Устройство для регистрации положения движущегося объекта
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
СОВХОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 6621 П 9) 5 601 В 7/ ТЕН ЕИ И ПАТЕНТ О ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(72) Пьетре Калканьо, Эрнесто Де Феррари(56) Авторское свидетельство СССРМ 1013746, кл. 6 01 8 7/30, 1981,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ПОЛОЖЕНИЯ ДВИЖУЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА(57) Прибор предназначен для использования с целью регистрации положения, достигнутого движущейся частью, такой какрука промышленного робота, перемещаемой ротационным двигателем. Цель изобреИзобретение вообще относится к приборам (устройствам) для регистрации положения, достигаемого движущейся частью, перемещаемой ротационным двигателем.Изобретение было разработано в частности с целью возможного использования для регистрации положения, достигаемого одной или несколькими осями промышленного робота.Целью настоящего изобретения является предоставление прибора для регистрации положения, достигаемого движущейся частью, перемещаемой вращающимся валом, который не порождает вышеуказанные недостатки и который даже при сбое внешнего электропитания способен сохранять информацию, относящуюся к положению, достигнутому движущейся частью робота относительно всех своих возможных осей движения, т.е, повышение надежности за 2тения - г)овышение надежности за счет обеспечения защиты от перерывов в питании от внешнего источника, Прибор содержит преобразователь углового положения, такой как синус-косинусный вращающийся трансформатор, способный генерировать по крайней мере один сигнал, показывающий положение, достигаемое двигателем во время вращения, счетное средство, соединенное с преобразователем углового положения, которое может хранить накопленный счет сигнала, генерируемого самим преобразователем, и показывать положение, достигнутое движущейся .частью, и блок питания, такой как буферная батарея, способная поддержать работу преобразователя положения и счетного средства даже при отсутствии внешнего электропитания, 3 з.п. ф-лы, 4 ил,счет обеспечения его питанием при сбоях внешнего питания. В соответствии с настоящим изобретением эта цель достигается при помощи описанного выше типа устройства содержащего: СОдатчик углового положения (обычно синус-косинусный вращающийся трансформатор), связанный с ним блок обработки и блок сервоуправления;датчик нарушения внешнего питания, ЬЭ канал формирования автономного питания, преобразователь аналог-цифра соединенный с выходом датчика углового положения, двухпозиционный переключатель, первый вход которого соединен с выходом блока сервоуправления, второй вход - с выходом канала формирования автономного питания, при этом выход двухпозиционного переключателя соединен с датчиком углового положения, блок обработки выполнен в ви- .00 07 0 Ю оставитель И.Юрье ехред М.Моргентал Редактор О.Стенин орректор Н,Кеше Заказ 3017 Тираж ВНИИПИ Государственного комите 113035, МоскваГодписноео изобретениям и открытиям5, Раушская наб 4/5 и ГКНГ ССС роизводственно.изда гель кю комбинат "Патент", г Ъжор-дде процессора и соединен входами с выходом датчика нарушения внешнего питания и с выходом преобразователя аналог-цифоа, а его выход соединен с управляющим входом двухпозиционного переключателя. При этом нике показан схемный узел, который может быть соединен в функциональном смысле с движущейся частью (например, посредством непосредственной установки на руки или на основании робота) так, чтобы быть в состоянии оставаться вместе с прибором в течение его активного срока службы даже когда, например, робота переносят с площади завода-изготовителя на место эксплуатации или с одного места эксплуатации на другое,В предпочтительном варианте прибор, соответствующий изобретению, также содержит средство обнаружения прерывания в подаче внешнего электропитания и средство тактирования, способное выборочно и по существу прерывистым образом активировать укаэанный преобразователь при непрерывном преоывании подачи внешнсго электропитания, В