Система управления копирующим манипулятором

,1 574320 ОП ИС ИЗОБРЕК АВТОРСКОМУ (61) Дополнительное к (22) Заявлено 07.05,76 Союз СоветскихоциалистическихРеспублик М. Кл. присоединение Государственный комитет 3) Приоритет Совета Министров СССРпо делам изобретений 43) Опубликовано 30.0 45) Дата опубликован Д 1 62-50(088,8 открытий 72) Авторы изобретен 71) Заявители. В. Илюхин, А. В. Коче альный научно-исследов нститут механизации и ковское ордена Ленинавысшее техническо ков, В, И. Лоба ев и А. А, Цветковектно-конструкторский" промышленностиого Красного ЗнамениЭ. Баумана и пр есно Рудо м. Н ательскииэнергетикии орденае училище 54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ КОПИРУЮЩ МАН И ПУЛЯТОРОМИзобретение относится к системам управления манипуляторами, содержащими комплекс следящих электрогидравлических приводов, и может быть использовано на лесосечных машинах, экскаваторах и грузоподьемных устройствах, содержащих манипулятор,Известна система управления копирующим манипулятором, содержащая электронные усилители, электротехнические преобразователи, электрогидравлические приборы и источник питания ограниченной мощности. Она имеет низкую производительность, что ведет к повышенной утомляемости оператора.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является система, содержащая в плечевом и локтевом суставах манипулятора последовательно соединенные задатчик положения, сумматор, усилитель, ограничитель напряжения, исполнительный механизм и датчик положения, выход которого подключен ко второму входу сумматора, а в кистевом суставе манипулятора - последовательно соединенные сумматор, усилитель, исполнительный механизм и датчик положения, выход которого подключен к первому входу сумматора.Эта система не учитывает специфики работы манипулятора, например валочно-пакетирующей машины, заключающейся в необходимости поддеряа пня в зада пном положении дерева в процессе его переноса при ограниченной мо.цности источника энергии. Извест ная система требует от оператора большойвнимательности и создает значительные психофизические нагрузки, что приводит к быстрой утомляемости и ограничивает производительность системы оператор - манипуля- О тор,Целью изобретения является расширениефункциональных возможностей манипулятора.Достигается это тем, что предлагаемая си стема содержит блок задания уставок, четвертый сумматор, последовательно соединенные задатчпк положения кистевого сустава манипулятора и вычислительный блок, после.довательно соединенные пятый сумматор и 0 первый разделительный элемент и последовательно соединенные шестой сумматор, второй разделительный элемент, седьмой сумматор и пороговый элемент, выход которого подключен ко вторым входам ограничителей напря жения, первый и второй входы четвертогосумматора соединены с выходами датчиков положения плечевого и локтевого суставов манипулятора соответственно, а выход - со вторый входом вычислительного блока, аыхол которсцо полк,цочсц ко второму входу сумматора кистеого сустава, выход усилителя кистевого сустава манипулятора соединен с первыми входами пятого и цсстого сумматоров, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам блока задания уставок, а выход первого разделительного элемента соединен со ьторым вхолом седьмого сумматора,На чертеже представлена схема преллагаемой системы управления копирующим манипулятором.Система содержит: рцвод 1 плечевого сустава манипулятора; привод 2 локтевого сустава; привод 3 кистевого сустава; исполнительный механизм 4; усилитель 5; сумматор б; датчик 7 положения; ограничитель 8 напряжения; залатчик 9 положения; четвертый сумматор 10; вычислительный блок 11; пятый и шестой сумматоры 12, 13 соответственно; первый и ьторой разделительные элементы 14, 15 соответственно; седьмой сумматор 16; пороговый элемент 17; блок 18 задания устдвок; задатчик 19 полокения кистевого сустава манипулятора.Система управления копирующим манипулятором работает следующим образом.