Устройство для компенсации статических моментов манипулятора

Союз СоветсиикСоциалистичесиикРеспублии Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 881654(51)М. Кл,0 05 В 11/00 В 25 Х 13/00 3 ЪеударетеаииыВ кеиитвт СССР в аелеи изебрвтеиий и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАБИИ СТАТИЧЕСКИХ МОМЕНТОВ МАНИПУЛЯТОРАИзобретение относится к робототехни-,ке и может быть использовано в дистанционных манипуляторах, управляемых оператором,Известны устройства для компенсациистатических моментов манипулятора, со фдержашие перекрестные каналы отражениянагрузки, связывающие датчики моментовуравновешенных звеньев через блоки сравйения сигналов с приемниками моментовнеуравновешенных звеньев 11 1.1 ООднако данное устройство имеет низкую точность компенсации статических моментов, поскольку устройство не позволяет полностью исключить из сигналов, поступающих на приемники моментов, сос 5тавляюшие, обусловленные статическимимоментами, а обеспечивает лишь уменьшение разброса этих сигналов.Наиболее близким техническим решениЮем к изобретению является устройство,содержашее датчик усилия схвата, датчики момента манипулятора управления идатчики положения манипулятора, подклюученные своими выходами к первым входам вычислителя сигналов компенсации и блока управления 1,2 .).Недостатком этого устройства явпяртся низкая точность компенсации статических моментов от массы объектов, расположенных в охвате манипулятора.Белью изобретения является повышение точности устройства.Указанная цель достигается тем, что устройство для компенсации статических моментов манипулятора содержит последовательно соединенные анализатор сигналов датчиков момента, первый коммутатор, первый сумматор, ключ, второй сумматор, интегратор и второй коммутатор, второй вход которого подключен к выходу датчика усилия схвата, первый выход - ко второму входу второго сумматора, а второй выход - ко второму входу вычислителя сигналов компенсации, выходы которого соединены со вторыми входами первого коммутатора, подключенного вторым выходом ко второму входу первого сумматора, а третьими входами-к выходам датчиков3момента манипулятора, входам анализатора сигналов датчиков момента и вторымвходам блока управления, третий вход которого соединен с выходом датчика усилиясхвата,На чертеже представлена блок-схемаустройства.Устройство содержит датчик 1 момента манипулятора, датчик 2 усилия схвата,вычислитель 3 сигналов компенсации,анализатор 4 сигналов датчиков момента,первый коммутатор 5, первый сумматор6, ключ 7, второй сумматор 8, интегратор 9, второй коммутатор 10, датчики11 положения манипулятора, блок 12 управления,Устройство работает следующим образом,При захватывании схватом манипулято-.ра объекта оператор устанавливает манипулятор в неподвижное состояние. Приэтом датчики 1 вырабатывают сигналы,пропорциональные статическим моментамот массы конструкции звеньев манипулятора и массы объекта, датчик 2 усилийсхвата вырабатывает сигнал, соответствующий усилию сжатия объекта губкамисхвата, выходные сигналы вычислителя3 сигналов компенсации соответствуютстатическим моментам от массы конструкции звеньев манипулятора, Анализатор 4по значениям выходных сигналов датчиков1 формирует сигнал управления первымкоммутатором 5. При поступлении этогосигнала с выхода анализатора 4 на управ-ляюший вход первого коммутатора 5 кего выходу подключается сигнальный вход,соединенный с выходом датчика 1 момента манипулятора, имеюшего наибольшийпо модулю выходной сигнал, а ко второмувыходу первого коммутатора 5 подключается сигнальный вход, соединенный с выходом вычислителя 3, соответствукнцимподключенному к первому выходу вычислителя 3 датчику 1. Сигналы с выходов первого коммутатора 5 поступают на входыпервого сумматора 6, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональныйстатическому моменту от массы объекта,Оператор устанавливает ключ 7 в положение, при котором его контакты замкнуты, Сигнал с выхода первого сумматора6 поступает через замкнутые контактыключа 7 и второй сумматор 8 на вход интегратора 9, Выход интегратора 9 соединен с сигнальным входом второго коммутатора 10, на управляющий вход которогопоступает сигнал с выхода датчика 245 50 55 При освобождении схвата манипулято ра от объекта выходной сигнал датчика 2 усилия схвата становится равным нулю, что приводит к отклонению вторым коммутатором 10 выхода интегратора 9 от входа вычислителя 3 и сбросу интегратора 9 путем замыкания его выхода с инвертируюшим входом второго сумматора 8.Это обеспечивает восстановление исходного состояния устройства при отсутствии объекта в схвате манипулятора.. Применение изобретения позволит повысить точность устройства. усилия схвата. При наличии сигнала на управляющем входе второго коммутатора 10 его сигнальный вход подключается к первому выходу, соединяя тем самым вы ход интегратора 9 с входом вычислителя3 . Выходной сигнал интегратора 9 увеличивается пропорционально величине сигнала на его входе. Вычислитель 3 сигналов компенсации на основании уведичиваюшегося сигнала с выхода интегратора 9 и сигналов с датчиков 1 вырабатывает дополнительные сигналы, соответствующие статическим моментам от массы объекта, Эти сигналы поступают на выходы вычис лителей 3, где суммируются с сигналами,соответствующими статистическим моментам от массы конструкции звеньев манипулятора. Это приводит к увеличению сигналов с выходов вычислителя 3, В том случае, 20 когда сигнал с выхода вычислителя 3,подключенного через первый коммутатор 5 ко второму входу первого сумматора 6, становится равным сигналу датчика 1, подключенного к первому входу первого 25 сумматора 6, сигнал с выхода первогосумматора 6 становится равным нулю.Это приводит к прекрашению увеличения сигнала с выхода интегратора 9 и, следовательно, сигналов с выходов вычислитезо дя 3. При этом выходные сигналы вычислителя 3 соответствуют статическим моментам от массы конструкции звеньев манипулятора и от массы объекта. Эти сигналы поступают на входы блока 1 2 управления, где, сравниваясь с сигналами датчиков 1, исключают из сигналов датчиков 1 составляющие, обусловленные статическими моментами от массы конструкции звеньев и массы объекта, что приводиФ к устранению воздействия на оператора статической нагрузки. Оператор устанавливает ключ 7 в положение, при котором его контакты разомкнуты, и переходит к. выполнению требуемых рабочих операций.БНИИПИ аказ 996769 Тираж 943 Подписно филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Про "ктная 5 88формула изобретения Устройство для компенсации статических моментов манипулятора, содержащее датчик усилия схвата, датчики момента манипулятора и датчики положения манипулятора, подключенные своими выходами к первым входам вычислителя сигналов компенсации и блока управления, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит последовательно соединенные анализатор сигналов датчиков момента, первый коммутатор, первый сумматор, ключ, второй сумматор, интегратор и второй коммутатор, второй вход которого подключен к выходу датчика усилия схвата, первый выход - ко второму входу второго суммато 1654 6ра, а второй выход - ко второму входувычислителя сигналов компенсации, выходы которого соединены со вторыми входами первого коммутатора, подключенноговторым выходом ко второму входу перв(мго сумматора, а третьими входами -выходам датчиков момента манипулятора,входа анализатора сигналов датчиков момента и вторым входам блока управленияО третий вход которого соединен с выходомдатчика усилия схвата,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР15 % 415155, кл. В 25 3 3/04, 19712, Авторское свидетельство СССРМо 117687, кл. А 61 .Р 1/06, 1961