предпочтительном варианте тактирующее средство может быть возбуждено на первой (обычно низкой) частоте и по крайней мере на второй частоте, которая выше, чем указаннаяпервая частота, и которая функционально 6 вяэана с номинальным максимальным ускорением или скоростью движущейся части,Когда происходит сбой внешнего электропитания, оегистрируащий прибор, соответствующий изобретению, автоматически активируется беэ какой-либо потери информации. Если сбой внешнего питания продолжается, то с целью снижения расхода энергии блока питания, обычно сос 1 оящего из буферной батареи, преобразователь (обычно состоящий из синус-косинусного вращающегося трансформатора) не активируется постоянно, как при обь,чной работе прибора, а возбуждается прерывистым образом при помощи сигнала импульсного возбуждения, предпочтительно состоящего из импульсного сигнала прямоугольной или трапецеидальной формы с длительность 1 о, равной полуволне напряжения сети переменн ного эл ектро пита и я.В частности подразумевается, что такое возбуждение может быть выполнено в основном на низкой частоте (например, с периодом возбуждающего импульса 20-500 мсек), когда преобразователь обнаружит, что движущаяся часть, с которой он связан, Остановилась или почти Остановилась, С другой стороны, когда преобразователь обнаружит значительное перемещение движущейсячасти, возбукдаюшая частотаувеличится по крайней мере на один порядок величины (например, посредством подачи возбуждающегЬ импульса каждые две мсек) во избежение какой-либо потери информацииНа фиг, 1 йредставлена блок-схема общей структуры прибора, соответствующего изобретению; на фиг, 2 - возможная временная диаграмма возбуждающего сигнала, генерируемого прибором, локазанным на фиг, 1; на фиг, 3 - так называемая таблица истинности; на фиг. 4 - схематичный алгоритм возможной последовательности работы прибора, показанного на фиг, 1,Фиг. 1 является общей схемой прибора, предназначенногодля регистрации положения, достигаемого движущейся частью (например, рукой робота, на рисунке не показанной), перемещаемой ротационным двигателем 1, вал которого вращается вокруг соответствующей оси х 1.Соединение между валом двигателя 1 и движущейся частью (обычно осуществляемое через набор передач) таково, что имеется прямая связь между положением, достигаемым валом двигателя 1 во время последовательных вращений вокруг оси х 1, и положением, достигаемым движущейся частью во время перемещения,Необходимо также отметить, что решение, описанное ниже с упоминанием, в частности, одной движущейся части, перемещаемой соответствующим двигателем 1, может быть воспроизведено в многократной форме так, чтобы сделать возможной регистрацию положения, достигаемого множеством движущихся частей промышленного робота, каждая из которых перемещается соответствующим двигателем,В частности, устройство, соответствующее изобретению, предназначено для применения вместе с промышленным роботом, имеющим шесть или восемь воэмокных 45 50 5 10 15 20 25 30 ф 5 40 осей движенияПреобразователь (датчик) углового положения 2, обычно состоящий из так, называемого синус-косинусного вращающегося трансформатора, связан с валом двигателя 1,Как известно, синус-косинусный вращающийся трансформатор можно сравнить с небольшой вращающейся электрической машиной, состоящей из ротора и статора с двумя обмотками, расположенными под углом 90(или, наоборот, с двумя обмотками расположенными под углом 90 на роторе,и одной на статоре). Подавая на клеммы одной иэ обмотоксинусоидальное возбуждающее напряже 18366216000 об/мин. с ускорениями порядка 800квадрантов/с .Выходные сигналы, генерируемые налиниях 4 и 5 синус-косинусным вращаю 5 щимся трансформатором, посылаются нафильтр 10, состоящий из пассивных компонентов, которые имеют высокое входное сопротивление на подаваемойсинус-косинусному вращающему трансфор 10 матору частоте возбуждения.Вследствие этого характеристикифильтра 9, который предназначен главным. образом для выполнения функции шумоподавления, должны соответствовать - в част 15 ности там, где выбирается более высокаячастота отсечки - выбору возбуждающей чаСТОты,Например, приемлемая величина входного сопротивления для фильтра 10 по край 20 ней мере 500 кОм на частоте возбуждения.