Устройство управления звеном манипулятора с рекуперацией энергии

(57) Иза нию, Ц мы и ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И. ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 1(56) Ч Всесоюзное совещание по робототех-. ническим системам. Киев, 27 - 29.10,87, ч. 1 - Институт кибернетики им. В. М; Глушкова, изд, АН УССР.(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЗВЕНОМ МАНИПУЛЯТОРА С РЕКУПЕРАЦИЕЙ ЭНЕРГИИИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано для управ-.ления роботами и манипуляторами срекуперацией энергии, применяемыми дляавтоматизации основных и вспомогательных операций в промышленности,Цель изобретения - упрощение системы управления звеном манипулятора с рекуперацией энергии.На фиг. 1 изображена кинематическаясхема манипулятора; на фиг. 2 - схема сиФ-.темы управления его подвижным звеном,Устройство содержит подвижное звено1, связанное с основанием 2 упругими элементами 3 и 4, На подвижном звене имеются фиксаторы 5 и 6, ответные части 7 и 8которых размещены на основании, Подвижное звено связано с приводным двигателем9, На подвижном звене размещен постоянный магнит 10, а на основании в серединетраектории движения звена - магнитоуправляемый переключатель 11, выполненный, например, в виде геркона, Один из бретение относится к машиностроеель изобретения - упрощение систеу равления звеном манипулятора с рекуперацией энергии, Поставленная цель достигается тем, что алгоритм управления, связан с замером и запоминанием напряжения, пропорционального реальнойскорости подвижного звена манипулятора, сравнением его с эталонным и кратковременной запиткой электродвигателя полученной разностью, что обеспечивает необходимую коррекцию скорости, осуществляется без использования датчиков скорости и вычислительного устройства, 2 ил.1 выводов двигателя соединен с общим проводом, а другой - с переключающимся контактом магнитоуправляемого переключателя. Нормально замкнутый контакт соединен с неинвертирующим входом усилителя 12 и запоминающим элементом 13, выполненным, например, в аиде конденсатора, второй вывод которого соединен с общим проводом. Инвертирующий входусилителя связан с источником 14 эталонного напряжения. Выход усилителя соединен с нормально разомкнутым контактом магнитоуправляемого переключателя.Устройство управления звеном манипулятора с рекуперацией энергии работает следующим образом,При отпускании фиксаторов 5 и 7 подвижное звено 1 под действием сжатого упругого элемента 3 приходит в движение. Траектория его движения разделена на три участка, расположенных симметрично относительно ее середины. На первом участке производится измерение скорости подвиж1710334 10 20 30 инФормации 45 50 ного звена 1 переключением привода 9 в режим генератора. При этом напряжение противоЭДС приводного двигателя 9 через нормально замкнутые контакты магнитоуправляемого переключателя 11 поступает на неинвертирующий вход усилителя 12 и запоминающий элемент 13, выполненный, например, в виде конденсатора. На втором участке траектории срабатывает магнитоуправляемый переключатель 11 под действием постоянного магнита 10, закрепленного на подвижном звене 1, и тем самым переключает вывод приводного двигателя 9 к выходу усилителя 12, что приводит к подаче на него управляющего напряжения, Таким образом, привод переводится в режим работы двигателя. На неинвертирующий вход усилителя 12 при этом подается напряжение с запоминающего элемента 13, равное напряжению противоЗДС двигателя в момент переключения, и соответствующее реальной скорости звена 1 в этот момент времени. На инвертирующий вход поступает на" пряжение от эталонного источника 14, равное напряжению противоЭДС двигателя при скорости движения звена, соответствующей движению при отсутствии потерь энергии, измеренной,в момент переключения магнитоуправляемого переключателя 11, На двигатель 9, таким образом, поступает управляющее напряжение, пропорциональное разности между эталонной и реальной скоростями звена 1 на момент переключения магнитоуправляемого переключателя 11, На третьем, конечном, участке траектории при соотевтствукицем положении звена 1 снова срабатывает магнитоуправляемый контакт 11 и двигатель опять переводится в режим гейвратора, Однако в дальнейшем напряжение противо- ЭДС двигателя до окончания движения по траектории не используется, Аналогичным образом происходит движение подвижного элемента в противоположном направлении. Для этого выводы приводного двигателя необходимо поменять местами (схема, реализующая это переключение, на Фиг, 2 не показана),КоэФфициент усиления усилителя 12 определяется теоретически или экспериментально таким, чтобы подвижное звено 1 переместилось под действием упругих элементов 3 и 4 из одного крайнего положения в другое, зафиксировалось и конечная скорость его стала равна нулю, при изменении момента трения системы. Так, при увеличении, например, трения при движении. звена его реальная скорость снижается и управляющее напряжение, подаваемое на двигатель, возрастает, что приводит к возрастанию его момента и компенсации увеличения силы трения. Наоборот, при уменьшении трения управляющее напряжение, подаваемое на двигатель, уменьшается, что уменьшает и величину компенсирующего эту силу момента.Таким образом, устройство управления звеном манипулятора с рекуперацией при медленных изменениях в ограниченной области момента трения обеспечивает перемещение подвижного звена 1 по траектории, подход к точкам фиксации со 25 скоростью,.близкой к нулю, Фиксацию в них и позволяет упростить управление ним за счет исключения датчиков положения, скорости и вычислительного устройства для: хранения и обработки получаемой от них Формула изобретения Устройство управления звеном манипулятора с рекудерацией энергии, включающее усилитель, электродвигатель, датчик фиксированного. положения, запоминающий элемент, источник эталонного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения системы управления звеном, первый вывод электродвигателя связан че реэ нормально замкнутые контакты датчика. Фиксированного положения с первым выводом запоминающего элемента и неинвертиРующим входом усилителя,. а через нормально разомкнутые контакты с его выходом, инвертирующий вход усилителя при этом подключен к первому выводу источника эталонного напряжения, вторые выводы электродвигателя, источника эталонного напряжения и запоминающего элемента объединены.1710334 Фиъ Корректор О.Кравцо Составитель С.Соко Техред ММоргентал едактор Н.Я Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 300 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5