Привод для сустава задающего органа копирующего манипулятора
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
<оеар Советских
Социалистических
Республик (11) 5112()1 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 26.12.74(21) 2088858/24 с присоединением заявки Л (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.04.76,Бюллетень ЛЪ 15 (45) Дата опубликования описания06.07.;6 (51) М. Кл. В25 11!00
Ж=Ф
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 62-50 (088. 8) (72) Авторы изобретения
В, С. Кулеи:эв и А (71) Заявитель Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени высшеса техническое у-чилище им. Н. 3. Бауман . (54) ПРИРОД QJIH СУСТАВА ЗАДАЮЩЕГО ОРГАНА
КОПИРУЮЩЕГО М А НИПУЛЯ ТОРА
Изооретение DTносится к копирующим манипулятэрам и может быть использовано в системах автоматического регулирования, имеющих главнук обратную связь по силовому воздействию со стороны объекта регулирования.
Известны приводы для суставов =-адающего органа копирующего манипулятора, содержащие последовательно соединенные датчик нагрузки, первый сумматор, второй ð сумматор, усилитель-преобразователь, электродвигатель, необратимый редуктэр и упругий элемент, параллельную упругому элементу подсоединен датчик усилия оператора, выход которого соединен со вторым 15 входом первого сумматэоа, а к,выходу электродвигателя подключен датчик скорости.
Однако в известных устрэйствах существуют ошибки в ощущениях отраженного 20 усилия оператэра и снижение коэффициента передачи привода, вызванные нелинейностью характеристики неэбратимогэ редуктора, эбусловленной различием в потерях на трение в зацет1лении самэтэрмозящегося ре- 25 дуктора, при движен1ги в тяге зо» режи1»о и режиме оттэрмаживания.
Цель изобретения — g ió ö. ить инамические характеристики привода, Это достигается тем, чтэ привод с 1держит кэмпенсатор трениянеобратимогэ редуктора, соэтвет ствуюшие входы кэторогэ соединены с выхэдак и первого г . м=тора, датч1.ка скорости, датч;1ка ус . ия оператора 1 датчика н=-грузки, а в 1хэд подключен . втором Exýäó второго сумматора, На чертеже пока;1ан-. функсп1онал»и схема привода, кэтэрьи" содерн;11т усlI:иlтель-преобразэв-тел 1, электоэдвигател1»
2, неоэратимый ред1 кт 0р Э с дни;1к1иче»»I ским передаточным отношение» ч
I (, ЕСЛИ Д,t1 I lIIIII, + J< и -, 1," <0 у ( — ecn а, .- (т.,i!-;,;:13 > о,, 1 1 где Я i — угол пэворэта в:ла дв1га1 толя:
4 ( и" и пэвэрот а в Iход 101 э ва,.а л.„, С11 .;
511201 угoë пзвэрота BB IQ эператзра;
2 i
)" ; — момент, развиваел;ый двига1 телел:;
Мзл1ЕНт, РаЗВИВаЕМЫй DIIEPB5 т зрзл.;
Hq(tI- л.ЭМЕНт На уПруГЗМ ЭЛЕМЕНТЕ;! е2 мзмент инерции масс, связанных с выходным валом ре10 дукт эра.; мзмент инерции масс, связанных с валом оператора; мзмент инерции масс, связанных с двигателем; сигнал, прзпэрцизнальный
1
7 уси BIIo, развцваемзму нагруз4 кой; (-,",— сигнал управления двигателем, упругий элемент 4, датчик 5 скзрзсти, датч>:к 6 усилия зператзра, ко)пенсатзр тpefTHF. необратимзгз редуктзра 7 с коэффициентом передачи
$, есПи U (t U„! t, <0 или x(t) U„(t) < O
1 = > если И, (1) u„(t»O или Х® У> (1))П
0 если IJ „ t) =0 н /Хй) (« — (К,); = — lр/(y, )
К вЂ” коэффициент усиления прямого тракта системы; — передатзчное зтнзшение редуктэра; — к, и, д. тягэвогэ режима редуктора
P — коэффициент зттэрмажива ния редукт эра;
Li (tI- сигнал датчика скорости;
Д ()- сигнал датчика момента;
30
Х® — рассогласова ние системы; датчик 8 нагрузки.