Частота спада обычно выбирается в пределах октавы за частотой возбуждения.Как синусный, так и косинусный сигналы 4, 5 после выхода с фильтра 10 направля 25 ются на устройство регистрации угловогоположения (квадрантный детектор) 11.Последнее должно определять алгебраический знак синусного и косинусного сигналов. Для этой цели оно содержит ряд30 полностью дифференциальных компараторов напряжения с высоким. входным сопротивлением.Последовательно соединенный фильтр10. и квадрантный детектор 11 образуют35 преобразователь аналог-цифра.В прас гейшей конфигурации схема 11включает просто два компаратора с порогом около нуля, способных распознаватьзнак (положительный или отрицательный40 синусного й косинусного сигналов, и логическую сеть, способную генерировать навыходе устройства 11 на линии шины данных 12 процессора 13, работающего какмикроконтроллер устройства, двухраз 45 рядный кодированный логический сигналв соответствии с показанной ниже преобразующей таблицей,Предложенный метод преобразованияне состоит просто в выборе назначения дан 50 ной логической величины (например, "О".)положительному знаку синусного или коси-,нусного сигнала и противоположной логиче. ской величины ("1") отрицательному знаку,ние, на парах клемм двух других обмотокможно получить два одинаковых синусоидальных напряжения (в основном ортогональной между собой или синусной икосинусной формы), показывающие угловоеположение, достигнутое валом двигателя, скоторым связан синус-косинусный вращающийся трансформатор.На блок-схеме фиг. 1 позиция 3 обозначает совокупность клемм обмотки возбуждения, в то время как позиции 4 и 5, с другойстороны, обозначают пары выходныхклемм, на которых присутствуют два сигнала углового положения синусной и косинусной фермы соответственно.При нормальной работе робота, с которым связан прибор 1, устройство общегоуправления 6, называемое сервоуправлением, непосредственно подает возбуждающее напряжение на синус-косинуснййвращающийся трансформатор 2. Обычноэто синусоидальное напряжение с частотойпорядка 2,6 - 3,0 кГц или 5,0 кГц и амплитудой порядка 32 В или 5-6 В полного размаха.Если говорить более точно, синусоидальное возбуждающее напряжениедостигает входа 3 синус-косинусного вращающегося трансформатора 2 через линию7, котораятянется от сервоуправления 6через переключатель твердого состояния(например, транзистор) 8, двухпозиционный переключатель, связанный с выделителем мощности 9:В приведенном выше описании предполагалось, что синус-косинусный вращающийся трансформатор организован такимобразом, чтобы обеспечить показанйе с угловым разрешением, эквивалентным квадранту или 90 О. Очевидно, также можноиспользовать синус-косинусные вращающиеся трансформаторы, способные обеспечить более точную способность, например,в один октант.. Также необходимо отметить, что выборсинус-косинусного вращающегося трансформатора как углового преобразователя 2не должен считаться ограничителем реализации изобретения: можно рассмотреть использование угловых преобразователейдругого типа, таких как индуктосин,В любом случае, датчик углового положения 2 выбирается так, чтобы он мог контролировать беэ потери информацииперемешения двигателя 1 движущейся час- Бти, связанной с ним, до номинальных максимальных уровней скорости и ускорений.К примеру, могут быть приняты во внимание максимальные величины скоростидвигателя, соответствующие 3000 Выбор такого типа приведен к генерации двоичного кода Грея. Ввиду последующей обработки сигнала предпочтительнее иметь на выходе двоичный код, возрастающий в соответствии с нормальной чисто двоичной последовательностью.30 35 40 45 50 55 Этот результат может быть получен либо посредством операции преобразования,выполняемой элементарной логическойсетью, встроенной в устройство 11, либопосредством преобразования, выполняемого процессором 13, когда данные собираются на шине 12. В обоих случаях указаннаяоперация является элементарной логической. операцией, метод реализации которойне нуждается в более подробном описании.