Способ управления приводом резонансного манипулятора

 

Изобретение относится к робототехнике. Цель изобретения - снижение энергозатрат за счет уменьшения тепловых потерь в приводе. В начальный момент времени исполнительное звено манипулятора находится в одном из крайних положений. Для перевода его в другое крайнее положение звено расфиксируют и оно начинает движение под действием деформированного упругого элемента. По мере разгона звена на приводной двигатель через усилитель начинает поступать управляющий сигнал с датчика скорости по цепи положительной обратной связи. Этим обеспечивается формирование движущего момента на валу приводного двигателя, прямо пропорционального скорости перемещения исполнительного звена манипулятора. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1593946 А 1 (51)5 В 25 J 9 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTQPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬ!Й НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4474081/31-08 (22) 11.08.88 (46) 23.09.90. Бюл. № 35 (71) Институт машиноведения им. А. А. Благонра вова (72) А. В. Шипилов (53) 62! .229:72 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1846419, кл. В 25 J 9/00, 1987. (54) СПОСОБ — УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ РЕЗОНАНСНОГО МАНИПУЛЯТОРА (57) Изобретение относится к робототехнике. Цель изобретения — снижение энергозатрат за счет уменьшения тепловых потерь

Изобретение относится к робототехнике, и может быть использовано для автоматизации основных и вспомогательных операций в различных производственных процессах.

Целью изобретения является снижение энергозатрат за счет уменьшения тепловых потерь в приводе.

На фиг. 1 представлена схема устройства, реализую;цего предлагаемый способ; на фиг. " — графики изменения диссипативных сил (i) и движущего момента приводного двигателя (11) в зависимости от скорости перемещения (1) исполнительного звена манипулятора.

Устройство, реализующее способ, состоит из исполнительного звена 1 манипулятора, приводного двигателя 2 (например, электродвигателя постоянного тока), датчика 3 скорости (например, тахогенератора), упругого элемента 4, управляемого фиксатора 5. Выходной вал электродвигателя 2 через шестерню 6 связан со звеном 1. Датчик 3 скорости электрически связан через усилитель 7 ,с электродвигателем 2. Упругий элемент 4, взаимодействующий с основанием 8. связан со звеном 1.

2 в приводе. В начальный момент времени исполнительное звено манипулятора находится в одном из крайних положений. Для перевода его в другое крайнее положение звено расфиксируют и оно начинает движение под действием деформированного упругого элемента. По мере разгона звена на приводной двигатель через усилитель начинает поступать управляющий сигнал с датчика скорости по цепи положительной обратной связи. Этим обеспечивается формирование движущего момента на валу приводного двигателя, прямо пропорционального скорости перемещения исполнительного звена манипулятора. 2 ил.

Способ осуществляется стедующим образом.

В начальный момент времени . вено удерживается фиксатором 5 в одном из крайнихх положений. Ма кси мал ьно дефо р ми рованный упругий элемент 4 облад;-;ст запасом потенциальной энергии. Электродвигатель 2 обесточен. Для перевода звена в другое крайнее положение выводят из зацепления фиксатор 5. Под действием упругого элемента 4 начинается интенсивный разгон.

На выходе датчика 3 скорости появляется напряжение U, пропорциональное величине скорости звена 1, которое через усилитель 7 подается на якорную обмотку электродвигателя 2. На выходном валу электродвигателя 2 создается момент, пропорциональный скорости движения звена 1, который способствует движению звена. Посл прохода положения устойчивого равное сия движение ведомого звена 1 начинает замедляться упругим элементом 4. Происходит плавный останов в новом крайнем положении. Фиксатор 5 входит в зацепление. Момент. создаваемый электродвигателем 2, также плавно уменьшается от максимума в положении

1593946

Формула изобретения

Π— з О

Х

)(макс

Фиг.2

Составитель И. Афонин

Редактор А. Мотыль Техред А. Кравчук Корректор Э. Лончакова

Заказ 2801 Тираж 690 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР !!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, !01 устойчивого равновесия до нуля в новом фиксированном положении.

Для обеспечения на валу электродвигателя момента М, прямо пропорционального скорости Х звена 1, к электродвигателю по цепи положительной обратной связи по скорости подводят напряжение U= W. X, где W — коэффициент усиления обратной связи, величина которого определяется расчетным путем или экспериментально, исходя из условия прихода звена в положение фиксации с заданной скоростью, например нулевой.

Напряжение U во всем диапазоне изменения скорости Х не только компенсирует

ЭДС индукции в якоре электродвигателя, но и создает на валу двигателя момент, уравновешивающий силы трения в каждый момент времени.

Таким образом, предлагаемый способ управления позволяет «подкачивать» энергию в систему согласованно с величиной диссипативных сил, которые минимальны в положениях фиксации и максимальны в положении устойчивого равновесия.

Согласованность момента, создаваемого двигателем, с силами трения в системе в каждый момент времени обуславливает минимум тепловых потерь в приводе.

Способ управления приводом резонансного манипулятора, при котором перемещают исполнительное звено манипулятора из одного фиксированного положения в другое с помощью упругих элементов и приводного двигателя, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, движущий момент приводного двигателя формируют прямо пропорциональным скорости перемещения исполнительного звена манипулятора,