Следящая система с отражением усилия

(51)4 С 05 В 11/ ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ОСУДАРСТВЕННЫО ИЗОБРЕТЕНИЯМРИ ГКНТ СССР РЕТЕНИЯ АН ВИ ТЕЛЬСТВ К А 8 ТОРСК Р 47механический ин Советского Союз азная о(21) 4284470/24-24(56) Авторское свидетельство СССРВ 317039, кл, С 05 В 11/01, 1970.Дорохов В.П. Основы робототехники. Учебное пособие, ч.п.,-Л. ЛИИ,1986, рис. 1.23, с. 28,(57) Изобретение относится к манипуляторостроению и может быть использовано преимущественно при соэдании телеуправляемых копирующихмаципуляционных роботов, преднченных для работы в опасных длчеловека зонах. Цель изобретенияповышение динамической точнос ги д зирования усилий путем подавленияавтоколебаний при обеспечении высокого быстродействия системы в режиме дозирования усилий. Система содержит исполнительный элемент 1,усилители 2, 10, 12, 14, датчик 3положения вала нагрузки, датчик 4скорости вала нагрузки, датчик 5момента вала нагрузки, сумматоры 8,9, 11, 26, датчик 7 положения валаоператора, нелинейный элемент 13,Фазочувствительный моментный загружатель 15 вала оператора, реле 16,17, блоки 18, 19 выделения модулясигнала, источник 20 постоянноготока. Система осуществляет отключенисигнала ошибки по положению в режимедозирования усилий и подавление автоколебаний в этом режиме, обеспечивая тем самым ограничение моментанагрузки даже в случае выхода иэстроя Аазочувствительного моментногозагрукателя вала оператора. 1 ил.Изобретение относится к манипуляторостроению и может быть использовано преимущественно при созданиителеуправляемых копирующих манипуляционных роботов, предназначенных дляработы в опасных для человека зонах,Цель изобретения - повышение динамической точности доэирования усилий путем подавления автоколебанийпри обеспечении высокого быстродействия системы в режиме доэированияусилий,На чертеже представлена блок-схема 10 следящей системы с отражением усилия. 15 Следящая система с отражением усилия работает следующим образом.Ошибка по положению, представляюцая собой разность сигналов с датчика 7 положения вала оператора и датчика 3 положения вала нагрузки и вы 40 деляемая на выходе первого сумматора6, последовательно через контакт 25первого реле и сумматор 8 поступаетна вход контура скорости системы,который включает в себя датчик 4 ско 45 рости вала нагрузки, второй усилитель 10, третий сумматор 9 и первый усилитель 2, управляющий исполнительным50 элементом 1, Вал нагрузки системы отслеживает перемещение вала оператораи, если сигнал с выхода датчика 5момента вала нагрузки не превышаетустанавливаеиой операторои перед началом работ эоны нечувствительности55 нелинейного элемента 13, то операторне оцущает отраженного момента. При Система содержит исполнительный элемент 1, первый усилитель 2, датчик 3 положения вала нагрузки, датчик 4 скорости вала нагрузки, датчик 5 момента вала нагрузки, первый сум матор 6, датчик 7 положения вала оператора, второй сумматор 8, третий сумматор 9, второй усилитель 10, четвертый сумматор 11, третий усилитель 12, нелинейный элемент 13, четвертый 25 усилитель 14, фазочувствительный моментный загружатель 15 вала оператора, первое реле 16, второе реле 17, первый блок 18 выделения модуля сигна" ла, второй блок 19 выделения модуля сигнала, источник 20 постоянного тока, обиотку 21 управления первого реле, замыкающий контакт 22 второго реле, обмотку 23 управления второго реле, замыкающий контакт 24 первого реле, размыкающий контакт 25 первого35 реле пятый сумматор 26. возрастании момента нагрузки, измеряемого датчиком момента вала нагрузки,до величины, превышаюцей установленной оператором зоны нечувствительности нелинейного элемента 13, на еговыходе появляется сигнал, которыйчерез четвертый усилитель 14 воздействует на фазочувствительный моментный загружатель 15 вала оператора, иоператор ощущает отраженный момент.Сигнал с выхода нелинейного элемента13 поступает также на вход второгосумматора 8 и через первый блок 18выделения модуля сигнала на обмотку21 управления первого реле,Для повышения запаса устойчивостисистемы сигнал момента нагрузки,измеренный датчиком 5 момента нагрузкивала оператора, суимируется в четвертом сумматоре 11 с сигналом дополнительной обратноЦ связи но скорости,получаемой на выходе третьего усилителя 12, а результирующий сигнал дей, ствует на вход нелинейного элемента 1 Э,При поступлении на обмотку 21 управления первого реле сигнала размыкает"ся контакт 25 первого реле, отключаятем самыи сигнал ошибки по положению всистеме в режиме дозирования усилий,т, е. на вход второго сумматора 8 в этомрежиме будет действовать только сигналс выхода нелинейного элемента 13,Присрабатывании первого реле 16 происходит также замыкание контакта 24 первого реле. Через блок 19 выделениямодуля сигнала и контакт 24 первогореле на обмотку 23 управления второго реле поступает с выхода первогосумматора 6 сигнал ошибки по положению в системе, и, если этот сигнаЛотличен от нуля, то второе реле 17срабатывает и замыкает контакт 22.