Способ управления резонансной механической рукой

Номер патента: 1682160

Автор: Акинфиев

Скачать ZIP архив.

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 25,3 И 00 БРЕТЕ я им. А,А.Благо ет ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Наука и жизнь, 1985,Ф 9, с,23, (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕЗОНАНСНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ РУКОЙ(57) Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например в станкостроении, Цел изобретения - снижение энергозатрат и повышение надежности за счет улучшения режимов работы, При перемещении резонансной механической руки со схватом 4 под действием упругих Изобретение относится к робощтехнике и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например в станкостроении,Цель изобретения - снижение энергозатрат и повышение надежности за сч улучшения режимов рабаты.На чертеже изображено устройство для реализации способа.Устройство содержит подвижное звено 1 резонансной механи .еской руки, связанное с основанием 2 руки упругими элементами 3. На подвижном звене имеется захват 4 для удержания переносимой детали 5 и подвижные части фиксаторов 6 и 7, ответные неподвижные части которых 8 и 9 связаны с основанием звена. 5 У 16821 элементов 3 и электродвигателя 10 на одном у"астке траектории к двигателю прикладывают опорное напряжение и в одной или нескольких точках измеряют скорость перемещения руки, а затем сравнивают значение скоростей в этих точках со значениями скоростей руки на втором участке в соответствуаших точках и формируют значение питающего электродвигатель напряжения в виде алгебраической суммы опорного напряжения и дополнительного напряжения, величина которого является функцией величины разности между значением скорости на втором и первом участках. Участки могут быть равны между собой и точки, в которых производят измерения, располагаются симметрично относительно траектории, Возможно также непрерывное измерение скорости, 3 з.п,ф-лы, 1 ил,Подвижное звено механической руки связано с приводным двигателем 10 и снабженс датчиком 11 скорости звена (например, тахогенератор, дающий скорость звена относительно основания) и датчиком 12 положения звена (например, относительно основания звена),Датчики 11 и 12 связаны с управляющей вычислительной машиной (УВМ) 13, управляющий сигнал от которой через усилитель 14 может подаваться на двигатель 10, Система снабжена также задатчиком 15 опорного напряжения, связанным с двигателем, УВМ и, может быть, с датчиком 11 и (или) 12, Задатчик опорного напряжения в приведенном примере выделен как отдельный блок, однакс он может быть реализован и с помощью УВМ.45 50 55 Устройсво работает следующим образом,Пусть, например, упругие элементы отрегулированы таким образом, что положение равновесия руки без груза находится в середине расстояния между фиксированными крайними положениями. В исходном состоянии подвижное звено находится в крайнем нижнем положении, определенном фиксатором 7 и 9, и упругие элементы обладают запасом потенциальной энергии, в захвате находится переносимая деталь. Траекторию движения подвижного звена делят на 2 участка. Например, первый участок может быть выбран от исходного положения до средней точки между исходным и конечным положением, оставшаяся часть траектории - второй участок,На первом участке траектории к приводному двигателю подходит опорное напряжение, полярность которого зависит от требуемого направления движения подвижного звена, а величина этого напряжения в зависимости от технической возможности может зависеть от заданных до начала движения уставок, от скорости, координаты в текущий момент времен, но не зависит от скоростей и координат подвижного звена в предыдущих точках траектории. В качестве опорного напряжения можно выбрать постоянное по величине напряжение, определяемое расчетом или экспериментально таким образом, что, если подвижное звено движется без груза из исхсдной точки, то этого напряжения, прикладываемого на всей траектории, достаточно для компенсации диссипации при перемещении звена до конечной точки,Для начала движения из исходного положения выводят из зацепления фиксаторы 7 и 9 и звено с грузом начинает интенсивный разгон под действием упругих элементов и питаемого опорным напряжением приводного двигателя, В рассматриваемом примере сила тяжести подвижного звена полностью скомпенсирована предварительным натягом упругих элементов; наличие же силы тяжести переносимого груза приводит к тому, что в конце первого участка скорость подвижного звена несколько уменьшится и, если бы движение на остальной части траектории осуществлялось под действием тех же сил, то подвижное звено остановилось бы, не дойдя до фиксируемого крайнего положения,Для того, чтобы осуществить перемещение звена до крайнего положения, необхо. димого огра низовать оперативную коррекцию питающего напряжения, которая ы производится на втором участке траектории. Для этого в одной, нескольких или во всех точках измеряют скорость подвижного звена с помощью датчика 11 скорости, и записывают эти значения в память УВМ 5 совместно с значениями соответствующихкоординат этих точек, полученных, например, от датчика 12 положения подвижного звена.На втором участке траектории выби рают точки коррекции, соответствующиеточкам первого участка, в которых производилось измерение скорости подвижного звена. Например, выбор соответствующих друг другу точек первого и второго участков мо жет быть осуществлен таким образом, чтобыэти точки были симметричны относительно точки, отделяющей пассивный участок от активного.