Устройство для управления манипу-лятором

Сфвз СоветскикСоциалистическихреспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(и 830292(51) М, Кл.6 05 В 11/00 В 25 У 13/00 Гввударствеемй комитет СССР Ю Амам зебретений в вткрыткй(53) УДК 62- -50(088.8) Дата опубликования описания 20.05.81(5 ТРОЙСТВ УПРАВЛЕНИЯ 2ство, содержащее последовательно соедИненные первый сумматор привод задающего органа, датчик нагрузки: задающего органа, датчик положения задающего органа, второй ",умматор, привод исполнительного органа и датчик нагрузки исполнительного органа, первый выход которого через датчик положения исполнительного органа связан со вторым входом второго сумматора, а второй выход - с первым входом первого сумматоре второй вход которого подключен ко второму выходу датчика нагрузки задающего орган5. Однако это устройство не решитзадачу по обеспечению устойчивости в режимах работы на жесткую претраду и в зоне упоров. Во избежение потери устойчивости приходится увеличивать запас устойчивости системы, уменьшая коэффициент усиления канала оператор- объект, что в других режимах ухудшает статические и динамические свойства манипулятора. При увеличении запаса Изобретение относится к манипуляторостроению и автоматике и может быть использовано при создании систем управления чувствительных манипуляторов.Известно устройство для управления манипулятором, содержащее последова тельно соединенные первый измеритель рассогласования привод задающего органа, датчик положения задающего органа, второй измеритель рассогласования,привод исполнительного. органа и датчик10 положения исполнительного органа, выход которого соединен с вычитающим входом второго измерителя рассогласования, выход которого связан с суммирующим входом первого измерителя рас 1 согласования, а выход привода задающего органа подключен к вычитающему входу первого измерителя рассогласования, приработе исполнительного органа на жесткую преграду или в зоне упоров имеет запас устойчивостф 1Наиболее близким техническ нием к изобретению является устрой им реш83 О 2 50 3устойчивости выбирается компромиссмежду требуемыми показателями качества в режиме работы на жесткую преграду,и в других режимах, и как правило, привстрече с препятствием все же возникаютавтоколебания, что предъявляет дополнительные требовании к оператору, ведетк его утомлению, к ограничению набора.выполняемых операцийЦель изобретения - улучшение динамических характеристик устройства,Цель достигается тем, что устройство содержит датчик скорости исполнительного оргача, датчик скоростизадающего органа, логический блок и15блок переключения коэффициентов, выход которого соединен со вторым входом привода исполнительного органа,первый вход - со вторым выходом датчиканагрузки исполнительного органа, второйвход - с выходом логического блока,первый вход которого подключен к выходу датчиа скорости задающего органа,второй вход - выходом датчика скоростиисполнительного органа, причем входы25датчика скорости исполнительного органаи датчика скорости задающего органасоединены соответственно с выходамидатчика нагрузки исполнительного органа30и датчика нагрузки задающего органа.На чертеже изображена функциональнаясхема манипулятора..Манипулятор содержит оператор 1,задающий орган 2, датчик 3 нагрузкизадающего органа 3, привод 4 задающе 35го органа, датчик 5 положения задающегооргана, исполнительный орган 6, привод 7исполнительного органа, датчик 8 положе"ния исполнительного органа, первый сумматор 9, объект 10 манипулирования,40датчик 11 нагрузки исполнительного органа, второй сумматор 12, блок 13переключения коэффициентов, логическийблок 14, датчик 15 скорости задающего45органа и датчик 16 скорости исполнительного органа.Устройство работает следующимобрезом.Оператор 1 прикладывает к рукояткезадающего органа 2 момент, которыйизмеряется датчиком 3 нагрузки задающего органа и отрабатывается приводом4 задающего органа. Сигнал с выходадатчика 5 положения задающего органапоступает на исполнительный оргар 6, .