Устройство для управления адаптивнымроботом

 

)".! !Я. в

Лф еъ= .,у .:-ф, -1ф -,,,, ккл ие .1 а

Союз Соаетскнк

Соцналнстнчесннк

Республик

ОП И

ИЗОБРЕТЕНИЯ

J

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительмое к авт. свид-ву(22) Заявлено 130479 (21) 2752721/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.з

G 05 В 15/00

В 25 J 13/00

Государстаениый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 230181. Бюллетень ИЯ 3

Ь

Дата опубликования описания 2 30181 (53) УДК б 2-50 (088.8) (72) Автор изобретения

O.Ô.Ìåíüøèõ (71) заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АДАПТИВНЫМ

РОБОТОМ

Изобретение относится к технической кибернетике и автоматизированным системам управления и может быть использовано при создании устройств для управления адаптивным роботом, например, обслуживающим конвейерную линию

Известное устройство для управления адаптивным роботом, содержащее блок памяти, спецпроцессоры, телевизионную передающую камеру, дисплей, преобразователи, блок печати и блок управления приводами исполнительного органа робота, является черезвычайно слож— (1 ).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее первый излучатель и последовательно соединенные диссектор, Формирователь 20 строб-импульсов, преобразователь угол. код, вычислитель координат, блок па» мяти и управляющий блок, первый выход которого соединен со входом привода вертикального перемещения рабочего стола, второй выход — co входом привода конвейера, а третьи выходы - со входами приводов исполнительного органа робота, а также привод и датчик вращения рабочего стола (21. ЗЦ

Недостатком этого устройства является наличие вращения рабочего стола.

В целях увеличения быстродействия уст» ройства необходимо повышать угловую скорость вращения рабочего стола, а это приводит к снижению устойчивости положения объектов на вращающемся рабочем столе под действием центробежных сил.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит оптически связанные второй излучатель и приемник, а также привод вращения диссектора и датчик вращения диссектора, выход которого подключен ко второму входу вычислителя координат, второй вход управляющего блока соединен с выходом приемника, а четвертый выход — со входом привода вращения диссектора.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит первый излучатель 1, выполненный в виде кольцевой конструкции, рабочий стол 2 (например, в виде отрезка конвейерной линии), объект 3 манипулирования, лента 4 конвейера, стыкующаяся с рабочим сто798710 лом, привод 5 вертикального перемещения рабочего стола, диссектор 6> формирователь 7 строб-импульсов, преобразователь 8 угол-код, вычислитель 9 координат, блок 10 памяти, управляющий блок 11, приводы 12 исполнительного органа робота, исполнительный орган 13 робота, датчик 14 вращения диссектора, привод 15 вращения диссектора, второй излучатель 16. приемник

17, привод 18 конвейера. !О

Устройство работает следующим об разом.

При расположении объекта 3 манипулирования на рабочем столе 2 изображение видимой части первого излуча- теля 1 формируется на фотокатоде диссектора 6 в виде прерывистой светлой линии, считывание которой периодически сканирующей электронной щелью диссектора приводит к возникновению на его выходе периодического широтноимпульсного сигнала. Информация об углах визирования начальной и конечной границ объекта 3, затеняющего собой соответствующие части излучателя 1 иэ точки наблюдения (точки ок- 25 ружности, относительно которой вращается главная плоскость объектива диссектора 6), сосредоточена во временном положении фронтов и спадов импульсов в укаэанной периодической щ последовательности широтно-импульсного сигнала. Положение фронтов и спадов чередуется, что позволяет разделять их и Формировать соответствующие последовательности строб-импульсов для совокупности фронтов и спадот с помощью формирователя 7 строб-импульсов. Временное положение этих . строб-импульсов в условиях привязки начала отсчета времени в пределах каждого из периодов сканирования дис 4О сектором 6 однозначно характеризует азимуты начальной и конечной границ визирования объекта 3 с данного ракурса, угловое положение которого задается с помощью датчика 14 враще- 4$ ния диссектора. Значение этих азимутов преобразуется в двоичный многоРазрядный код в преобразователе 8 угол-код. Преобразование системы отсчета (иэ вращающейся в неподвижную) gp и вычисление координат вершин описанного многоугольника вокруг выпукло-преобразованного контура объекта 3 в плоскости его зрительного сканирования диссектором 6 (эта плоскость образуется плоскостью расположения излучателя 1 кольцевого типа и оптической оси диссектора 6) осуществляется в вычислителе 9 координат, на первый вход которого последовательно поступает информация 60 в кодовом представлении об азимутах линий визирования начальной и конечной границ объекта (раздельно по ти пам границ визирования), а на второй вход — информация о преобразовании Я вращающейся системы отсчета, т. е. об угле ракурса наблюдения рабочей зоны диссектором 6.

