Устройство для управления дистанционным манипулятором

 

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании дистанционных манипуляторов. Целью изобретения является повышение надежности за счет обеспечения защиты исполнительного органа от поломок. Для этого в устройство введен блок элементов согласования, обеспечивающий переключение режима работы устройства при управлении от задающего органа и при работе на упор. 1 з.п. ф-лы, 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (л) В 25 J 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬПИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6i) 1355481 (21) 4411772/08 (22) 18.04.88 (46) 23.05.91. Бюл. М 19 (72) В.П,Березкин, M.Ñ.Ãóäêîâ, Л.M.ËåâøèH и Н,Ф.Зенэинов (53) 621-229.72 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1355481, кл, В 25 J 13/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДИСТАН ЦИОН Н ЫМ МКНИПУЛЯТОРО У1

Изобретение относится к робототехнике, может быть использовано при создании дистанционных манипуляторов и является усовершенствованием устройства по авт.св.

hL 1355481.

Цель изобретения — повышение надежности эа счет обеспечения защиты исполнительного органа от поломок.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

На схеме указаны: задающий орган 1, блок 2 нелинейных преобразователей, блок

3 нелинейных преобразователей, первый 4 и второй 5 блоки сумматоров, соответственно сумматоры 6, блок 7 логического дифференцирования, дифференциаторы 8, блок 9 элементов согласов-ния. элементы 10 согласования, блок 11 интеграторов, интеграторы 12, блок 13 приводов, приводы 14, исполнительный орган 15, компараторы 16, первые 17 и вторые 18 ключи. сумматоры 19 и 20, двигатели 21, датчики 22 положения.

Устройство работает следующим образом.

Работа устройства на границе свободной зоны определяется режимом работы следящих приводов 14, которые работают

„„5Ц„„165G427 А2 (57) Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании дистанционных манипуляторов. Целью изобретения является повышение надежности эа счет обеспечения защиты исполнительного органа от поломок, Для этого в устройство введен блок элементов согласования, обеспечивающий переключение режима работы устройства при управлении от задающего органа и при работе на "упор". 1 з.п. ф-лы, 1 ил, либо в двух режимах управления (позиционном, скоростном) от задающего органа 1, Я либо в режиме работы "Упор", когда выходной вал двигателя 21 заторможен, т.е, не имеет возможности перемещаться из-эа жесткого внешнего воздействия. Изменение режима работы привода 14 основано на анализе абсолютной величины ошибки слежения двигателя 21 эа управляющим сигналом с интегратора 12.

Сигнал ЛХ ошибки слежения снимается © с выхода сумматора 20, т.е. с второго выхода (Я следящего привода 14. При отсутствии С внешних жестких воздействий абсолютная ф, величина ошибки слежения не превышает значения

К„™кс

2 где К1 — коэффициент пропорциональности: ЬЭ

К2 — произведение коэффициентов передачи сумматора 20, двигателя 21 и датчика 22; axe — абсолютное значение максимальной скорости выходного вала двигателя 21.

Величина ошибки слежения даже на максимальной скорости в правильно спроектированном следящем приводе 14 не превышает десятых долей градуса, При работе в режиме "Упор" величина ошибки может достигать единиц или даже десятков градусов. Таким образом, превышение величины ошибки Л Х значения, определяемого выражением (1}, служит фактором для перехода работы следящего привода 14 из режима работы от задающего органа 1 в режим рабаты "Упор", От задающего органа 1 устройство работает следующим образом. Оператор, воздействуя на задающий орган 1, вырабатывает сигнал U>v„>, который поступает на блок 3 типа "зона нечувствительности" и на первый вход сумматора 6 блока 4. Если абсолютная величина сигнала U» 1 находится в пределах зоны нечувствлтельности, то этот сигнал через сумматор 6 блок- 4 подается на вход логического дифференциатора 8, В логическом дифференциаторе 8 сигнал U»,1 дифференцируется и его знак сравнивается са знаком полученной производной 0».1, Если знаки 0»,, и U».1 совпадают, то сигнал производной U»,) через сумматор G блока 5, нормально замкнутый ключ 17 и сумматор 19 подается на интегратор 12, выходной сигнал которого отслеживается следящим приводом 14, т:е. угловое положение звена (I-é степени подвил<ности) исполнительного органа 15 изменяется на величину, пропорциональную значению силовога воздействия оператора на задаюгций орган 1.