Двоичное кодирование, показанное ввышеприведенной таблице, имеет преимущество с точки зрения загрузки в памятьданных (которой обычно является резидентное запоминающее устройство с произвольной выборкой) процессора 13накопленного элемента данных, относящегося к вращению двигателя 1 (и, следовательно, к положению связанной с нимдвижущейся части) и организованного, например, в шестнадцатиразрядную цепочку31, 5216, где 51, 32 - (младшие разряды)являются двумя битами, несущими результат операции распознавания квадранта,проводмой устройство 10; Яз, 514 юсдвенадцатью накапливающими разрядами,предназнэченными для выражения положения, достигнутого двигателем (и движущейся частью), с возможностью регистрации до2 различных; положений; 515 являетсясвободным битом; предоставляемым для генерации маркеров или флагов; Яы являетсябитом направления.Ротационный счет увеличивается илиуменьшается, когда синус-косинусный вращающийся трансформатор 2 й связанные сним схемы обнаруживают переход между,квадрантами 1 и 4, Если бит направленияимеет уровень логического "0", тогда ротационный счет будет уменьшен при переходеиз квадранта 4 в квадрант 1. Если бит йаправления имеет уровень логической "1",ротационный счет увеличится при переходеиз квадранта 1 в квадрант 4. Очевидно, эторешение общеизвестного характера, приведенное здесь чисто в.качестве не ограничивающего примера,Частота, используемая для распознавания квадрантов, должна выбираться такимобразом, чтобы избежать потери информации,Обнаружение или выборка должны поэтому выполняться на соответственно болеевысокой частоте, которая тем выше, чембольше допустимые скорость или ускорениедвижущейся части, перемещаемой двигателем 1,Например, максимальная скорость роботов, выпускаемых в настоящее время заявителямЪ, соответствует скоростиФ вращения двигателя 1 порядка 6000 об/мин, к которой иэ предосторожности (чтобы учестьмгновение состояния избыточной скорости)полезно добавить дополнительный эа пас в 1000 об/мин, чтодаетобщую величину1000 об/мин, ":Максимальное ускорение зависит от до-.вольно большого числа факторов, таких как вес движущейся части и несущаяся им на грузка, соответствующие моменты инерции,механическая структура движущейся части и передаточные отношения. В качестве ориентира в контексте нормального применения осуществима величина максимального 15 ускорения порядка 800 квадрантов/с.В общем, учитывая также присутствиешума в системе, предпочтительно выполнять выборку углового положения двигателя 1 по крайней мере дважды для каждого 20 квадранта при максимальной скоростидвижения, давая, однако, процессору 13 период времени для выполнения минимальной обработки отсчетов; предоставляемых синус-косинусным вращающимся 25 трансформатором 2 (с использованием процедур, которые более подробно будут описаны ниже), перед загрузкой;их в память с произвольной выборкой в качестве данных считывания. Говоря. в общем, вариант осуществления операции отсчета каждую миллисекунду может рассматриваться как преимущественный вариант также в отношении возможности иметь частоту выработки, представляющую долю йормальных возбуждающих частот, подаваемых на.вход 3 синус-косинусного вращающегося трансформатора 2,Как указано, также считается предпочтительным, чтобы процессор 13 обрабатывал данные вращения, предоставляемые детектором квадрантов 11, перед загрузкой их в свою, память с произвольной выборкой.Такая обработка способна учесть любые ошибки считывания при использовании критериев, схематически показанных в таблице истинности на фиг, 3,В этой таблице входы ряда соответствуют угловому положению (квадранту), представленному 2-разрядньм логическим сигналом, выдаваемым детектором квадрантов 10 на базе описанных выше критериев, Входы колонок, с другой стороны, представляют моментальный элемент данных, ранее запомненный процессором 13,Всегда существует вероятность, что может произойти "ошибка квантования" квадранта, когда синус-косинусный вращающийся трансформатор 2 расположен на одной иэ синусных или косинусных осей, 183662 1Эза ошибка квантования имеет