Устройство для компенсации статических моментов манипулятора

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИНА

ИЗО6РЕТЕН ИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и> 881654 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06,11.79 (21) 2836739/18-24 с присоединением заявки №(23) ПриоритетОпубликовано 15.11.81. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 15.11.81

I (51)M. Кл.

G 05 В 11/00

В 25 Х .13/00

1ЪеударетеаииыВ кеиитвт

СССР

IN аелеи изебрвтеиий и открытий (53) УДК62 50 (088.8) В. П. Берееиии, В. Ф. Сусисв и А. Н. Ш в

> (72) Авторы изобретения (71) Заявитель — > (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАБИИ СТАТИЧЕСКИХ МОМЕНТОВ

МАНИПУЛЯТОРА

Изобретение относится к робототехни-, ке и может быть использовано в дистанционных манипуляторах, управляемых оператором.

Известны устройства для компенсации статических моментов манипулятора, со держащие перекрестные каналы отражения нагрузки, связывающие датчики моментов уравновешенных звеньев через блоки сравйения сигналов с приемниками моментов неуравновешенных звеньев 11 1.

1О

Однако данное устройство имеет низкую точность компенсации статических мо ментов, поскольку устройство не позволяет полностью исключить из сигналов, поступающих на приемники моментов, сосIS тавляюшие, обусловленные статическими моментами, а обеспечивает лишь уменьшение разброса этих сигналов.

Наиболее близким техническим решени20 ем к изобретению является устройство, содержащее датчик усилия схвата, датчики момента манипулятора управления и датчики положения манилу чятора, подклю у ченные своими выходами к первым входам вычислителя сигналов компенсации и блока управления (2 1.

Недостатком этого устройства явпяртся низкая точность компенсации статических моментов от массы объектов, расположенных в охвате манипулятора.

Белью изобретения является повышение точности устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство дпя компенсации статических моментов манипулятора содержит последовательно соединенные анализатор сигналов датчиков момента, первый коммутатор, первый сумматор, ключ, второй сумматор, интегратор и второй коммутатор, второй вход которого подключен к выходу датчика усилия схвата, первый выход - ко второму входу второго сумматора, а второй выход - ко второму входу вычислителя сигналов компенсации, выходы которого соединены со вторыми входами первого коммутатора, подключенного вторым выходом ко второму входу первого сумматора, 881884 а третьими входами-к выходам датчиков

I момента манипулятора, входам анализато» ра сигналов датчиков момента и вторым входам блока управления, третий вход которого соединен с выходом датчика усилия схвата.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 момента манипулятора, датчик 2 усилия схвата, вычислитель 3 сигналов компенсации, анализатор 4 сигналов датчиков момента, первый коммутатор 5, первый сумматор

6, ключ 7, второй сумматор 8, интегратор 9, второй коммутатор 10, датчики

11 положения манипулятора, блок 12 управления.

Устройс.гво работает следуюшим обра» зом, При захватывании схватом манипулято-. ра объекта оператор устанавливает манипулятор в неподвижное состояние. При этом датчики 1 вырабатывают сигналы, пропорциональные статическим моментам от массы конструкции звеньев манипулятора и массы объекта, датчик 2 усилий схвата вырабатывает сигнал, соответствующий усилию сжатия объекта губками схвата, выходные сигналы вычислителя

3 сигналов компенсации соответствуют статическим моментам от массы конструкции звеньев манипулятора. Анализатор 4 по значениям выходных сигналов датчиков

1 формирует сигнал управления первым коммутатором 5. При поступлении этого сигнала с выхода анализатора 4 на управ ляюший вход первого коммутатора 5 к

его выходу подключается сигнальный вход, соединенный с выходом датчика 1 момента манипулятора, имеющего наиболыций по модулю выходной сигнал, а ко второму выходу первого коммутатора 5 подключается сигнальный вход, соединенный с выходом вычислителя 3, соответствующим подключенному к первому выходу вычислителя 3 датчику 1. Сигналы с выходов первого коммутатора 5 поступают на входы первого сумматора 6, на выходе которс го формируется сигнал, пропорциональный статическому моменту от массы объекта.

