Устройство для управления суставом очувствленного дистанционного копирующего манипулятора

 

00 559820

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. ca,; ä-ву (22) Заявлено 14.03.74 (21) 2008590/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.05.77. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 22.07.77 (51) М. Кл. В 25J 11/00

Гкударствеииый комитет

Сввета Министров СССР пе делам изобретеиий и открытий (53) УДК 62: 52(088.8) (72) Авторы изобретения В. А. Васильев, Е. П. Политов, В. В. Шабаршов и А. Н. Ядыкин (71) Заявитель :" : - 0-"Л3 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СУСТАВОМ

ОЧУВСТВЛЕННОГО ДИСТАНЦИОННОГО КОПИРУ1ОЩ ГО

МАНИ ПУЛЯТОРА

Изобретение относится к манипуляторным устройствам и может быть использовано при создании систем управления очувствленными дистанционными копирующими манипуляторами.

Известны устройства для управления суставом очувствленных дистанционных копирующих манипуляторов (1). Манипулятор с управлением по положению исполнительного органа и обратной связью по нагрузке имеет сравнительно малую зону обслуживания и неудобен в работе, что приводит к быстрой утомляемости оператора.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для управления суставом очувствленного дистанционного копирующего манипулятора (2), содержащее датчик угла поворота задающего органа, подключенный к первому входу первого сумматора, привод задающего органа, вход которого подключен к выходу второго сумматора, а выход по нагрузке подключен к первому входу второго сумматора, к второму входу которого подключен выход по нагрузке привода исполнительного органа, вход которого соединен с выходом первого сумматора.

Недостатком этого устройства является ограниченность зоны обслуживания манипулятора линейными размерами задающего и исполнительного органов и антропометрическими данными оператора. Работа в тех участках зоны обслуживания манипулятора, где рука оператора занимает неестественное положение в пространстве, утомляет оператора.

Цель изобретения — расширение зоны обслуживания манипулятора при ограниченной рабочей зоне задающего органа.

Это достигается тем, что устройство содер10 жит задатчик сигнала смещения, выход по углу поворота которого соединен с вторым входом первого сумматора, а выход по синусу угла поворота соединен с третьим входом второго сумматора.

15 На чертеже показана функциональная схема устройства для управления суставом очувствленного дистанционного копирующего манипулятора.

Схема содержит датчик 1 угла поворота

20 задающего органа, сумматор 2, привод 3 исполнительного органа, привод 4 задающего органа, сумматор 5, задатчик 6 сигнала смещения с выходамп по углу поворота и синуса угла поворота.

25 Устройство работает следующим образом.

Оператор воздействует на задающий орган, который поворачивается в суставе на угол, измеряемый датчиком 1 угла поворота задающего органа. Сигнал, пропорциональный уг30 лу поворота задающего органа, с выхода дат559820

1О

ЗО

45 кл. В 25 I 11/00, чика угла поворота задающего органа поступает на первый вход сумматора 2, с выхода которого подается на вход привода исполнительного органа 3, отрабатывающего входной сигнал. Сустав исполнительного органа поворачивается на тот же угол. При этом на выходе по, нагрузке привода исполнительного органа 3 вырабатывается сигнал, пропорциональный нагрузке на исполнительном органе, поступающий на второй вход сумматора 5.

Сигнал с выхода сумматора 5 подается на вход привода задающего органа 4, который отрабатывает этот сигнал и выдает с выхода по нагрузке на первый вход сумматора 5 сигнал, пропорциональный нагрузке на задающем органе.

Привод задающего органа 4 отрабатывает входной сигнал до тех пор, пока алгебраическая сумма сигналов на первом и втором выходах сумматора 5 не станет равной нулю.

При этом оператор испытывает отраженную нагрузку, пропорциональную нагрузке на»сполнительном органе. При необходимости оператор поворачивает рукоятку задатчика 6 сигнала смещения. Сигнал с выхода по углу задатчика сигнала смещения 6 поступает на второй вход сумматора 2, с выхода которого подается на вход привода исполнительного органа 3 и отрабатывается последним. Сустав исполнительного органа рассогласовывается относительно сустава задающего органа на заданный угол, в результате чего рабочая зона исполнительного органа смещается относительно рабочей зоны задающего органа, и зона обслуживания манипулятора увеличивается. Сигнал с выхода по синусу угла задатчика 6 смещения подается на третий вход сумматора 5, алгебраически суммируется с сигналом с выхода по нагрузке привода исполнительного органа 3, содержащим информацию о моменте от веса подвижной части сустава исполнительного органа вместе с информацией о нагрузке на исполнительном органе. Так как зависимость момента от веса подвижной части сустава исполнительного органа является функцией синуса угла поворота сустава в вертикальной плоскости, то для сустава качания, ось которого горизонтальна, сигнал задатчика 6 сигнала смещения с выхода по синусу угла пропорционален моменту от веса подвижной части сустава исполнительного органа, поэтому привод задающего органа

4 не отрабатывает этот сигнал, и оператор воспринимает отраженную нагрузку без искажения, зависящего от нового положения исполнительного органа.

При использовании изобретения расширяется приблизительно вдвое зона обслуживания манипулятора без снижения точности его работы, а также улучшаются удобства работы и повышается производительность труда оператора, благодаря сокращению в 1,5 — 2 раза энергетических и временных затрат на выполнение наиболее трудоемких операций в неудобной части рабочей зоны задающего органа.

Формула изобретения

Устройство для управления суставом очувствленного дистанционного копирующего манипулятора, содержащее датчик угла поворота задающего органа, подключенный к первому входу первого сумматора, привод задающего органа, вход которого подключен к выходу второго сумматора, а выход по нагрузке подключен к первому входу второго сумматора, к второму входу которого подключен выход по нагрузке привода исполнительного органа, вход которого соединен с выходом первого сумматора, отличающееся тем, что, с целью расширения зоны обслуживания манипулятора при ограниченной рабочей зоне задающего органа, устройство содержит задатчик сигнала смещения, выход по углу поворота которого соединен с вторым входом первого сумматора, а выход по синусу угла поворота соединен с третьим входом второго сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США Х 3280991, кл. 214 — 1, 28.04.64.

2. Авт. св. № 398386, 02.10,70.

559820

Составитель Э. Митрошин

Техред М. Семенов Корректор Л. Брахнина

Редактор Т. Рыбалова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1469/5 Изд. № 512 Тираж 1130 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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