Устройство для управления манипулятором

 

Устройство относится к области робототехники и может быть использовано при создании сборочных роботов. Ц«лью изобретения является повышение быстродействия за счет обеспечения линейного закона управления положением исполнительного органа. Для этого в устройство введены задатчик скорости, второй пороговый элемент, элемент НЕ и элемент ИЛИ. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s В 25 J 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4829455/08 (22) 28,05.90 (46) 07,03.92. Бюл, М 9 (71) Владимирский политехнический .институт (72) Р, С. Вишняков и И. Н, Егоров (53) 621.229,72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1290247, кл. В 25 J 13/00, 1986.

Авторское свидетельство СССР

М 1321582, кл. В 25 J 13/00, 1988, Изобретение относится к области робототехники и может быть использовано при создайии сборочных роботов.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

На фиг. 1 представлена диаграмма изменения управляющего сигнала; на фиг. 2— функциональная схема устройства.

На схеме указаны задатчики 1-3 положения, усилия и скорости соответственно, первый, второй и третий сумматоры 4-6 соответственно, первый и второй коммутаторы 7 и 8 соответственно, блок 9 выделения знака„блок 10 умножения, первый и второй пороговые элементы 11 и 12 соответственно, датчики 13 и 14 усилия и положения соответственно, привод 15, исполнительный механизм 16, исполнительный орган 17, интегратор 18, элемент НЕ 19 и элемент

ИЛИ 20.

Устройство работает следующим образом.

Первый коммутатор 7 переключается сигналом; поступающим на второй вход. Если исполнительный орган 17 перемещается в свободной зоне, т. е. нет контакта с внешним объектом, то отсутствуют сигналы на выходах датчика 13 усилия и первого порого.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ (57) Устройство относится к области робототехники и может быть использовано при создании сборочных роботов. Целью изобретения является повышение быстродействия за счет обеспечения линейного закона управления положением исполнительного органа. Для этого в устройство введены задатчик скорости, второй пороговый элемент, элемент НЕ и элемент

ИЛИ. 2 ил. вого элемента 11. Первый коммутатор.7 коммутирует (т. е. соединяет с выходом) третий вход. Система замкнута по положению. Сиг- Я налом задания системы является сигнал, поступающий на вход сумматора 5, Z>

Формирование сигнала задания Ъад.г осуществляется следующим образом, Второй коммутатор 8 отключается (т. е. не коммутирует первый вход с выходом) в одном из двух случаев: когда сигнал Ъ д.г равен сиг° налу с выхода задатчика 1 положения 5ад или когда появляется сигнал на выходе первого порогового элемента 11, т. е. когда происходит контакт исполнительного органа 17 с внешним объектом.

1717338

БО

Если исполнительный орган 17 находится в свободной зоне, т. е. сигнал.с датчика

13 отсутствует, а следовательно, и отсутствуlîò сигналы с первого порогового элемента 11, То первый коммутатор 7 коммутирует (соединяет с выходом) третий вход. Система замкнута по положени о и коммутатор 8 коммутирует первый вход. Сигнал с задатчикэ 3 скорости, поступающий через второй коммутатор 8 на вход интегратора 18, накапливается интегратором 18 и выходной сигнал его Zasta.2, поступающий на сумматор

5, линейно возрастает, При этом сигнал

Езад.2 с выхода интегратора 18 сравнивается с Выходным сиГHGJloM Хлад зэдатчика Поло женил на сумматоре 6. Если Узэд.2<2зад, то на.выходе сумматора 6 существует сигнал, который нормируется вторым пороговым элементом 12 в сигнал, соответствующий логической единице, который инвертируется элементом НЕ 19. Таким образом, на обоих входах элемента ИГ1И 20 сигнал отсутствует, следовательно; сигнал отсутствует и на выходе элемента ИЛИ 20, Второй коммутатор 8 коммутирует первый вход, сигнал на выходе интегратора 18 Z»q.z линейно возрастает, система, замкнутая по положению, его отрабатывает. Как только сТВН8Т Еддд.2=Езад, на выходе сумматора 6 и на выходе второго порогового элемента 12 сигнал станет равным нулю. Тогда на выходе элемента НЕ 19 появится единица, которая через элемент ИЛИ 20 отключает второй коммутатор 8 (момент времени t* на фиг. 1), и рост сигнала Z>aq.z прекратится.

Допустим, в некоторый момент време. ни произойдет контакт исполнительногооргана 17 с внешним Объектом, а сигнал задания по положению еще не отработан, T. e. .зад.z < зад. При этом появятся сигналы на выходах с датчика 13 усилия и первого порогового элемента 11, которые переключат первый коммутатор 7, и система замкнется.по усилию. Зтот же сигнал, т. е. сигнал" с выхода первого порогового элемента 11, 45 поступает на второй вход элемента ИЛИ 20 и отключает второй коммутатор 8. Сигнал на входе интегратора 18 станет равным нулю, а сигнал на выходе интегратора 18 Хамад.z (меньший сигнала Е»д, так как перемещение еще не отработано) фиксируется, т. е. поддерживается на уровне, соответствующем моменту переключения системы с управления положением на управление усилием. При обратном переключении, Т, е при переключении с управления усилием на управление положением, сигнал 5 дд начнет увЬличиваться с этого фиксированного уровня.

Таким образом, предложенное устройство, как и прототип, позволяет фиксировать сигнал задания положений на уровне, соответствующем координате исполнительного органа 17 в момент касания с внешним объектом. В то же время, в данном устройстве при переключении системы нэ слежение положения сигнал-задания, поступающий с выхода интегратора 18 на сумматор 5, изменяется линейно (т. е. линейно возрастает) в отличие от прототипа, в котором аналогичный сигнал изменяется по экспоненциальному закону, Это обеспечивает движение исполнительного органа по линейному закону (э не по экспоненциальному, как в прототипе), что приводит к повышению быстродействия и производительности работы устройства для управления манипулятором.

Формула изобретения

Устройство для управления манипулятором, содержащее задатчик положения и последовательно соединенные задатчик усилия, блок умножения, первый сумматор, первый коммутатор и привод, кинематиче- . ски связанный через исполнительный механизм с датчиком положения и исполнительным органом, который кинематически связан с датчиком усилия, подключенным выходом к второму входу первого сумматора и через первый пороговый элемент к второму входу первого коммутатора, третий вход которого соединен с входом блока выделения знака, выход датчика положения подключен через последовательно соединенные второй сумматор и блок выделения знака к второму входу блока умножения, а выход второго коммутатора подключен через интегратор к второму входу второго сумматора и. первому входу третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом.задатчика положения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит задатчик скорости и последовательно соединенные второй пороговый элемент, элемент НЕ, элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого порогового элемента, а выход — к первому входу второго коммутатора, соединенного вторым входом с выходом задатчика скорс1- сти, а выход третьего сумматора подклюЧен к входу второго порогового элемента.

Составитель Е. Политов

Редактор Л, Гратилло Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцова

Заказ 838 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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