определенное значение при переходе двух квадрантов(1 и 4), который характеризует нулевую точку, то есть угловое положение, при котором в соответствии с описанными выше критериями имеет место увеличение (или уменьшение) ротационного счета внутри процессора 13. Однако ошибками квантования в трех других переходных точках междуквадрантами можно пренебречь, В таблице, показанной на фиг. 3, вход"ОК" обозначает состояние, в котором данные, предоставленные детектОром квадрантов 10, соответствуют данным процессора 13С другой стороны, ячейки, помеченные 10 15"ЕРР" относятся к ситуациям, в которыхимеется различие в 180 О (двух квадрантов),показание того, что устройство могло потерять точную информацию относящуюся к 20положению двигателя для части. управляемой последним,Об этой ситуации может быть данавнешняя сигнализация с последующим изменением логического, уровня соответствующего бита состояния.В таблице ячейки символы "+1" и "-1"соответствуют ситуациям, при которых двавхода ряда и колонки отличаются только на.один квадрант в нулевой точке, В этом конкретном случае процессор 13 увеличит илиуменьшит на 1 свое значение, хранимое всоответствующем регистре памятй. Во всехслучаях процессор 13 хранит свои данные оквадрантах и вмешивается только путем регулировки ротационных отсчетов.Что касается выбора процессора илимикроконтроллера 13, предпочтительнымсчитается выбор компонента с 16-разрядной внутренней архитектурой, 40Такой компонент обычно снабжаетсяФвнутренней. памятью с произвольной выборкой, которая делает ненужным использование подобной памяти, расположеннойвне процессора, 45Упомянутый компонент отличаетея в фособенности тем, что он может работать в"режиме ожидания" с минимальным потреблением электрической энергии, как будет более подробно описано ниже, и это 50особенно выгодно при работе, когда происходят прерывания подачи внешней электроэнергии,Работа процессора 13 регулируетсяпрограммной памятью (операционной системой), состоящей из программируемого постоянного запоминающего устройства 14, итактируется главой тактовой схемой 15(показанной для яс ости как компонент внепроцессора 1 М . использованием 5-вольтного напряжения постоянного тока, подаваемого, например, регулятором 16,Последний соединен с питающей сетьюЧ (состоящей в показанном примере из источника напряжения 17-36 В) через преобразователь постоянного тока 17. Последнийпитает зарядное устройство батареи 18,предназначенное для поддержания буферной батареи 19 в заряженном состоянии,Чтобы собранное устройство можно было объединить с управляемой движущейсячастью, считается предпочтительным выбрать запаянную свинцом батарею, работающую при напряжении 6 Вольт с емкостьюзаряда порядка 0,9 А/ч,В любом случае предпочтительно обеспечить соединения для возможности подключения к внешней батареи большейемкости.Зарядное устройство 18 обычно должнобыть достаточно мощным для обеспеченияполного заряда батареи 19 до максимальной емкости в течение периода времени порядка 0.5 часа,По-прежнему в отношении возбуждения внутренних компонентов настоящегоустройства позиция 20 обозначает схему управления питанием, которая связана с процессором 13. Основной функцией схемы 20является обеспечение работоспособностивсех активных компонентов устройства,подлежащих подключению к буферной батарее в случае сбоя питания электрическойсети, В частности, управляющая схема 20предназначена в случае сбоя в сети электропитания, по существу, для прерывистой активации синус-косинусного вращающегосятрансформатора 2 и всех компонентов, которые обрабатывают сигналы углового положения и ротационного счета, получаемые с названного синус-косинусного вращающегося трансформатора,Это по существу прерывистая работапредназначена для уменьшения расходаэнергии, используемой от буферной батареи 19.