Способ определения пространственного движения звеньев манипулятора и устройство для его осуществления

(56) %агпес 1 е е 1. аГ. ваезипа 1 оп о 11 пдцз 1 га) КоЬо 1 зРгос. о Йе 511) ЮогЫ Соо Маспез апд Мес)апз ния Йв о 1 Ве Ехаггп( оп а Тез( Яапд. -пргезз о 1 Т 1)еог гпз, 1979, р. 816 -СЬ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ 820.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ДВИЖЕНИЯ ЗВЕНЬЕВ МАНИПУЛЯТОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для определения пространственных движений звеньев манипуляторов различных типов - как с ручным управлением, так и автоматических. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и упрощение, которые достигаются за счет того, что появляется возможность определять не только предварительно заданные, но и заранее неизвестные законы пространственного движения звеньев манипулятора, а также исключается необходимость предварительного программного согласования движений двух машин - манипулятора и координатного измерительного устройства. Для этого одно из звеньев (например, схват 2) манипулятора 1 приводят в некотором начальном положении во взаимодействие через блок 3 чувствительных элементов с конечным звеном 4 координатного измерительного устройства 5. В соответствии с заданным блоком 6 движением звеньев манипулятора блок 7 управления вырабатывает управляющие воздействия на приводы этих звеньев. При выполнении заданного пространственного движения манипулятора возникает смещение его звена 2 относительно конечного звена 4 координатного измерительного устройства. Это смещение измеряется блоком 3 чувствительных элементов, Информация с блока 3 используется в блоке 1 О обработки информации для определения фактических координат положений звена 2 манипулятора, а также отводится для целей управления координатным измерительным устройством и поступает на вычислительный блок 8. По сигналам от блока 8 в блоке 9 управления вырабатываются управляющие воздействия на приводы звеньев координатного измерительного устройства 5. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.51015 20 25 30 35 40 45 50 55 1Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для определения пространственных движений звеньев манипуляторов различных типов - как с ручным управлением, так и автоматических.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и упрощение.При предлагаемом способе появляется возможность определять не только предварительно заданные, но и заранее неизвестные законы пространственного движения звеньев манипулятора, а также исключается необходимость предварительного программного согласования движений двух машин - манипулятора и координатного измерительного устройства.На чертеже представлено устройство для определения пространственного движения звеньев манипулятора.Одно из звеньев манипулятора 1, например звено 2 (схват), взаимодействует через блок 3 чувствительных элементов с конечным звеном 4 координатного измерительного устройства. Выход блока 6 задания движений подключен к входу блока 7 управления манипулятора, вход вычислительного блока 8 которого связан с выходом блока 3 чувствительных элементов, вход блока 9 управления координатного измерительного устройства соединен с выходом блока 8, один вход блока 1 О обработки информации связан с выходом блока 3 чувствительных элементов, а другой - с датчиками координатного измерительного устройства 5. Выходы блока 7 и блока 9 подключены к приводам соответствующих степеней подвижности манипулятора и координатного измерительного устройства,Блок 3 чувствительных элементов представляет собой многомерный измеритель текущего относительного положения звена 2 манипулятора и конечного звена 4 координатного измерительного устройства, Количе. ство первичных преобразователей блока 3 определяется его конструктивной схемой, причем могут использоваться как контактные датчики, так и бесконтактные,В качестве блока 6 задания движений может быть использован блок задания программ для автоматических манипуляторов либо устройство ручного или полуавтоматического управления,Способ определения пространственного движения звеньев манипулятора, который реализуется указанным устройством, осуществляется следующим образом,Одно из звеньев (звено 2) манипулятора 1 приводят в некотором начальном положении во взаимодействие через блок 3 чувствительных элементов с конечным звеном 4 координатного измерительного устройства 5. В соответствии с заданным блоком 6 движением звеньев манипулятора блок 7 управления вырабатывает управляющие воздействия на приводы этих звеньев. 2При выполнении заданного пространственного движения манипулятора возникает смещение его звена 2 относительно конечного звена 4 координатного измерительного устройства, Это смещение, т.