В рассматриваемом примере в каждой 20 точке второго участка траектории УВМ обеспечивает подачу на двигатель напряжения.определенного как алгебраическая сумма опорного напряжения в этой точке и дополнительного напряжения, причем знак этого 25 напряжения противоположен знаку рассогласования, т.е, разности между значением скорости в точке первого участка, где находится подвижное звено, и значением скорости звена в соответствующей точке второго 30 участка, Величину корректирующей добавки выбирают, например, прямо пропорциональной величине рассогласования, причеь, коэффициент пропорциональности определяется расчетно или экспери ментально, Если рассматривается случай ненепрерывной, а дискретной коррекции, то от начала первого участка до первой точки коррекции на двигатель можно подавать только опорное напряжение, от первой точ ки до второй - опорное напряжение с дополнительным, определяемым в первой точке коррекции и т.д. Предлагаемый способ управления приводит к симметрии движений подвижного звена 1 относительно точки, отделяющей первый участок от второго, а так как движение на пассивном участке началось без начальной скорости, то и в крайнюю точку второго участка (конечное положение) подвижное звено придет с нулевой скоростью, Такой результат являлся бы идеальным как с точки зрения минимизации энергозатрат, так и в связи с отсутствием удара по фиксатору в крайнем положении, однако в реальной системе в этом случае отсутствует запас устойчивости малое изменение каких-либо параметров, дискретизация корректирующих воздействий и т.д., может привести к сбою в том случае, если остановка подвиж1682160ного звена произойдет не в крайнем поло- пассивные ежимы пжении, а вблизи не о).пассивные режимы перемещения, при ка 1 а.рам ираиэвадят рясфиксацию руки В исхОдДля обеспечения некоторого запаса ус- нам иалажени и;. ремещают к в гаетойчивости можно несколько сместить гра- . фь - . фикси;:аванное пс.ажение с помощью упницу раздела первого и второго участков в 5 ругих:; ечесторону конечного положения или при вы:;лемен гав длектрадвигателя, а т л ич а ю щ и й с я тем, чта, с целью снижениРчислении рассогласования вместо скорости энерго" а,звена в соответствующей точке первого уча- тенергазатрат и повышения надежности и -/тем улучшения режимов работы, траектастка траектории брать сумму этого значения риюию движения руки разбивают на дваи некоторого постоянного числа, Величина 10 учаучастка, ири этоь", на первом участке к двисмещения или величина добавки к скоростимо быть опгателю прикладывают опорное напряжениемогут ыть определены экспериментально. и измеряют скор 1 сП иэтор м слишком малые значения этих па- скольких точках т."корас;-ь руки в одной или нерамет ов п ив.ольких точках траектории, затем сравничивости ир тров приведут к малому запасу устой- вают значения сния ск растей в этих точках састи и, следовательно, к вероятным 15 значениями скобоям, а слишком большие значения - крастеи руки на втором учанерациональным энергоэатратам.стке в соответствующих тачках и фа миформируютзначение питающего электродвигатель наОбратное движение иэ конечного поло- пряжения в ви е алгебжения в исхо ное а таряжения в виде алгебраической суммызомд, а также движение с гру- опорного напряжения идругой массы происходит аналогичным 20 напряжения ва та -, даиал нител ьнагаобразом.пряжения, величина которого РвляетсРфункцией величины разности между эначеСпособ может приводить к возникно- киями с оскорости на втором и первом частвению ситуации, когда скорректированное,с о " р р участках, и ее знак противоположен знаку этойнапряжение имеет полярность, противопо- разности.ложную полярности опорного напряжения, 25т.е, к такой ситуации, когда двигатель рабо,С бтает на части траектории как п авляпаса па и, 1, о т л и ч а ю и й с Ру р емыи тем,чтатраектариюдвижениярукиделхтнаЩдва равных участка.Способ может быть эффективно использован как в том случае, когда основание 30 ", С б;, 2, тпОсО иаиатличдющийсРзвена не является неподвижным(например тем, чта соответствующие тачки первого ина выполняет п е ыкогда роль основания рассмотренного зве- второго участков т атков траектории выбирают сима выполняет предыдущее подвижное эве- метричными относительно середины траекно робота), так и в том случае, когда нарассмотренном звене закреплено вместо 35схвата последующее подвижное звено, ко. Сп с бпаса иа ии, 1-3, а т л и ч а ю щ и йторое оказывает динамическое влияние на, с я тем, чта величин арассмотренное звено.с я тем, чта величину дополнительного наФпряжения выбирают прямо ираиарцианаль 1, Способ п авления еормула изобретения ной величине разности между значениями, Способ управления резонансной ме скоростей в соответствующих точках первоханической рукой, имеющей активные и го и второго участков,ко акаэ 3371 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открцтиям 113035, Москва, )К, Раушская наб., 45 КНТ СССР атент", г. Ужгород, ул,Гага оиэводственно-иэдательскии комбина едактор Н. Лаэаренко Т Корректор А, О

Смотреть

Заявка

4061248, 28.04.1986

ИНСТИТУТ МАШИНОВЕДЕНИЯ ИМ. А. А. БЛАГОНРАВОВА

АКИНФИЕВ ТЕОДОР САМУИЛОВИЧ

МПК / Метки

МПК: B25J 9/00

Метки: механической, резонансной, рукой

Опубликовано: 07.10.1991

Код ссылки

<a href="http://patents.su/4-1682160-sposob-upravleniya-rezonansnojj-mekhanicheskojj-rukojj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ управления резонансной механической рукой</a>

Похожие патенты