Оператор задает сигнал У желаемого положения в пространстве кистевого сустава и воздействует на задающий орган с целью получения желаемого движения всех звеньев манипулятора. При этом на входы приводов 12 с задатчиков 9 положения поступаюти1 и 2сигналы управления Рь У, Приводы 1 и ограничивают эти сигналы, и на выходе датчиков 7 положения появляются выходные сигналы приводов, которые после суммирования в четвертом сумматоре 10 поступают на вход вычислительного блока 11, непрерывно формирующего входной сигнал У привода 3. Этот сигнал отрабатывается приводом 3 таким образом, что положение кистевого сустава манипулятора в пространстве сохраняется в соответствии с сигналом ьИз-за недостаточной энерговооруженности привода, а также в результате различного влияния на динамику разных приводов внешних и внутренних возмущений привод 3 может не успевать отрабатывать желаемую величину входного воздействия Уз, вьвычисляекак результат движения всех остальных приводов, Поэтому в случае выхода о иположения привода 3 за пределы, заданные величинами Л, или Л, срабатывает пороговый элемент 17 и подает команду А в ограничители 8 напряжения.Если ошибка превышает допустимую величину, происходит ограничение входных сигналов управления исполнительными механизами 4 приводов 1 и 2, Это приводит кмамишению скорости движения каждогоизуменьгияа следовательно, и скорости изменесуммарного сигнала, поступающего на ввычислительного блока и определяющего скорость изменения входного воздействия У црво, 3. Урогцц огрдццчсцця ограничителси 8 цацряжсця ныоцраются достаточномалым, что способствует интенсивномууменьшению скоростей двжсния приводов.5 Этц уровни вьбираотея так ке из соображений обесцс:сця независимости и устойчивости лвижсций приводов в положениях, близких к равновесным,1 хк только ошибка привода 3 уменьшится10;о допустимой вслц ицы, в ограничителях 8цдцря.кеця увслцчцвдстся порог ограничения,скороец других приводов начинаютОзрстть. Если привод 3 вновь не успеваетотрабатывать воздействие Рсигналы на15 вхолс исполнительных механизмов 4 другихприводов снова ограничиваются. Так продолкается ло тсх пор, пока режимы движенияцссх приволов цс измсцятся таким образом,го вхолцос воздействие Уз будет отрабаты 10 вдться с лопустимой ошибкой, лскащей в за,цых прелелах Л и ЛПрсллагдемая система автоматически, безгдстця оператора, обеспечивает во время пс осос груза его заданное положение в прасрдцствс при ограниченной мощности источццкд эцсргцц, снижает интенсивность труда и утомляемость опсратора, создает предпосылки лля болсс полного использования манипу лятора, что обеспечивает увеличение его продно;цтсл ости.Форду. зобрстсццяЗ 5 Система управления копирующим манипулятором, содержацая в плечевом и локтевом суставах манипулятора последовательно со лцнснцыс заддтчик положения, сумматор, усилитель, ограничитель напряжения, испол тельный механизм и датчик положения,цыхол которого подключен ко второму входу суммдто а, д в кистсвом суставе манипулятора - цослеЛовательно соединенные сумматор, усилитель, исполнительный механизм и дат чик положения, вьход которого подключен кперюму входу сумматора, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных во:.:можностей манипулятора, систеа содер)кт блок задания уставок, четвер тый сумматор, последовательно соединенныезалдтчик полокения кистевого сустава маниулятора и вычислительный блок, последоцдтс,ььцо сослиценцые пятый сумматор и первый разлелельный элемент и последова тельно соединенные шестой сумматор, второйразделительный элемент, седьмой сумматор и пороговый элемент, выход которого подкл очсн ко вторым входам ограничителей напряжения, первый и второй входы четвертого Оо сум.,атора соединены с выходами датчиковположения цге евого и локтевого суставов мдццулятора соответственно, а выход - со вторым вхолом вычислительного блока, выход которого подключен ко второму входу 05 сумматора кистевого сустава, выход усилите+1 Составитель Е. ПолитовН. Хубларова Тсхред И. Михайлова Корректор Л. Брахнин сдакт ПодпнснСР каз 2310/3 Изд, М 842 Тнр осударствснного кохгнтста Совета по дслагп пзобретснпй и откр 113035, Москва, Ж, Раушскаяхк 1130 министровтийаб., д. 4/5 пунова,ппографпя,ля кистевого сустава манипулятора соединен с первыми входами пятого и шестого сумматоров, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам блока задания уставок, а выход первого разделительного элемента сосдинсн со вторым входом седьмого сумматора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР446256,кл. А 01 Ст 23/08, 1973. 5 2. В. Л Жавнер, Э. И. Крамской. Погрузочные манипуляторы. Л., Машиностроение, 1975, с. 23.