В вычислителе 9 координат определяются координаты точек пересечения ука-.анных групп смежных пар линий визирования объекта. Эти данные передаются в блок 10 памяти, в котором они запоминактся и реконструируют некоторую ломанную прямую, огибающей которой является выпукло-преобразованный контур объекта, положение которого (форма и ориентация) однозначно известно в заданной системе отсчета рабочего стола 2.

Соединение отсчетов указанных групп ломанных прямых (раздельно для отсчетов начальной и конечной границ объекта) и аппроксимация их до контура, адекватного искомому контуру объекта, осуществляется в управляющем блоке

11. Это позволяет сформировать соответствующие сигналы управления на основе априорных сведений о текущем положении и кинематике исполнительного органа 13 робота, посредством которых на приводы исполнительного органа 12 робота задаются воздействия, обусловливающие правильный захват объекта 3. Последний детерминирован, и сведения о том, каков правильный захват его манипулятором, заложены в оперативной или долговременной памяти управлявшего блока 11.

Помещение объекта 3 на рабочий стол 2 производится движением ленты

4 конвейера под действием привода 18 конвейера, управляеМого блоком 11.

Для этого используется второй излучатель 16 и приемник 17 (например, свето- и фотодиоды соответственно), оптически связанные между собой в отсутствии на линии их связи (поперек ленты 4 конвейера) объекта 3. По мере того, как объект 3 движется с лентой 4 конвейера в направлении,к рабочему столу 2, плоскость которого совпадает с плоскостью ленты 4 конвейера на выходе приемника 17 образуется широтно-импульсный сигнал, Начало которого при начале затенения объектом

3 второго излучателя 16 (спад импульса на выходе приемника 17) и его конец регистрируются в блоке 11. При заданной скорости движения ленты 4 конвейера длительность образующегося импульса на выходе приемника 17 определяет протяженность объекта вдоль линии протяжки его конвейером. Поскольку расстояние между центром рабочего стола 2 и линией оптической связи второго излучателя 16 и приемника 17 строго известно и неизменно, а также известна скорость движения ленты 4 конвейера и отрезка конвейера, составляющего рабочий стол 2, и движущегося с той же скоростью, что и лента 4 конвейера, то с учетом вычисленной в блоке 11 протяженности

798710 объекта 3 вдоль линии движения ленты

4 конвейера определяется момент остановки привода конвейера 18, соответствующий приблизительно выведению объекта 3 на центральную зону рабочего стола 2.

По мере остановки ленты 4 конвейера блок 11 подает сигнал на вход привода 5 вертикального перемещения рабочего стола, с помощью которого объект 3 вводится в рабочую зону зрительного сенсора, т. е. пересекает плоскость зрительного сканирования, расположенную на уровне закрепления диссектора 6 и излучателя 1 кольцевого типа. Необходимость в подъеме рабочего стола 2 связана с тем, что конст- 15 рукция зрительного сенсора располагает"я выше плоскости ленты 4 конвейера.

При непрерывном движении ленты кон вейера 4 и старт-стопном режиме движе-Щ ния ленты рабочего-стола 2 привод движения ленты рабочего стола управляется блоком 10, а для движения ленты конвейера 4 предусмотрен аварийный останов, используемый в том случае, если лента конвейера движется достаточно быстро, объекты 3 на ленте установлены достаточно часто, а быстродействия исполнительного органа 13 робота недостаточно для съема объектов 3 с рабочего стола 2 и установки .их в требуемую область технологического пространства.

Применение изобретения позволит за счет исключения вращения рабочего стола повысить быстродействие устрой- З ства.

Формула изобретения

Устройство для управления адаптивным роботом, содержащее первый излучатель и последовательно соединенные диссектор, формирователь строб-импульсов, преобразователь угол-код, вычислитель координат, блок памяти и управляющий блок, первый выход которого соединен со входом привода вертикального перемещения раб о стола, второй выход — co входоМ привода конвейера, а третьи выходы — со входами приводов исполнительного органа робота, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит оптичесни связанные вторбй излучатель и приемник, а также привод вращения диссектора и датчик -вращения диссектора, выход которого подключен ко второму входу вычислителя координат, второй вход управляющего блока соединен с выходом приемника, а четвертый выход - со входом привода вращения диссектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дистанционно-управляемые роботы-манипуляторы. Сб. статей под ред.

Попова E. П. И., "Мир", 1976, с. 99134.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2056396/18-24, кл. В 25 J 13/00, 1974 (прототип).

Заказ 10044/60

Тираж 951 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7(-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель Е. Политов

Редактор T. Кугрышева Техред Т. Иаточка Корректор H. Швыдкая