Система управления манипулятором

(51) М. Кб 05 В 11/ В 251 13/О явки-с присоединением Гееудерстееииый квинте 23) Приори девам изебретеини и открытий. В. Андрюнин, Н. А. Лакота, С. В. А. Моисеенков и В. Н. Ш 72) Авторы изобретения Зтт, РЦю Московское ордена Ленина и ордена Тру Знамени высшее техническое училище им ая амтел 4) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРО Изобретение и может быть систем управлеИзвестна сн лятором, содер и исполнительн жения задающе нов и усилители относится использова ния звеном стема упр жащая при ого органо го и испол к робототехнике но при создании манипулятора. авления манипуводы задающего в, датчики полоните,чьного оргаОднако она имеет большие вес и габаритй задающего органа,Наиболее близким техническим решением к изобретению является система, содержащая по каждой управляемой координате последовательно соединенные датчик положения задающего органа, привод, связанный кинематически через датчик момента исполнительного органа с датчиком положения исполнительного органа, первый выход которого подключен ко второму входу привода 2.Недостатком этой системы является отсутствие возможности дозирования оператором усилий, развиваемых исполнительным органом, и, как следствие, невозможность в общем случае манипулировать объектами, на которые наложены внешние связи. Цель изобретения - расширение области применения системы.Цель достигается тем, что система содержит последовательно соединенные датчикусилий оператора и блок вычисления зоны.нечувствительности и по каждой регулируемой координате функциональный преобразователь, первый вход которого подключенк соответствующему выходу блока. вычисления зоны нечувствительности, второй вход -к выходу датчика момента исполнительногоооргана, а выход - к третьему входу привода, вторые входы блока вычисления зонынечувствительности соединены с выходомкаждого датчика положения. задающего органа, а третьи входы - со вторым выходомкаждого датчика положения исполнительного органа.На чертеже представлена блок - схемасистемы,Схема содержит датчик 1 положения задающего органа, привод 2 исполнительного20 органа, датчик 3 момента исполнительногооргана, датчик 4 положения исполнительного органа, датчик 5 усилий оператора, блок6 вычисления зоны нечувствительности, функциональный преобразователь , Ч, Чз, Чз;.,5 1 о 15 го формула изобретения 25 30 35 50 гр Чмн, Чмг. - выходные сигналы датчика 5 усилий оператора, датчиков 1 положения задающего органа, датчиков 4 положения исполнительного органа, блока 6 вычисления зоны нечувствительности, датчиков 3 момента исполнительного органа, функциональных преобразователей 7 соответственно.Система работает следующим образом.Функциональный преобразователь 7 реализует следующую зависимость для каждого 1-го сигнала Ч; =- О, если ЧцнМогр).,=- К,; ,Чмя- Чо рвзКп 1 Чмн) 1,ес, ги; Ъц1 ног ,г.;с ," ь который постоянный коэффицкен г.Итак, функциональный преобразовательпредставляет собой зону нечувствительностипо каналу. момента, причем величина зонынечувствительности определяется величинойсигнала Чо поступающего с блока 6 вычисления зоны нечувствительности.Блок 6 вычисления зоны нечувствительности определяет величину Чогьв зависимости от положения задающего и исполнительного органов в пространстве и от величинысигнала Ч с выхода датчика 5 усилия оператора, который может располагаться, например, на рукоятке задающего органа. Величина Ч 1 задается оператором и являетсямодулем силы, которую манипулятору необходимо приложить к объекту, Направлениеэтой силы зависит от направления рассогласования конечной точки задающего органаи схвата исполнительного органа манипулятора.Когда исполнительный орган манипулятора находится в свободной зоне, оператор,увеличив. величину сигнала Ч 1 до максимального значения (величина зоны нечувствительности . функционального преобразователя 7 максимальна), практически размыкает моментные связи на приводах 2 исполнительного органа,и манипулятор работает какобычный манипулятор с жесткой системой управления одностороннего действия.Пусть манипулятор работает с объектом, накоторый наложены связи. В первый моментоператор отпускает датчик 5 усилия, т.е.сигнал Ч равен нулю. Г 1 ри этом приводы 2системы управления манипулятором охвачены глубокими обратными связями по развиваемому моменту, т.е. система управлениястановится мягкой. Оператор перемещаетзадающий орган в сторону предполагаемогодвижения системы исполнительный органобъект. При этом исполнительный орган недвижется, так как у него мягкая система управления. После этого оператор увеличивает сигнал Ч 1, воздействуя на датчик 5 усилия, исполнительный орган при этом развивает усилия, пропорциональные величине усилия оператора. Если при достаточно больших значениях Ч движения исполнительного органа не происходит, то оператор перемешает задающий орган в другом направлении. При этом блок 6 вычисления зоны нечувствительности перераспределяет величины Ъ, таким образом, чтобы усилие исполнительного органа было направлено в сторону перемещения конечной точки задаюшего органа. Далее цикл повторяется, пока операция не будет завершена.Применение изобретения позволит оператору дозировать усилия исполнительного органа и работать с объектами, имеющими связи без увеличения габаритов и веса задаюшего органа. При этом уменьшаются габариты, вес и энергопотребление схем управления приводами по сравнению с системой управления манипулятором двустороннего действия, так как такая система требует меньшего числа активных элементов. Система управления манипулятором, содержащая по каждой управляемой координате последовательно соединенные датчик положения задаюшего органа и привод исполнительного органа, кинематически связанный через датчик момента исполнительного органа с датчиком положения исполнительного органа, первый выход которого подключен ко второму входу привода, отличаюшаяся тем, что, с целью расширения области применения системы, она содержит последовательно соединенные датчик усилий оператора и блок вычисления зоны нечувствительности и по каждой регулируемой координате функциональный преобра зователь, первый вход которого подключенк соответствующему выходу блока вычисления зоны нечувствительности, второй входк выходу датчика момента исполнительного органа, а выход - к третьему вход; привода, вторые входы блока вычисления зоны нечувствительности соединеньг с выходами каждого датчика положения задающего органа, а третьи входы - со вторым выходом каждого датчика положения исполнительного органа.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кулешов В. С. и Лакота Н. А. Динамика систем управления манипулятором. М.,Энергия, 1971, с. 56.2. Там жес. 70 (прототип).Г. Нефкас ов Корректор М, Коста Подписное митета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5ул. Проектная СоставителРедактор С. Лыжова Техред А. БоЗаказ 10642/69 Тираж 95ВНИИПИ Государственного кпо делам изобретений и113035, Москва, Ж - 35, РаушсФилиал ППП Патент, г, Ужгород