Моделирующее устройство

(53) УДК 62-229. .72 (088.8) Опубликовано 23.05.81 Бюллетень19 по делам изооретенкй и открытийДата опубликования описания 04.06,81 В. В. Доротов, В. А,Моисеенко и В. Н.Шведовчи"1 Ф ". 4 лсФ рчМ грНаучно-исследовательский институт проблем мациностроднияпри Московском высшем техническом учиЯище -"им. Н. Э. Бауманак(54) МОДЕЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к машиностроению, а именно к роботостроению, и предназначено для проведения экспериментальных исследований при создании робототехнических систем различного назначения, в частности манипуляционных.Известно моделирующее устройство исполнительного органа робототехнической сис- . темы, содержащее пульт управления, блок управления, исполнительный орган, имею-.щий ряд последовательно соединенных звеньев, приводов и информационных датчиков 11.Однако конструкция звеньев исполнительного органа известной робототехнической системы не позволяет точно. имитировать колебательные перемещения схвата манипулятора проектируемой системы, котррые 15 обусЛовлены поперечными и продольными перемещениями концов зтих звеньев при их динамической и статической деформациях.Цель изобретения - повышение точности определения технических характеристик проектируемых робототехнических систем с уче 20 том упругости их звсньев.Цель достигается тем, что моделирующее устройство снабжено упругим элементом и 2механизмом преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, хотя бы одно звено исполнительного органа выполнено из телескопических секций, одна из которых шарнирно установлена на выходном валу привода и связана с ним через упругий элемент, а другая секция кинематически связана с выходнь 1 м валом того же привода через механизм преобразования, причем упругий элемент выполнен с возможностью регулировки его жесткости.На чертеже схематически изображено моделирующее устройство исполнительного органа робототехнической системы.Устройство состоит из задающей установки 1, содержащей программное устройство 2, электронно-вычислительную машину 3 и органы 4 управления, например орган копирующего типа, и рукоятку. Кроме того, имеется блок 5 управления приводами, содержащий элементы 6 сравнения, корректирующие устройства 7 и управляющие усилители 8, исполнительный орган, содержащий последовательно соединенные вращательными парами жесткие звенья, выполненные в виде телескопически смонтированных секций 9 и 10, имеющих возможность воз вратно-пост 1 пытедыц 1 о пе Ос:".;цс.,;относительно друга цо напра,;якцн;1 1 секций 9. Устройство и:сл,р воды 2 и информационные датчики 13. Секции 9 установлены шарнирно на выходных валах 14 приводов 12 и кинематически связаны с ними через упругие элементы 15, а секции 10 кинематически связаны с выходными валами 14 приводов 12 через меканизмы преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, например, через кривошипно-шатунные механизмы, состоящие 10 из кривошипов 16 и шатунов 17. Упругие элементы 15 снабжены регулировочными устройствами 18, изменяющими жесткость этих элементов, а кривошипы 16 снабжены регулировочными устройствами 19.Устройство работает следующим образом.При воздействии управляющего сигнала, сформированного задающей установкой 1 и блоком 5 управления приводами, выходной вал 14 привода 12 поворачивается по требуемому закону, В переходных режимах закон поворота телескопически соединенных секций 9 и 10 отличается от закона поворота выходного вала 14 вследствие деформации упругого элемента 15 под воздействием сил инерции секций 9 и 10. Поскольку кри- И вошип 16 жестко соединей с выходным валом 14, то и его угловое положение относи-, тельно оси вращения также не совпадает с угловым положением секции 9 в переходных режимах, что вызывает синхронно с поворотом и продольные перемещения секции 10 в направляющих 11 секции 9. Таким образом, в переходных режимах жесткое звеио исполнительного органа моделирующего устройства совершает колебательные повороты относительно выходного вала с одновремен- Зз ным изменением собственной длины. Это соответствует движениям концов упругих звеньев исполнительного органа проектируемого манипулятора. Посредством регулирующих устройств 18 и 19 изменяют соответственно жесткость упругого элемента 15 и длину продольного хода секции 10 с целью задания требуемых динамических и статических характеристик исполнительного органа моделирующей установки.Формула изобретенияМоделирующее устройство исполнительного органа робототехнической системы, содержащее пульт управления, блок управления и исполнительный орган, имеющий ряд последовательно соединенных звеньев, приводов и информационных датчиков, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения технических характеристик робототехнических систем с учетом упругости их звеньев, оно снабжено упругим. элементом и механизмом преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, хотя бы одно звено исполни- тельного органа выполнено из телескопических секций, одна из которых шарнирно установлена на выходном валу привода и связана с ним через упругий элемент, а другая секция кинематически связана с выходным валом того же привода через механизм преобразования, причем упругий элемент выполнен с возможностью регулировки его жесткости.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Кулешов В. С. и Лакота Н. А. Динамика систем управления манипуляторами. М., Энергия, 1971, с. 22 - 27.Составитель В. Ушаехред Л. Бойкасираж 1090 ИИПИ Госудпо делам и5, Москва, ЖППП Патен рственного комитета обретений и откры - 35, Раушская наг. Ужгооод, ул. илиа Редактор Н. Егорова Заказ 3655/67