е. рассогласование взаимных положений звена 2 манипулятора и конечного звена 4 координатного измерительного устройства, отсчитывается от некоторого их относительного положения, принятого за нулевое, и характеризуется многокомпонентным (в общем случае шестимерным) вектором рассогласований, измеряемым блоком 3 чувствительных элементов. Процесс измерения может осуществляться без применения контрольного тела либо с применением контрольного тела стандартной формы, скрепляемым со звеном 2 манипулятора или с конечным звеном 4 координатного измерительного устройства. Информация с блока 3 используется для управления координатным измерительным устройством 5 и поступает на вычислительный блок 8, В этом блоке, который соединяет блок 3 чувствительных элементов и блок 9 управления координатного измерительного устройства, ведется преобразование информации от блока 3 и в соответствии с фактическими Смещениями конечного звена 4 относительно звена 2 определяются необходимые движения звеньев координатного измерительного устройства так, чтобы движение его конечного звена 4 соответствовало перемещениям звена 2 манипулятора, По сигналам от блока 8 в блоке 9 управления вырабатываются управляющие воздействия на приводы звеньев координатного измерительного устройства 5,Могут быть использованы различные алгоритмы функционирования блоков 8 и 9. В соответствии с одним из алгоритмов движением звеньев координатного измерительного устройства 5 управляют так, чтобы положение его конечного звена 4 непрерывно совмещалось с наперед заданным положением звена 2 манипулятора. В соответствии с другим алгоритмом управление ведется так, чтобы положение конечного звена 4 относительно звена 2 манипулятора находилось в пределах рабочего диапазона блока чувствительных элементов. Вблоке 10 обработки информации ведется определение фактических координат положений звена 2 манипулятора 1, причем используется информация от блока 3 чувствительных элементов и от датчиков координатных перемещений координатного измерительного устройства 5. Определяя и регистрируя фактические мгновенные пространственные положения звена 2 манипулятора, можно получить и зафиксировать законы движения этого звена или только значения координат этого звена при его движении в пространстве.1. Способ определения пространственного движения звеньев манипулятора, заклю чающийся в том, что, с помощью управляемого координатного измерительного устройства, имеющего возможность взаимодействия с одним из звеньев манипулятора посредством блока чувствительных элементов, определяют фактические координаты положений звена манипулятора как совокуп ность измерений координатного измерительного устройства и блока чувствительных элементов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и упрощения, движением звеньев координатного измерительного устройства управляют15 по сигналам блока чувствительных элементов в соответствии с перемещениями звена манипулятора. 202, Способ по п. 1, отличающийся тем что движением звеньев координатного измерительного устройства управляют так, чтобы положение его конечного звена непрерывно совмещалось с наперед заданным положением относительно звена манипулятора.3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что движением звеньев координатного измерительного устройства управляют так, что 4бы положение его конечного звена относительно звена манипулятора находилось в пределах рабочего диапазона блока чувствительных элементов.4. Устройство для определения пространственного движения звеньев манипулятора, содержащего блок управления, приводы и исполнительный орган, включающее в себя блок задания движений, блок обработки информации и координатное измерительное устройство, конечное звено которого имеет возможность взаимодействия с одним из звеньев манипулятора с помощью блока чувствительных элементов, выход которого связан с первым входом блока обработки информации, а его второй вход связан с датчиками координатного измерительного устройства, причем приводы координатного измерительного устройства связаны с выходом блока управления этого устройства, а выход блока задания движений подключен к входу блока управления манипулятора, отличающееся тем, что, с целью упрощения и расширения функциональных возможностей, оно дополнительно содержит вычислительный блок, вход которого связан с выходом блока чувствительных элементов, а выход - с входом блока управления координатного измерительного устройства.Составитель О. РоманенкоРедактор О. Юрковецкая Техред И. Верес Корректор А. ОбручарЗаказ 6310/11 Тираж 907 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5П роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4