Если абсолютная величина сигнала

Uox 1 находится за пределами зоны нечувствительности блока 3, а знаки само о сигнала

U».1 и его производной разные, на выходе логического дифференциатора 8 сигнал отсутствует. Сигнал на выходе интегратора 12 не меняется и не меняется угловое положение соответствующего звена исполнительного органа 15, Если абсолютная величина сигнала превышает зону нечувствительности блока 3, например, на величиIIó

h Uâõ.1 = Uo<.— Uox.1, где Оа1 — значение зоны нечувствительно сти блока 3, то на выходе блока 3 появляется сигнал 0з, пропорциональный сигналу

Л Овх.1. Сигналы 13»,1и Бз подаются на блок

4 с разными знаками, поэтому на выходе блока 4 выделяется сигнал, по величине совпадающий со значением зоны нечувствительности блока 3 Uo>, т.е, неизменный по величине, тогда сигнал на выходе логического дифференциатора 8, подаваемый на второй вход второго сумматора 6 блока 5, равен нулю. На его вь1ходе сигнал пропорционален сигналу Бз1, который через нормально замкнутые контакты кл1оча 17 и сумматор 19 подается на интегратор 12. На выходе интегратора 12 сигнал изменяется со скоростью, пропорциональной величине

Оз1. Поэтому соответствующее звено исполнительного органа 15 перемещается со скоростью, пропорциональной превышению силового воздействия оператора на задающий орган некоторого порогового значения.

В режиме работы "Упор" следующего привода угловое положение двигателя 21 не зависит ат воздействия оператора на задающий орган 1, Здесь ошибка а Х слежения превышает величину по выражению (1) и происходит срабатывание двухпороговага компаратора 16. Его выходной сигнал размыкает нормально замкнутые контакты ключа 17 и замыкает нормально разомкнутые контакты ключа 18, При этом сигнал

ЛХ через сумматор 19 поступает на вход интегратора 12, Выходной сигнал интегратора начинает изменяться да тех пор, г|ока значение ошибки Л Х не станет удовлетворять условию (1). После этого ус ройство переходит в режим работы следящего привода 14 от задающего органа 1 без возможны„ поломо"; исполнительного органа 15.

Паименение изобретения позволяет при соударении исполнительного органа с абсолютно жестким препятствием типа

"стена", "упор" и т.п. исключить ега поломку, так как время действия ре=ê.ö,èè со стороны препятствия очень мало и апоеделяется быстродействием переключения ключей блока 9 согласования.

Формула изобретения

1. Устройство для управления дистанционным манипуляторам по авт.св, ¹1355481, а т л и ч à а щ е е с я тем, что, с целью павышени"". надежности устройства, оно дополнительно содержит блок элементов согласования, через который выходы второго блока сумматоров соединены с входами блока интеграторов, а вторые входы блока элементов согласования подключены к DTo" рым выходам блока приводов, 2. Устройство па п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждый элемент согласования содержит первыл ключ и последовательно соединенные компаратор, второй ключ и сумматор, выход которого подключен к выходу элемента согласования, а второй вход — к выходу первсго ключа, соединенного первым входом с псрвым входом злемен1650427 та согласования, а вторым входом — с выхо- . к второму входу второго ключа и к второму дом компаратора, вход которого подключен входу злемента согласования.

Составитель Е. Политов

Редактор Н. Тупица Техред M.Mîðãåíòýë Корректор B. Гирняк

Заказ 1573 Тираж 474 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Ргушская наб., 4/5

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