Очувствленный дистанционный копирующий манипулятор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (61) Д(ополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.07.73 (21) 1949680 25-8 (51) Ч Кл В 25 т 304 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.02.76. Ь!оллетс!!ь Ле 5 (45) Дата опубликования описания 1!.08.76

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 62-220.72 (088.S) (72) Авторы изобретения

Е,. А. Васильев, Ю. И. Кузьмин, В. И. Кулешоз, В. В. Ц1абаршов и А. h. Ядыкин (71) Заявитель (54) ОЧУВСТВЛЕИНЫЙ ДИСТАНЦИОННЫЙ

КОПИРУЮЩИЙ МАНИПУЛЯТОР

Изобретение относится к манипулято рнызл устройст вам с дистанционным управлением и может быть использовано п ри,созда!!ии очувотвленных малипуляторо!в.

Известны манипуляторы, содержащие исполнительный орган «ИО» и задающий орган

«30», включающие в себя последовательно соединенные звенья, .в том числе, звенья;кисти, приводы суставов, упругие элеме!нты, измерители их дефо рмации, датчики углов.

Не!достатком из|вестных очувствленных ди станционных копирующих манипуляторов язляется сложность и промоздкость конструкции <.30», т. к. датчики усилий, упругие зле>!еп "LI H H31v/ppH fo H пх деформации установл.;!ы в каждом суставе «30». К роме того, !! л "д=içèo трения IB суставах «30», деформац:!и упругих элементов и "игналы их измерителей не соответствуют действующим усилиям оператора, что ведет к снижению точности воспроизведения усилий,на исполнительном органе, Целью предлагаемого изобретения является упрощение конструкции задающего органа с!анипулятора и увеличение точности воспроиэведспия усилий па исполнительный орган.

Постановленная цель достигается тем, что

>!с>яду двумя к>!стезыми суставами «30» у=та;!озлсп шсстистепенной датчик усилий и мoìс:!тс"., выходы которого связаны с соотзетству!ощими входами вычтсслит льного устройспва.

На фиг. 1,показана схема ш. стистепе!.но-, го дат-IHK3 усилий и моментов, где 1— упругие элементы, 2 — 7 — измерители деформации, 8 — подвижное звено, 9 — .неподзижпос ззено.

На фиг. 2 изображена .функциональная схема:системы управления ьманипуляторным

10 устройством, где 8 — подвижное звено, 9— .:еподвижное звено, 10 — сустав задающего орга>!а, 11 — шестистепенной,датчик усилий и моментов, 12- 17 — суста вы задающего органа, 18 — привод сустава задающего органа, 19 — датчик угла зада!ощего органа, 20 — вь!числительное устройство, 21 — 26— су стазы исполнительного оргат!а, 27 — прпзод сустава т!спол:!ительного органа, 28 — датчик угла иаполнительного органа, 29 — дат шк момента испол!штельного органа.

Шестистепен|ной датчик усилий и |моментоз 11 вкл!очает ia себя упругие элементы 1 и измерители их деформации 2 — 7. Упругие элем =нты 1 од>!им концом шар пи р>!о соед!í":!ы с неподвижным звеном 9, а другим — с годзижным ззет!о!! 8. Измерители дефозмац!!л

2 — 7 сооди .!сны с подвижным и .неподвиж".Ым зз"-ньями 8 и 9 параллель lo упругим эле:,.o:lт!п! 1. лада!ощий оргас! предлагае.,!ого мап. :пу30 ля-.ора содержит последовательно сосд!",!еп501864

25

:ные суставами 10, 12 — 17 звенья;кисти, предплечья, плеча и каждый |суста|в 12 — 17 задан>щего оргаoà состоит из привода сустава 18, датчика угла 19, являющегося датчико м обратной связи по,положению.

