll

Для независимого движения звеньев 15

« еобходимо, чтобы матрица tc) была ф иагональной. Связь между сигналами управления Ivj и сигналами, поступающими на вход усилителей мощности (v< ), 1 имеет вид 20 для Heýàâèñèìîãо движения звеньев необходимо, чтобы (с ) = (Е).

Следовательно, например, для сигнала v< поступающего на усилитель

1 мощности исполнительного элемента 22 (вращение кисти) можно записать следующую функцию .

v, v -n д к vk-h "о-h

Сложение данных сигналов осуществляется на усилителе 16, коэффициенты или и подбираются с помощью подстроечных резисторов R« — R .Инверсия входных сигналов осуществляется с помощью инверторов 8, 9„ 10. Аналогично, исходя из уравнения (1), подбираются соответствующие функции

H для других исполнительных элементов. Для осуществления произвольной (желаемой) взаимосвязи движений (с„1 Ф ф (Е, поэтому необходимые в этом случае функции для сигналов управления исполнительными элементами можно подучить ив (с) (с ) ..

Формула изобретения

Ианипуляционное устройство, содержащее многозвенный исполнительный рган, приводы перемещения каждой из степеней подвижности исполнительного органа, а также средство для развязки движения степеней подвижности исполнительного органа, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции, средство для развязки движений степеней подвижности выполнено в виде электрической схемы соответствующих суммирующих элементов, включенных на вход каждого из приводов перемещения степеней подвижности.

1541048

Составитель Н. Богданов

Редактор С. Патрушева Техред Л.Сердюкова Корректор М. Ыароши

Заказ 253 Тираж 698 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101