Линия 21 обозначает соединительныйинтерфейс, который позволяет процессору 13 осуществлять связь через свой последовательный порт 22 с сервоуправлением 6.:,Могут посылаться двухсторонние сообщения путем использования различных протоколов, таких как двоичные протоколы ипротоколы А С 11,При нормальной работе системы, когдаустройство запитано (или присутствует сетевое питание), данные углового положения, загруженные в процессор 13, посредством сигналов, гвнерирчмых си 1836621 12нус-косинусным вращающимся трансформатором 2 (возбуждаемым сервоуправлением б через линию 7 и двухпозиционный переключатель 8), могут, таким образом, передаваться на сервоуправление б.Это значит, что кроме работы в условиях, когда происходит сбой питания (что будет описано ниже) устройство способно обеспечить сервоуправление б во время нормальной работы системы - уже полностью обработанными данными о положении и перемещении.Вследствие этого прибор, соответствующий изобретению, обеспечивает эффективную децентрализацию всей системы центрального процессора также в отношении к любым функциям исправления ошибок, использующим описанные выше, с привлечением таблицы фиг. 3,В случае прерывания подачи внешнего электропитания, которое может произойти из-за отключения робота (например, при временной остановке работы или для переноса его на другой завод) или в результате сбоя питания, сервоконтроллер 6 уже не будет способен подавать синусоидальный сигнал для возбуждения синус-косинусного вращающегося трансформатора 2 на линии 7.Отсутствие возбуждающего сигнала обнаруживается датчик нарушения внешнего питания сигнала 23, соединенной с линией 7, которая передает соответствующее сообщение по шине данных 12 процессора 1 ЬПоследний воздействует на переключатель 8 и управляющую схему 20, изменяя конфигурацию устройства таким образом, что все его активные компоненты могут быть запитаны буферной батареей 19, активируя вспомогательный возбуждающий источник (управляемый генератор импульсов) 24, включенный в настоящее устройство,Вспомогательный возбуждающий источник (управляемый генератор импульсов) 24 соединен с возбуждающим входом 3 синус-косинусного вращающегося трансформатора 2 посредством двухпозиционного переключателя 8, переключение которого управляется процессором 13,Возбукдающий сигнал, приложенный генератором 24 ко входу синус-косинусного вращающегося трансформатора 2 имеет не синусоидальную форму, как в случае обычной работы системы, а как правило, импульсную форму.Если говорить более точно, он может состоять из прямоугольных (или трапецеидальных) импульсов Ргз с длительностью примерно 100 микросекунд, то есть с длительностью равной длительности полуволн 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 синусоидального возбужда;ощего сигнала частоты 5 кГц, подаваемого на синус-косинусный вращающийся трансформатор во время обычной работы,Вспомогательный возбуждающий источник (управляемый генератор импульсов) 24 активируется управляющей схемой 20 в соответствии с тактовым сигналом, вырабатываемым схемой 15, как минимум, на двух разных частотах,Последовательно соединенные зарядные устройство 18, буферная батарея (19) и управляемый генератор импульсов 24 образуют канал формирования автономного питания.Первая частота (период Т 21 на фиг. 2), обычно являющаяся низкой (например, импульс возбуждения с периодом 20 - 500 миллисекунд), предназначена для использования в режиме ожидания, то есть, когда есть основания ожидать, что движущаяся часть, связанная с двигателем 1, будет перемещаться очень медленно (например, вследствие перемещения, передаваемого оператором вручную во время сборки или изменения конфигурации робота) или не будет двигаться совсем; в последнем случае просто необходимо проверить, стоит ли движущаяся часть водном и том же положении.Вторая частота (период Т на фиг. 2), обычно являющаяся более высокой (по крайней мере на один период величины), может соответствовать, например, выделению импульса через каждые 2 миллисекунды, Поэтому эта же частота, которая по существу сравнима с частотой, на которой во время нормальной работы системы происходит отсчет данных о квадрантах, выра- баты ваем ых устройством 11.