Между двумя кистгвыми,суста вами 10 и

12 задающего органа устансзлел шестистс,пенной датчик усилий и моментов 11, неподвигжног ззегно 9 которого соединено с,суста1вом 12, а,подзижлое звено 8 — с суста|вом

10 (схватом). Выходы ше, тистгпгплого датчика усилиГГ и моментов 11 соединены со (BY0дами вычислитель ного устройства 20,:выходы которого, .в свою очередь, соединены со входами приводов 27 соответсгвующих суставов

21 — 2б ис11олн:1тельпого органа. 1(аждый из суставов 21 — 2б исполнГ1телы ого органа содержит привод 27, датчик момента 29. являющийся датчиком обратной связи в системе передачи усилий, II датчик угла

28, выход которого связан со входом привода

18 соответствующе: о суста вя 12 — 17 задаю. щего органа.

Мянилулятор работает следующим образом. Усилия или моменты, создаваемые оператором, через,порви>кное звено 8 деформи руют упругпг элемелты 1 шестистеле11иого датчика усГ1лпй и моментов 11.

СГГгналы, пропорциональные деформации упругих элемезтов 1, с выходов измерителей деформации 2 — 7 подаются .на входы вы<1ислитгльног0 устройст ва О, которое формирует напряже 1пя ла входы .приводов 27 суставов

21 — 28 «ИО», про|порцио 1альные усилиям, создавяэмым оп.ратором m каждом из сустазов

12 — 1! задгпощего органа. Приводы 27 каждого пз =уставов 21 — 26 «ИО» отрабатывают ,постуна1ощи" напряжения до тех пор, .пока онн !I -ргзня1отся с иглалами датчиков моГмента 29 «ИО».

Зд:: ь iмoжгт быть двя характерных случая: либо ззенья «ИО» не встречают преграды и нг подвергяк>тся воздействию нагрузки и тогда происходит свободное .движение «ИО», т. к. сигнал обратной связи по нагруз.ке ра вен нулю, либо в некотором положении «ИО»

Зо

45,подвергается такому .воздействию згнешней нагрузки от объекта манипулирования, что си" ràìà придет в,равновесие и «ИО» останозится. В Гпобом случае при д1вижепии «Èλ изменения положения з1веньев измеряется датчиками углов 28 «ИО», сигналы,с которых поступают на входы:приводав 18 соотзетсгвующих суставов 12 — 17 задающего органа, при этом, последний отслеж14вает,положение

«ИО» до согласования сигналов датчиков угла 28 с,сигнала ми датчико в угла 19 задающего органа. Изменение положения звеньев

«30» 0Tносительно друг, друга, основания

«30» и руки оператора приводит .к деформации других элементов 1 шести-TpïåíI!îãо дат1ика 11, нагрузка передаевся ГГа руку оператора и на ней во Г.роизводится усилие, дейст ву10щее ла «И|0». Таким образом, исполнительный и задающий органы по желанию оператора,совершают IIBIIpBIBленные движения и раз ви вают необходимые статические усилия, приложенные к объекту манипулирования.

Формул а изоб|р етелия

0 1увст вленный дистанционный копирующий манипулятор, содержащий задающий и и сГ1олнительный орган," кистгвыми суставами,,да гчики моментов (усилий) и датчики обратГГой,с вязи ir10 положению на задающем оргазе,,датчики положения и датчики обратiHoI1 связи по <моменту (усилию) в,суставах исполнительного органа, соедине1п1ые систеМОЙ упра вления Г10 !IIOЛОЖBHи10 и моменту (усилию), имеГощей вычислителыое уcTtpoHство, со вхс1да ми котсрого Гсоединглы выходы датчикоB обратной связи по,положению, а с выходами авяза ны:приводы суставов исполнительного органа, от ли ч а ю щ и й,с я тем, что, с целью уп рощения,конструкции задающего органа и увеличения точности воспроизведения усилия,на иополнительнс м органе, мг>кду двумя кисте выми суставами задающеr0 орга на установлен шестисте пен1ной датчик усилий и моменто в, выходы которого соединены с,соответствующими входами зычислительного устройства.

501864

Составитель А. Арапов

Техред В. Рыбакова

Редактор T. Зенбицкая

Корректор В. Гутман

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент>

Заказ 714/904 Изд. № 302 Тираж 1067 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5