Устройство для управления манипулятором

 

О П И С А Н И Е " 552184

Союз Советских

Социалистических

Pecny6nw

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕПЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.12.73 (21) 1977188/24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 30.03.77. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 07.07.77 (51) М. Кл е В 25J 13/02

Геоударственный комитет

Совета Министров СССР

Ао делам изооретений и открытий (53) УДК 62-531.4 (088.8) (72) Авторы изобретения В. А. Васильев, Ю. И. Кузьмин, В. В. Шабаршов и А. Н. Ядыкин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ

1;

Устройство относится к системам управления с использованием модели нагрузки для отражения усилий на управляющем органе.

Известен дистанционный манипулятор, содержащий задающий орган, связанный системой управления по положению с исполнительным органом и его физической моделью, датчики нагрузки которых подключены через систему,воспроизведения;нагрузки к задающему органу. Сигналы датчиков нагрузки физической модели исполнительного органа не компенсируют составляющую от трения в сигналах датчиков нагрузки исполнительного органа, что ограничивает точность воспроизведений нагрузки.

Известная система управления содержит последовательно соединенные датчик угла, следящий привод по углу, датчик нагрузки, следящий привод по нагрузке, выход которого совместно с входом датчика угла соединен с рукояткой оператора. Она не позволяет осуществить, точное воспроизведение нагрузки вследствие влияния сухого трения в приводе исполнительного органа.

Предлагаемое устройство отличается тем, что в нем для повышения точности воспроизведения нагрузки установлены блоки определения знака скорости, подсоединенные к датчику угла и выходу следящего привода по углу, и подключенный к выходам этих блоков

2 и выходу датчика нагрузки блок компенсации трения, выход которого соединен с входом следящего привода по нагрузке. Для повышения помехозащищенности устройства блок

5 определения знака скорости содержит блок вычитания и подключенный к его входу блок задержки, выход которого соединен с вторым входом блока вычитания.

Блок-схема устройства представлена на

10 чертеже.

Она содержит датчик 1 угла, следящий привод 2 по углу, состоящий из измерителя 3 рассогласования угла, электрогидропривода 4 и датчика 5 обратной. связи по углу, датчик 6 нагрузки, следящий привод 7 по нагрузке, состоящий из измерителя 8 рассогласования нагрузки, привода 9 отражения и датчика 10 обратной связи по нагрузке, блоки 11 и 12 вычитания, блоки 13 и 14 задержки, входящие в блоки 15 и 16 определения знака скорости, рукоятку 17 оператора, блок 18 компенсации трения, выполненный из реле 19 и 20, диодов

21 и 22, реле 23 и 24, размыкающих контактов 25 и 26 реле 19 и 20, диодов 27 и 28, диодного моста 29, инвертора 30, замыкающих контактов 31 и 32 реле 19 и 20, сумматора 33, источник 34 питания, В состав блока 18 компенсации трения входят размыкающие контакты 35, 36, 37, 38 реле 19, 20, 23 и 24 соотз0 ветственно, в состав задающего органа 39— 552184

3 привод 9 отражения, датчик 10 обратной связи по нагрузке и датчик 1 угла, а в состав исполнительного органа 40 — электрогидропривод 4, датчик 5 обратной связи по углу и датчик 6 нагрузки.

Устройство работает следующим образом.

Оператор через рукоятку 17 воздействует на задающий орган 39 и изменяет его положение относительно опоры. Датчик 1 угла при этом выдает управляющий сигнал, пропорциональный углу задающего органа, на измеритель Зрассогласования угла следящего привода 2 по углу. В полостях силовых цилиндров электрогидропривода 4 возникает перепад давлений, перемещающий звено исполнительного органа 40 в нужном направлении до тех пор, пока сигнал с датчика 5 обратной связи по углу в измерителе 3 рассогласования нс сравняется с сигналом датчика 1 угла. Перепад давлений измеряется датчиком 6 нагрузки и пропорционален приложенной к исполнительному органу нагрузке (как полезной, так и от трения). Сигнал с датчика 6 нагрузки поступает на измеритель 8 рассогласог,ания нагрузки следящего привода 7 по нагрузке, Привод 9 отражения отрабатывает