Эта вторая возбуждающая частота используется всякий раз, когда данные о квадрантах, полученные от синус-косинусного вращающегося трансформатора 2, показывают, что двигатель 1 движется быстро или со скоростями движения, сравнимыми с теми, что возникают во время обычной работы,Эта ситуация может иметь место в момент, непосредственно следующий за прерыванием подачи внешнего электропитания, когда движущаяся часть продолжает перемещаться в течение определенного периода времени благодаря инерции (в особенности если ее не тормозят) или при переключении робота,В общем, переключение на более высокочастотную ступень возбуждения может быть осуществлено автоматически процессором 13, когда последний обнаруживает. что двигатель 1 движется или го зэсзэвля 1836621ют двигаться с такой. скоростью. при которой возбуждение на низкой частоте ожидания может привести к потере данных о положении.На фиг. 2 а в схематичной форме показана возможная последовательность, по которой иэ обычного состояния работы системы (Фаза А), когда происходит подача внешнего питания, сервоуправлением на синус-косинусный вращающийся трансформатор 2, переходят к аварийной работе, обеспечиваемой прибором 1, после сбоя внешнеГо питания и невозможности вследствие этого возбуждения синус-косинусного вращающегося трансформатора сервоунравлением б, В частности, во время аварийной работы происходИт следующая последовательнОстьпервая фаза В (движение. робота по инерции), в которой источник 24 подает свои возбуждающие импульсы Р 2 з с более высокой частотой (например, импульс Ргз с длительностью 100 микросекунд подается через каждые 11 миллисекунды), ивторая фаза ожидания С; в которой после обнаружения микропроцессором отсутствия движения или отсутствия быстрых движений источник 23 переходит к.работе с бблее низкой частотой, и импульсы Р 2 з выдаются с интервалами, например, в 20 миллисекунд.После пребывания в фазе С в течение определенного периода времени при восстановлении подачи электропитания от сети (с последующей обновленной генерацией синусоидального возбуждающего напряжения сервоуправлением б) работа системы возвращается к описанной выше фазе А,На Фиг, 2 в в схематичной форме показана ситуация, при которой переход от низкочастотной работы в режимеъжидания (фаза С) к обычной работе системы не происходит прямо, а включает возврат к фазе быстрого возбуждения (фаза В), например, из-эа быстрого движения, переданного роботу внешним оператором,На фиг, 4 схематично, в форме алгоритма, показана возможная логическая последовательность работы процессора 13,В алгоритме, показанном на фиг, 4, сто; дия 25 является тестом, который процессор может выполнять всякий раз, когда происходит цикл считывания данных о квадрантах, чтобы провериъь, не показывает ли датчик нарушения внешнего питания 23 возможного прерывания подачи электропитания и синусоидального возбуждения напряжения, обеспечиваемого сервоконтроллером 6,Если эти условия не имеют места, процессор 13 продолжает управлять работой настоящего устройства в соответствии с критериями нормальной работы системы, 5 при необходимости передавая сервоконтроллеру б данные углового положения через интерфейс связи 21.Если; с другой стороны, процессор 13получает от датчика нарушения внешнего 10 питания 24 сообщение, указывающее напрерывание г 1 одачи электропитания и синусоидального возбуждающего напряжения.то процессор 13 сам во время последующей стаду 26 вызывает переключение двухпо зиционного переключателя 8 и вынуждаетйастоящее устройство полностью перейтина питание, обеспечиваемое буферной батареей 19 под управлением устройства 20.В этой точке процессор 13 может 20 вызвать посылку вспомогательным источником (генератором импульсов) 24 возбуждающего импульса синус-косинус- ному вращающемуся трансформатору 2 (стадия 27), чтобы позже перейти (в соот 25. ветствии с критериями, описанными выше спривлечением табл. фиг, 3) к считыванию данных углового положения, предоставляемых детектором 11.В частности это может состоять вопе рации считывайия данных 28, за которойследует проверочная операция 29, в которой применяется таблица истйнности, показанная на фиг. Э, с возможным выходом либо на операцию отображения ошибки 30 35 (в случае когда имеется возврат к одному изусловий, характеризуемых ячейках Мдоль диагонали таблицы фиг. 3), либо на обычную загрузку 31 считанных данных в память про.