Оператор устанавливает ключ 7 в положение, при котором его контакты замкну« ты, Сигнал с выхода первого сумматора

6 поступает через замкнутые контакты ключа 7 и второй сумматор 8 на вход интегратора 9. Выход интегратора 9 соединен с сигнальным входом второго коммутатора 10, на управляющий вход которого поступает сигнал с выхода датчика 2

При освобождении схвата манипулято» ра от объекта выходной сигнал датчика 2 усилия схвата становится равным нулю, что приводит к отклонению вторым коммутатором 10 выхода интегратора 9 от входа вычислителя 3 и сбросу интегратора 9 путем замыкания его выхода с инвертируюшим входом второго сумматора 8.Это обеспечивает восстановление исходного состояния устройства при отсутствии объекта в схвате манипулятора.. Применение изобретения позволит повысить точность устройства. усилия схвата. При наличии сигнала на управляющем входе второго коммутатора

10 его сигнальный вход подключается к первому выходу, соединяя тем самым выход интегратора 9 с входом вычислителя

3. Выходной сигнал интегратора 9 увеличивается пропорционально величине сигнала на его входе. Вычислитель 3 сигналов компенсации на основании увеличивающегося сигнала с выхода интегратора 9 и сигналов с датчиков 1 вырабатывает дополнительные сигналы, соответствующие статическим моментам от массы объекта.

Эти сигналы поступают на выходы вычислителей 3, где суммируются с сигналами, соответствующими статистическим моментам от массы конструкции звеньев манипулятора. Это приводит к увеличению сигналов с выходов вычислителя 3. В том случае, 20 когда сигнал с выхода вычислителя 3, подключенного через первый коммутатор

5 ко второму входу первого сумматора

6, становится равным сигналу датчика 1, подключенного к первому входу первого

25 сумматора 6, сигнал с выхода первого сумматора 6 становится равным нулю.

Это приводит к прекращению увеличения сигнала с выхода интегратора 9 и, следовательно, сигналов с выходов вычислитещ ля 3. При этом выходные сигналы вычислителя 3 соответствуют статическим моментам от массы конструкции звеньев манипулятора и от массы объекта. Эти сигналы поступают на входы блока 12 управления, где, сравниваясь с сигналами датчиков 1, исключают из сигналов датчиков

1 составляющие, обусловленные статическими моментами от массы конструкции звеньев и массы объекта, что приводи к устранению воздействия на оператора статической нагрузки. Оператор устанавливает ключ 7 в положение, при котором его контакты разомкнуты, и переходит к . выполнению гребуемых рабочих операций.

5 88

Формула изобретения

Устройство для компенсации статических моментов манипулятора, содержашее датчик усилия схвата, датчики момента манипулятора и датчики положения манипулятора, подключенные своими выходами к первым входам вычислителя сигналов компенсации и блока управления, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит последовательно соединенные анализатор сигналов датчиков момента, первый коммутатор, первый сумматор, ключ, второй сумматор, интегратор и второй коммутатор, второй вход которого подключен к выходу датчика усилия схвата, первый выход - ко второму входу второго суммато1654 6 ра, а второй выход — ко второму входу вычислителя сигналов компенсации, выходы которого соединены со вторыми входами первого коммутатора, подключенного вторым выходом ко второму входу первс го сумматора, а третьими входами - ac выходам датчиков момента манипулятора, входа анализатора сигналов датчиков мо мента и вторым входам блока управления, to третий вход которого соединен с выходом датчика усилия схвата.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

>s ¹ 415155,кл. В 25 3 3/04, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

No 1 17687, кл. А 61 .F 1/06, 1961 (прототип).

BHHHIIH Заказ 9967 69 Тираж 943 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4