Устройство для управления дистанционным манипулятором

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ф ВТОРСКОММ СВИДИТЕПЬСТВМ

Coes Сааатсиих

Социвяистических

Республик (111 582960 (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 01.03.76 (21) 2329764/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05,12,77, Бюллетень №4

2 (51) М. Кл.

В 25 J 11/ОО

Гасударственный ноиитет

Совета Министров СССР оо делом изооретений и атнрытий (53) УДК 62-50 (088,8) (45} Дата опубликования описания 25.1277

В, Н. Белоусов, В, М. Баранов, Н, К. Виноградов, E„B. Григалюк, Л. H. Калинин, B, B. Софронов, В. Ф. Суслов я А, H. Шаров (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЦИСТАНЦИОННЫМ

МАНИПУЛ ЯТОРОМ

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при создании систем управления дистанционными манипуляторами.

Известно устройство для управления дистанционными манипуляторами, содержащее датчик угла задающего органа, сумматор, усилитель и п()ивод (11.

Однако оно не мо)),ет быть использовано для выполнения рабочих операций с объектами, на которьц наложены внешние связи.

Наиболее близким ll() технической сути к изобретению является, устройство, содержагцее последовательно соединенные электропривод, упругий элемент и датчик-момента, датчик угла задаюгцего органа, последовательно соединенные первый сумматор, усилитель, электрогидроусилитель, гидропривод и датчик давления, выход которого подкл)очен ко входу первого сумматора 121.

Однако это устройство имеет низкую производительность при выполнении рабочих операiiHH - () )üåêòàìí, имеющими внешние связи, так как при несовпадении траектории, задаваемой

»и.:ратором, с траекторией,;)бусловленной связямн обьекта, в суставах исполнительного органа возникни)т моменты сопротивления, в результа (-е действия которых может произойти либо )аклинивание механизма (если жесткость объекта выше жесткости исполнительного органа), либо )н)ломка объекта (если жесткость его мен)ппе, чем жесткость исполнительного органа)

11ечьк) изобретения является расширение области применения манипулятора.

Для этого в устройство включает последовательно соединенные датчик угла исполнительного органа и второй сумматор, выход которого через последовательно соединенные электропривод и датчик угла задающего органа подключен ко второму вх(эду второго сумматора, второй выход гидропривода соединен сп входом датчика угла исполнительного органа, а выход датчика момента подключен ко второму входу первого сумматора.

На фиг. 1 представлены кинематические схемы задан)щего 1 и исполнительного 2 органов, объект 3, траектория 4 задающего органа и траектория 5 объекта, обусловленная eI.n связями; на фиг. 2 изображена структурная схема устройства для управления дистанционным манипулятором, которая включает блок 6 (оператор), упругий элемент 7, датчик момента 8, электропривод 9, датчик )0 угла задак)щего органа, первый сумматор 11, первый вход к()тор(го подкл)очен к дагчику момента 8, а выход

2Ъ через последовательно соединении)е усилитель

582960

Формула изобретения

Устройство для управления дистанциойным манипулятором, содержащее последовательно соединенные электропривод, упругий элемент и датчик момента, датчик угла задающего органа, последовательно соединенные первый сумматор, усилитель, электрогидроусилитель, гидропривод и датчик давления, выход которого подключен ко входу первого сумматора, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения манипулятора, устройство

35 содержит последовательно соединенные датчик угла исполнительного органа и второй сумматор, выход которого через последовательно соединенные электропривод и датчик угла задающего органа подключен ко второму входу вто40 рого сумматора, второй выход гидропривода соединен со входом датчика угла исполнительного органа, а вйход датчика момента подключен ко втор0му входу первого сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 369020, кл. В 25 J 1/00, !971.

2. Авторское свидетельство СССР № 499108, кл. В 25 J 9/00, 1974.

12, электрогидроусилитель 13, гидропривод 14 и датчик давления 15 подключен ко второму входу первого сумматора 11, датчик угла исполнительного органа 16, вход которого подключен к выходу гидропривода 14, второй сумматор 17, первый вход которого подключен к выходу дат- 5 чика 10 угла, а выход через последовательно соединенные электропривод 9 я датчик угла

l0 подключен ко второму входу второго сумматора 17, и нагрузку 18.

Принцип действия устройства поясняется иа примере выполнения операции поворота объекта 3, жестко закрепленного в захвате исполни тельного органа, Перемещая залаюший орган 1 по траекто. рии 4, оператор 6 воздействует íà упругий элемент 7. Датчик момента 8 замеряет деформа- ts цию упругого элемента 7 и вырабатывает сигнал, пропорциональный силовому воздействию оператора 6. Этот сигнал поступает на первый вход первого сумматора. Если при этом траектория 4, задаваемая оператором, соответствует траектории 5, определяемой связями объекта 3, то на исполнительный орган 2 действуют моменты только от сил сопротивления движению, обусловленные массой объекта 3. Эти моменты замеряются датчиком давления 15.

Датчик давления 15 вырабатывает сигнал, соответствующий силовому воздействию на исполнительный сигнал 2. Сигнал датчика давления поступает на второй вход первого сумматора, где сравнивается с сигналом датчика мо- . мента 8. Сигнал разности поступает на усилитель 12, который формирует управляющее воздействие на привод исполнительного органа 2.

Управляющее воздействие поступает через электрогидроусилитель 13 на гидропривод 14.

В полостях гидропривода 14 создаются перепады давления, которые вызывают перемещение выходного вала гидродвигателя со скоростью, ропорциональной управляющему воздействию. Исполнительный орган 2 при этом переме.лается по траектории 5 объекта со скоростью, Ь ропорциональной разности силового воздеист. пя иа задающем 1 и исполнительном 2 opra- „

vэх.

В случае несовпадения траектории, задаваемой оператором, с траекторией объекта на исполнительном органе возникают. моменты не только от сил сопротивления движению, обус4

;:.явленных массой объекта 3, но и от реакции связей, обусловленных отклонением траектории оператора от траектории объекта. Эти моменты замеряются датчиком давления 15. Сигнал с

4 датчика давления поступает на первый сумматор, где сравнивается с сигналом датчика момента 8.

Усилитель 12 формирует сигналы управления приводом исполнительного органа, обеспечивая его движение по траектории объекта в сторону силового воздействия оператора. При этом скорость перемещения исполнительного органа по траектории объекта определяется как величиной разности силовых воздействий на задающем и исполнительном органах, так и величиной отклонения траектории, задаваемой оператором от траекторная объекта.

При перемещении исполнительного органа датчик угла 0 вырабатывает сигнал, соответствующий угловому положению звена исполнительного органа. Этот сигнал поступает ив первый вход второго сумматора, где сравнивается с сигналом обратной связи, поступающий от датчика угла 10. Сигналом разности управляется электропривод 9, который откручивает упругий элемент 7, сохраняя.его начальную деформацию, созданную оператором и пропорцир нальную скорости перемещения исполнительно го органа.

582960

А. Власенко

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 встав итела E. Политов

Редактор И. Марковская елреа О. Луговая 1горре«тоР

Заказ 4804/28 Тираж 114 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113(}35, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5