При этом обмотка 21 управления первого реле через контакт 22 второго реле получает питание от источника постоянного тока, что в свою очередьобеспечивает разомкнутое состояниеконтакта 25 первого реле до тех пор,пока второе реле 17 эапитано, Поступающий с выхода нелинейного элемента1 Э на вход контура скорости системысигнал обеспечивает торможение двигателя противовключением, что приводит к снижению момента нагрузки,Послеснижения момента нагрузки до уровня,меньшего установленной операторои эоны нечувствительности нелинейногоэлемента 13, контакт 25 первого релеостается разомкнутым, обеспечиваяотключение сигнала ошибки по положению в системе до конца переходногопроцесса по моменту нагрузки.5Возврат системы в режим слеженияосуществляется путем соответствующего перемещения вала оператора в сторону уменьшения ошибки по положениюдо нуля. Равенство ошибки по положению в системе нулю приводит к обесточиванию второго реле 17 и, соответственно, размыканию контакта 22 второго реле, обесточиванию первого реле16 и, соответственно, замыканиюконтакта 25 первого реле, т.е. система включается в режим слежения.Таким образом, система осуществляет отключение сигнала ошибки по положению в режиме дозирования усилий и 20переход из режима доэирования в режимслежения только после снижения момента нагрузки до уровня, меньшего устанавливаемой оператором зоны нечувствительности нелинейного элемента 13 25и перемещения вала оператора в сторону уменьшения ошибки по положениюдо нуля, что в результате приводитк подавлению автоколебаний в режимедоэирования усилий при обеспечениивысокого быстродействия системы и,соответственно, динамическая точностьдоэирования усилий повышается,Обеспечение в системе подавленияавтоколебаний в отраженном на валоператора сигнале момента нагрузкипозволяет в значительной степениснизить утомляемость оператора и повысить достоверность воспринимаемойоператором в процессе работы силовой 4 ОинФормации.Формула изобретенияСледящая система с отражением уси 45 лия, содержащая исполнительный элемент, вход которого соединен с выходом первого усилителя, а выход - с входами датчика положения вала нагрузки, датчика скорости вала нагрузки и датчика момента вала нагрузки,уервьп 3 сумматор, первый и второй входы которого. соединены соответственно с выходами датчика положения вала оператора и датчика положения вала нагрузки, второй сумматор, третий сумматор, первый вход которого соединен с выходом второго сумматора, а выходс входом первого усилителя, второй усилитель, вход которого соединен с выходом датчика скорости вала нагрузки, а выход - с вторым входом третьего сумматора, четвертый сумматор, первый вход которого соединен с выходом датчика момента вала нагрузки, третий усилитель, вход которого соединен с выходом датчика скорости вала нагрузки,а выход - с вторым входом четвертого сумматора, выход которого соединен с входом нелинейного элемента, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора и входом четвертого усилителя, фаэочувствительный моментный загружатель вала оператора, вход которого соединен с выходом четвертого усилителя, а выход - с входом датчика положения вала оператора, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с ,целью повышения. динамической точности дозирования усилий, в нее введены первое и второе реле, первый и второй блоки выделения модуля сигнала,источ 4ник постоянного тока, пятый сумматор, причем обмотка управления первого реле соединена с выходом пятого сумматора, первый вход которого подключен к выходу первого блока выделения модуля сигнала, вход которого соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен через размыкающий контакт первого реле с выходом первого сумматора и входом вгорого блока выделения модуля сигнала,подключенного выходом через замыкающий контакт первого реле к обмотке управления второго реле, выход источника постоянного тока соединен через замыкающий контакт второго реле к второму входу пятого сумматора.