цессора 13.40 После операции проверки 32, в которой.процессор 13 считывает состояние датчика нарушения внешнего питания 23, изменяя, конфигурацию прибора для обычной работысистемы - линии 33 в случае, когда датчик 45 23 указывает на восстановление подачивнешнего. электропитания и синусоидального возбуждающего напряжения сервоконтроллером б, процессор 13 сам приступает к следующей проверочной операции 34, про веря ющей, указывают ли загруженныеданные движение по отношению к предыду.- щему запомненному положению.Результат теста, проведенного на стадии 34, позволяет процессору 13 устано вить, необходимо ли осуществить возврат кстадии 27 с выдачей нового возбуждающего .импульса по истечении одного или другого периода (Т 1 или Т 2), соответствующего одной из двух различных возбуждающих частот.Пока процессор 13 продолжает обнаруживать движение, он продолжает активировать вспомогательный источник (генератор импульсов) 24 (стадия 35, чтобы получить импульсное возбуждение синус-косинусного вращающегося трансформатора 2 на более высокой частоте (фаза В фиг, 2 а),Когда сравнение с предыдущей операцией считывания показывает, что никакого движения обнаружено не было (признак того, что движущая часть робота остановилась или перемещается на малой скорости), возврат к стадии 27 осуществляется после периода ожидания 36 имеющего деятельность, равную длительности периода Т 2, что устанавливает условие так называемого режима ожидания,Однако, как только проверка покажет существование движения, снова произойдет возврат к стадии 27, при коорой будет выдан новый. возбуждающий импульс на стадии 35 или после периода ожидания, имеющего длительность, равную длительности периода Т 1 на фиг, 2.Очевидно, что при неизменности принципов изобретения, детали его реализации и воплощения могут значительно отличаться от описанных и проиллюстрированных. не выходя, однако, эа рамки настоящего изобретения.Формула изобретения 1. Устройство для регистрации положения движущегося обьектэ, содержа 4 ее датчик углового положения, связанный с нйм блок обработки и блок сераоуправления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности за счет обеспечения защиты от перерывов в питании от 5 внешнего источника, в него введены датчикнарушения внешнего питания, канал формирования автономного питания, йреобразователь аналог - цифра, соединенный с выходом датчика углового положения, двух позиционный переключатель, первый входкоторого соединен с выходом блока серво. управления, второй вход- с выходом каналаформирования автономного питания, а выход двухпозиционного переключателя сое динен с датчиком углового положения, блокобработки выполнен в виде процессора и соединен входами с выходом датчика нарушения внешнего питания и с выходом преобразователя аналог. - цифра, а его выход - 20 с управляющим входом двухпозиционногопереключателя.2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что канал формирования автономного питания выполнен в виде последова тельно соединенных зарядного устройства,буферной батареи и управляемого гейерэтора импульсов.3. Устройство по и, 2, о тл и ч а ю щ е ес я тем, что управляемый генератор импуль сов выполнен двухчастотным.4, Устройство по п.1, отл ича ющеес я тем, что преобразователь аналог - цифра выполнен в виде последовательно соединенных фильтра и квэдрантного детектора.35оа
СмотретьЗаявка
4613185, 30.12.1988
Комау Сп. А, Тексас Инструменте Инкорг1орейтед
ПЬЕТРЕ КАЛКАНЬО, ЭРНЕСТО ДЕ ФЕРРАРИ, БРУС Л. БЕВЕРЛИ, АЛАН Д. МАК НАТТ
МПК / Метки
МПК: G01B 7/30
Метки: движущегося, объекта, положения, регистрации
Опубликовано: 23.08.1993
Код ссылки
<a href="https://patents.su/10-1836621-ustrojjstvo-dlya-registracii-polozheniya-dvizhushhegosya-obekta.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для регистрации положения движущегося объекта</a>
Предыдущий патент: Устройство для маскировки прозрачных плоскостей с отражающей поверхностью
Следующий патент: Способ записи двухэкспозиционной голографической интерферограммы
Случайный патент: Способ контроля симметричностишпоночного паза