Устройство для управления манипулятором

(19) 01 З(51) 6 05 В 0ц ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У о ческ ьство СССР 1965.оектиротороннего ние",идете 1/00 др. П м дву остро тотип ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯМАНИПУЛЯТОРОМ, содержащее первыйпривод, связанный через первый дчик момента с первым датчиком пжения, выход которого соединен спервым входом сумматора, второй привод,связанный через второй датчикмомента : вторым датчиком положенияподключенным выходом к второму входсумматора, выход первого датчика момента соединен с первым входомпервого нелинейного элемента, подключенного выходом к входам блокаастатического управления и первогопривода, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения быстродействия и точности устройства, оносодержит установленный на схватеисполнительного органа тактильныйдатчик, логический блок и последовательно соединенные второй нелинейныйэлемент и ключ, второй вход которогоподключен к выходу второго датчикамомента, а выход - к второму входупервого нелинейного элемента, соединенного выходом с первым входом логического блока, второй вход которого подключен к выходу второго нелинейного элемента, третий вход - квыходу сумматора, четвертый входк выходу тактильного датчика, а выход - к входу второго привода, выход блока астатического управлениясоединен с входом второго нелинейного элемента.Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании дистанционных копирующих манипуляторов.Известно устройство для управления манипулятором, содержащее на задающем и исполнительном органах датчики положения и нагрузки, усилитель и привод Г 1).Однако оно не обеспечивает отражения на задающем органе на 10 грузок, действующих на исполнительном органе.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, содержащее первый привод 15 связанный через первый датчик момента с первым датчиком положения, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй привод, связанный через второй датчик момента с вторым датчиком положения, подключенным выходом к второму входу сумматора, выход первого датчика момента соединен с первым входом первого нелинейного элемента, под ключенного выходом к входам блока астатического управления и первого привода Г 2).Известное устройство обладает свойством активного отражения усилия и изменения величины усилия исполнительного органа, но оно позволяет дозировать усилие исполнительного органа в зависимости лишь от знака и величины моментов, действующих на задающей и исполнительной сторонах, не учитывая таких важных динамических параметров манипулятора, как скорость исполнительного органа и взаимодействие исполнительного органа с объектом манипули рования, что снижает быстродействие и точность работы всей систеж в целом.Цель изобретения является повышение быстродействия и точности уст ройства.Цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый. привод, связанный через первый датчик момен- та с первым датчиком положения, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй привод, связанный через второй датчик момента с вторым датчиком положения, подключенным выходом к второму входу сумматора, выход первого датчика момента соединен с первым входом первого нелинейного элемента, подключенного выходом к входам блока астатического управления и первого привода, введены установленный на схвате исполнительного ор- б 0 гана тактильный датчик, логический блок и последовательно соединенные второй нелинейный элемент и ключ, второй вход которого подключен к выходу второго датчика момента, а 65выход - к второму входу первого нелинейного элемента, соединенного выходом с первым входом логического блока, второй вход которого подключен к выходу второго нелинейного элемента, третий вход - к выходу сумматора, четвертый вход - к выходу тактильного датчика, а выход - к входу вто" рого привода, выход блока астатического управления соединен с входом второго нелинейного элемента.На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит задающий орган 1, первый датчик 2 момента, первый привод 3, первый датчик 4 положения, сумматор 5, первый нелинейный элемент б, блок 7 астатического управления, второй нелинейный элемент 8, логический блок 9, второй привод 10, второй датчик 11 момента, исполнительный орган 12, тактильный датчик 13, второй датчик 14 положения и ключ 15.Устройство работает следующим образом.Нелинейный элемент б реализует зависимость Е,9 6,1 6,9если ОО 60, ( коэффициент пропорциональностисигналы функциональных блоков;индекс блока-датчика;индекс блока-приемника. где КБ1,Э Ключ 15 работает в режиме О1 й, если О:0;6,5если О .О.В,9элемент 8 реализует Нелинейныйз ави симость О, еслиО,еО"О "-О8,9 8 Ф О е если ОДЪОф,- индекс блока-приемника.Сигнал О с датчика 2 момента задающего орлеана 1 поступает на нелинейный элемент б и далее через1101786 40 Составитель Г. НефедоваТехред И,Асталош Корректор А. Дзятко Редактор Р.ЦицикаФ Заказ 4765/31 Тираж 842 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патентф,г.ужгород, ул.Проектная,4 блок 7 астатического управленияна нелинейный элемент 8. При значении сигнала Цу, пропорционального скорости задающего органа 1,меньшем наперед заданного значения П , определяющего зону малыхфскоростей, сигнал на выходе нелинейного элемента 8 отсутствует,и блок 9 подключает вход привода 10исполнительного органа к выходунелинейного элемента б, при наличии сигнала на управляющем входе блока 9 с выхода датчика 13или сумматор 5 при отсутствиина управляющем входе блока 9 сигнала с выхода датчика 13. В то же 15время выход датчика 11 момента исполнительного органа подключаетсяк входу нелинейного элемента 6,так как сигнал на выходе нелинейного элемента 8 имеет нулевое 2 Означение, и ключ 15 не срабатывает. При этом привод 10.исполнительного органа 12 оказывается зам-кнутым либо по усилию, либо поположению; 25Одновременно на привод 3 задающего органа 1 поступает сигналс нелинейного элемента б, значение.которого определяется выражением(1) в зависимости от знака и неличины сигналов П, и Цс датчика 2 момента задающего органа 1 идатчика 11 момента исполнительногооргана 12, при этом оператор ощущает:лишь противодействующее усилие нагрузки.35Если же значение сигнала Цзс выхода блока 7 астатического управления превысит по абсолютному значению величину П , то согласно выра"жению 131 на выходе нелинейногоэлемента 8 появится сигнал, равный по величине сигналу с блока 7,который поступает на вход ключа 15,вызывая .его срабатывание и разрываятем садним цепь обратной связи исполнительной систеьи по моменту.Одновременно сигнал с нелинейного элемента 8 поступает на входблока 9, который подключает вход привода 10 исполнительного органа 12 через нелинейный элемент 8 квыходу блока 7 астатического управления, реализуя алгоритм управленияприводом 10 исполнительного орга"на 12 по вектору скорости,При этом на привод 3 задающего органа 1 поступает лишь сигнал с датчика 2 момента, пропорциональный моменту, развиваемому оператором на задающем органе 1, и оператор не опуощущает усилий на задающем органе.Таким образом, при глобальных перемещениях исполнительного органа 12 или при работе в свободной зоне оператор управляет скоростью перемещения исполнительного органа, 12, не ощущая усилий, действующих на исполнительный орган 12 со стороны нагрузки, При подходе к зоне работы непосредственно с объектом манипулирования и снижения скорости исполнительного органа 12 ниже наперед заданного значения Юф происходит автоматическое переключение устройства с алгоритма управления скоростью исполнительного органа 12 на алгоритм управления положением исполнительного органа 12, и оператор ощущает на задающем органе 1 усилия, действующие на исполнительный орган 12 ео стороны нагрузки. При выходе на границу свободной эоны . манипулирования, т.е. при жестком контакте исполнительного органа 12 с объектом манипулирования жестким упором, либо каким другим препятствием осуществляется автоматическое переключение устройства на алгоритм управления приводом 10 исполнительного органа 12 по вектору силы, и оператор ощущает на задающем органе 1 противодействующие усилия нагрузкидействукщие на исполнительный орган 12.Применение изобретения позволит повысить. производительность и эффективность работы манипулятора путем повышения быстродействия и точности устройства.