«ходнои сигнал до тех пор, пока сигнал с датшка 10 обратной связи по нагрузке ие сравняется в измерителе 8 рассогласования с ëoäíûì сигналом. При этом оператор на рукоятке 17 испытывает отраженную нагрузку, пропорциональную нагрузке электрогидропривода 4. Сигналы с датчика 1 угла и датчика 5 обратной связи по углу задерживаются в блоках 13 и 14 и сравниваются в блоках 11 и 12 вычитания с текущим значением сигнала, таким образом, на выходах блоков 15 и 16 определения знака скорости непрерывно вырабатываются сигналы, знаки которых соответствуют определенным направлениям скорости изменения углов исполнительного и задающего органов. В зависимости от знака скорости исполнительного органа 40 срабатывают через диоды 21 или 22 реле 19 или 20 и подключают на входы Вх, или Вх сумматора

33 через контакты 31 или 32 напряжение сигнала компенсации нужного знака, получаемое с выходов диодного моста 29, входы которого запитаны прямым и инвертированным напряжением датчика 6 нагрузки. Инвертор

30 и диодный мост 29 подготовливают на

«ходах сумматора 33 напряжение компенсации нужного знака независимо от знака отраженного сигнала с датчика нагрузки. Таким образом, с помощью соответствующего коэффициента усиления, установленного по входам

Вх, и Вх в сумматоре 33, на вход измерителя 8 рассогласования поступает сигнал компенсации, соответствующий составляющей силы трения, пропорциональной нагрузке. Одно5

Го

4 временно через контакты 35 и 36 тех же реле с источника 34 двухполярного напряжения на входы Вх, или Вх сумматора 33 подаются сигналы компенсации, соответствующие, постоянной составляющей трения движения.

Трение в исполнительном органе, несмотря на сго неподвижность, оказывает влияние на величину отраженного сигнала, уменьшая его модуль, т. е. фактически нагрузка оказывается больше, чем в сигнале отражения. Этот фактор учитывается тем, что при неподвижном исполнительном и движущемся задаюшсм органах в зависимости от знака скорости последнего срабатывает реле 23 или 24 и через контакты 37 или 38 на входы Вх4 или

Вх; сумматора 33 с соответствующим коэф-, фициентом передачи поступает постоянное напряжение с источника 34 двухполярного напряжения и далее на измеритель 8 рассогласования нагрузки, Таким образом, обеспечивается подача сигнала компенсации, соответствующего постоянной составляющей трения покоя состава исполнительного органа.

Все это обеспечивает подачу на вход привода 9, отражения «чистого» сигнала полезной нагрузки, его отражение на рукоятке оператора и позволяет увеличить точность манипулирова ния.

Физико-механическое моделирование показало, что применение изобретения в одном из манипуляторов повышает точность воспроизведения нагрузки на 7 — 10 /о, что позволяет манипулировать более хрупкими предметами и повысить производительность манипулятора.

Формула изобретения

1. Устройство для управления манипулятором, содержащее последовательно соединенныс датчик угла, следящий привод по углу, датчик нагрузки, следящий привод по нагрузке, выход которого совместно с входом датчика угла соединен с рукояткой оператора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения нагрузки на рукоятке оператора, в нем установлены блоки определения знака скорости, подсоединенные к датчику угла и выходу следящего привода по углу, и йодключенный к выходам этих блоков и выходу датчика нагрузки блок компенсации трения, выход которого соединен с входом следящего привода по нагрузке.

-2. Устройство по п, 1, о т л.и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехозашищенности устройства, блок определения знака скорости содержит блок вычитания и подключенный к его входу блок задержки, выход которого соединен с вторым входом блока вычитания, 5,52184

Составитель А. Лащев

Редактор И. Грузова Техред М. Семенов Корректор Н. Аук

Заказ 3780 Изд ¹ 352,Тираж 1)27 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

МОТ, Загорский филиал