который приводится в движение приводом 7 исполнительного органа. Привод 7исполнительного органа отрабатывает сигнал датчика 5 положения задающего органа до тех пор, пока сигнал с выхора датчика 8 положения исполнительного органа не сравняется с сигналомдатчика 5 положения задающего органана втором сумматоре 12,Если на исполнительный орган 6 действует нагрузка с объекта 10 манипулирования, то между задающим органом 2 и исполнительным органом 6 возникает рассогласование, пропорциональное величине этой нагрузки и обратно пропорциональное жесткости исполнительного органа 6. Сигнал с датчика 11 нагрузки исполнительного органа поступает на задающий орган 2, где он на первом сумматоре 9 сравнивается с сигналом датчика 3 нагрузки задающего органа. Сигнал с выхода первого сумматора 9 отрабатывается приводом 4 задающего оргапа, который воспроизводит отраженную нагрузку на руку оператора 1, Кроме того, сигнал с выхода датчика 11 нагрузки исполнительного органа через блок 13 переключения коэффщиентов поступает на вход привода 7 исполнительного органа, Величина и знак связи по возмущению определяется блоком 13 переключения коэффициентов. Тем самым задается определенная жесткость исполнительного органа 6. Введение отрицательнойсвязи по нагрузке приводит к снижению жесткости, положительной - к увеличению. Как уже отмечалось жесткость исполнительного органа 6 и режиме работы на жесткую преграду должна быть меньше, чем при работе в других режимах. Для регулирования жесткости исполнительчого органа 6, т.е. для обеспечения устойчивой и обладающей высокими показателями качества системы управления манипулятора во всех режимах, блок 13 переключения коэффициентов управляется от логического блока 14, который анализирует наличие того или иного режима работы манипулятора по сигналам датчика 15 скорости задающего органа и датчика 16 скорости исполнительного органа, В режиме работы на жесткую преграду сигнал на выходе датчика 16 скорости исполни тельного органа отсутствует, а если оператор 1 перемещает задающий орган 2, то на выходе датчика 15 скорости задатчика скорости задающего органа сигнал присутствует. Такое сочетание сигналов датчика 15 скорости задающего органа и датчика 16 скорости исполнитель92выход - с первым входом первого сумматора, второй вход которого подключен ко второму выходу датчика нагрузки задающего органа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения динамических характеристик устройства, оно содержит датчик скорости исполнительного органа, датчик скорости задающего органа, логический блок и блок переключения коэффициентов, выход которого соединен со вторым входом привода исполнительного органа, первый вход - со вторым выходом датчика нагрузки исполнительного органа, второй вход - с выходом логического блока, первый вход - со вторым выходом датчика нагрузки исполнительного органа, второй - с выходом .логического блока, первый вход которогоподключен к выходу датчика скорости задающего органа, второй вхоц - к выходу датчика скорости исполнительного органа, причем входы датчика скорости исполнительного органа и датчика скорости задающего органа соединены" соответственно с выходами датчика нагрузки исполнительного органа и датчика нагрузки задающего органа. Устройство для управления манипулятором, содержащее последовательно25 соединенные первый сумматор, привод задающего органа, датчик нагрузки задающего органа, датчик положения задающего органа, второй сумматор, привод30 исполнительного. органа и датчик нагрузки исполнительного органа, первый выход которого через датчик положения исполнительного органа связан со вторым входом " второго сумматора, а вырой Составитель Г, Нефедова Редактор М. Погориляк Техрвд И.Асталош Корректор С. ШекмарЗаказ 3637/75 Тираж 940 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москве, Ж-Зб, Раушская набд, 4/6Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5ного органа и характеризует режим рабьты на жесткую преграду.Для системы управления схватом снижение жесткости в момент соприкосновения с твердым объектом манипулирования обеспечивает невозможность возникновения автоколебаний и далее для обеспечения необходимого усилия захвата она может увеличиваться до требуемой величины. Для других суставов при достижении ими упора или при встрече ими препятствия в рабочей зоне жесткость может оставаться пониженной до момента выхода из режима работы на жесткую преграду. 15Применение изобретения позволяет исключитьвозможность появления автоколебаний в режимах работы на жесткую преграду и в зоне упоров. формула изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кулешов В. С., Лакота Н, Л. Динамика систем управления манипуляторами, М., "Энергия", 1971, с, 244.2, Там же, с. 264 (прототип).