Привод рабэтает следующим эбразэм.
На исполнительный орган копирующего манипулятора воздействует постоянное усилие (подвешен груз) . При этом предпэлага ется, что величина этэго усилия пэзволяет оператору удерживать систему неподвижно. Сигнал с датчика 8 нагрузки поступает на кэмпенсатор трения необратимого редуктора 7, коэффициент передачи которого равен нулю, В канале зшибки появляется сигнал рассогласования л()I-О, так как начальный м зме нт времени X(k) =g (t) -У (1), 40
55 где U<(t) — — О
Электродвигатель 2 начинает отрабатывать рассогласэванис, закручивая упругий элемент 4, а измеритель erD деформации — датчик 6 усилия зператзра выдает сигнал pt„!1) р О TBK 60
4 как закручивание упругэгэ элемента происходит в тяговом режиме, TD выпзлняется условие X(t Uq(1)(О ij<(t, СО и при ((. >
Х(с- > через кзмпенсатэр трения незбратимзгз редуктзра 7 подается сигнал управления BD вхэднзму воздействию. Величина этзгз управления компенсирует потери на трен:, в зацеплении самэтзрл".ззящегзс я репу. зра при движении B тяговзм режиме. Если в результате перерегулирзвания величина Х; —, сменит знак, тэ наступает режим эттормажпвания, выполняется условие Х(t): ),„,4 О, и кзмпе Сатэр трения необратим згэ редуктора 7 переключается, подавая сигнал управления, компенсирующий пзтери HB трение B зацеплении при движен и> в режиме зттзрмаживания.
Если для данной реализации выбрана зона нечувствьтельнэсти величиной в g, тэ рабэта привода начинается толькс тогда, когда (У.,"., .>Я . Выбор величины и будет зпределять зону нечувствительности системы и ошибку зператэра. Как тэлькз рассзгласзвание будет зтработанэ и привод DcTBIIDBIT выпэлнится условие
U, =. О и >.",. I<(7i0 и управление по я вхзднзму взздействию будет выключенз.
Г: иал 5 > равнения электрздвт гателе . 2
o ; от р вен 2 с -,х, с > <с . Если с выбранз pQBIIL"ì О, TD Ii Д". — 0 . Электродвигатель 2 прпвзда B равпзвеснзм сзстзянии будет потреблять энергI þ, огределяел".5ю заданнзй величиной Я, и разгружен при помощи самотормзжония редуктора. В режимах, когда DL ибка систсмы равна нулю, а система движется, режим работы ксмпенсатзра трения неэбратимзгз редуктора 7 эпределяется знаком сигнала датчика 5 cKDpocTp. Ii датчика 6 усилия оператора.
Формула из обретения
Привод для сустава задаюшегo органа кзпируюшего манипулятора, содер>евший последовательно сэединеннь.е датчик нагрузки, первый сумматор, второй сумматор, усилитель-преобразователь, электродвигатель, необратимый редуктор и упругий элемент, и араллельно упругому элементу подсоединен датчик усилия оператора, выход которогэ соединен cD втэрым входом первого сум..атора, а к выходу электродвигателя подключен датчик скорэсти, о т л и ч а ю ц. и и с я тем, что, с целью улучи ения динамических характеристик привода, эн содержит ком— пенсатор трения необратимого редуктора, соответствующие входы которого сэедине511201
Изд. М / Я3 Тираж
HHHHHH Заказ 3
Подписное
Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24, ны с выходами первого сумматора, датчика скорости, датчика усилия оператора и датчика нагрузки, а выход подключен к второму входу второго сумматора.
