Устройство для управления манипулятором

(46) 07,03.92. Бюл,ский.инсти СР6 СС 88,робоо при вышеОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СМ 1290247, кл. В 25 3 13/00, 19Авторское свидетельство СМ 1321582, кл. В 25 3 13/00, 19 Изобретение относится к областитотехники и может быть использовансоздайии сборочных роботов.Целью изобретения является поние быстродействия.На фиг, 1 представлена диаграмма изменения управляющего сигнала; на фиг, 2 -функциональная схема устройства.На схеме указаны задатчики 1-3 поло- .жения, усилия и скорости соответственно,первый, второй и третий сумматоры 4-6 соответственно, первый и второй коммутаторы 7 и 8 соответственно, блок 9 выделениязнакаблок 10 умножения, первый и второйпороговые элементы 11 и 12 соответственно, датчики 13 и 14 усилия и положениясоответственно, привод 15, исполнительный механизм 16, исполнительный орган 17,.интегратор 18, элемент НЕ 19 и элементИЛИ 20.Устройство работает следующим образом,Первый коммутатор 7 переключаетсясигналом; поступающим на второй вход, Ес- .ли исполнительный орган 17 перемещаетсяв свободной зоне, т. е. нет контакта с внешним объектом, то отсутствуют сигналы навыходах датчика 13 усилия и первого порого.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ(57) Устройство относится к области робототехники и может быть использовано при создании сборочных роботов. Целью изобретения является повышение быстродействия за счет обеспечения линейного закона управления положением исполнительного органа. Для этого в устройство введены задатчик скорости, второй пороговый элемент, элемент НЕ и элемент ИЛИ, 2 ил. вого элемента 11, Первый коммутатор.7 коммутирует (т. е. соединяет с выходом) третий вход, Система замкнута по положению, Сиг- ф налом задания системы является сигнал, поступающий на вход сумматора 5,2 зд,2. При контакте исполнительного органа 17 с внешним объектом появляются сигналы на выходах датчика усилия 13 и первого пора- . ф гового элемента 11. Первый коммутатор 7 переключается и теперь коммутирует первый вход. Система размыкается по положению и замыкается по усилию, Сигналом задания системы является сигнал, поступающий на вход первого сумматора 4 с выхода датчика 2 усилия, умноженный на+1 в зависимости от знака сигнала ошибки по положению. Формирование сигнала задания 2 зад.2 осуществляется следующим образом, Второй коммутатор 8 отключается (т. е. не коммутирует первый вход с выходом) в одном из двух случаев: когда сигнал 2 эад.г равен сигналу с выхода задатчика 1 положения Ъд или когда появляется сигнал на выходе первого порогового элемента 11, т. е. когда происходит контакт исполнительного органа 17 с внешним объектом.1717338 20 БО Если исполнительный орган 17 находится в свободной зоне, т. е. сигнал.с датчика 13 отсутствует, а следовательно, и отсутству 1 от сигналы с первого порогового элемента 11, то первый коммутатор 7 коммутирует (соединяет с выходом) третий вход, Система замкнута по положенио и коммутатор 8 коммутирует первый вход. Сигнал с задатчикэ 3 скорости, поступающий через второй коммутатор 8 на вход интегратора 18, накапливается интегратором 18 и выходной СИГНад ЕГО Еэад.2, ПОСтУПаЮЩИй На СУММатОР 5, линейно возрастает, При этом сигнал Езад,2 с выхода интегратора 18 сравнивается С ВЫХОДНЫМ СИГНаЛОМ зад ЗЭДатЧИКа 1 ПОЛО- женил на СУмматоРе б. Если азад.22 эад, то на,выходе сумматора 6 существует сигнал,который нормируется вторым пороговым элементом 12 в сигнал, соответствующий логической единице, который инвертируется элементом НЕ 19. Таким образом, на обоих входах элемента ИГИ 20 сигнал отсутствует, следовательно; сигнал отсутствует и на выходе элемента ИЛИ 20, Второй коммутатор 8 коммутирует первый вход, СИГНаЛ На ВЫХОДЕ ИНтЕГРатОРа 18 7 эад.2 ЛИнейно возрастает, система, замкнутая по положению, его отрабатывает. Как только СтаНЕт азад.2=2 эад, На ВЫХОДЕ СУММатОРа 6 И на выходе второго порогового элемента 12 сигнал станет равным нулю. Тогда на выходе элемента НЕ 19 появится единица, которая через элемент ИЛИ 20 отключает второй коммутатор 8 (момент времени т на фиг. 1), И РОСТ СИГНаЛа азад.2 ПРЕКРатИтСЯ.Допустим, в некоторый момент време. ни произойдет контакт исполнительногооргана 17 с внешним Объектом, а сигнал задания по положению еще не отработан, т. Е. азад.2Еэад. П рИ ЭТОМ ПОяВятСя СИГНаЛЫ на выходах с датчика 13 усилия и первого порогового элемента 11, которые переключат первый коммутатор 7, и система замкнется.по усилию. Зтот же сигнал, т. е. сигнал"с выхода первого порогового элемента 11, 45 поступает на второй вход элемента ИЛИ 20 и отключает второй коммутатор 8. Сигнал на входе интегратора 18 станет равным нулю, а СИГНаЛ На ВЫХОДЕ ИНтЕГРатОРа 18 Езад,2 (меньший сигнала Езад, так как перемещение еще не отработано) фиксируется, т. е, поддерживается на уровне, соответствующем моменту переключения системы с управления положением на управление усилием. При обратном переключении, т, е при переключении с управления усилием на управление положением, сигнал падл начнет увЬличиваться с этого фиксированного уровня,Таким образом, предложенное устройство, как и прототип, позволяет фиксировать сигнал задания положений на уровне, соответствующем координате исполнительного органа 17 в момент касания с внешним объектом. В то же время, в данном устройстве при переключении системы нэ слежение положения сигнал задания, поступающий с выхода интегратора 18 на сумматор 5, изменяется линейно (т, е. линейно возрастает) в отличие от прототипа, в котором аналогичный сигнал изменяется по экспоненциальному закону, Зто обеспечивает движение исполнительного органа по линейному закону (э не по экспоненциальному, как в прототипе), что приводит к повышению быстродействия и производительности работы устройства для управления манипулятором. Формула изобретения Устройство для управления манипулятором, содержащее задатчик положения и последовательно соединенные задатчик усилия, блок умножения, первый сумматор, первый коммутатор и привод, кинематически связанный через исполнительный механизм с датчиком положения и исполнительным органом, который кинематически связан с датчиком усилия, подключенным выходом к второму входу первого сумматора и через первый пороговый элемент к второму входу первого коммутатора, третий вход которого соединен с входом блока выделения знака, выход датчика положения подключен через последовательно соединенные второй сумматор и блок выделения знака к второму входу блока умножения, а выход второго коммутатора подключен через интегратор к второму входу второго сумматора и. первому входу третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом.задатчика положения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит задатчик скорости и последовательно соединенные второй пороговый элемент, элемент НЕ, элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого порогового элемента, а выход - к первому входу второго коммутатора, соединенного вторым входом с выходом задатчика скорб-сти, а выход третьего сумматора подклюЧен к входу второго порогового элемента.дактор Л Заказ 838 Тираж Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина; 1 Сост лло Техр