Устройство для позиционно-скоростного управления манипулятором

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СеветскикСоциалистическихРеспубеик м 991 366(22) Заявлено 131181 (21) 3354665/18-24 Р 1 М К з 6 05 В 11/00 В 25 4 13/00 с присоединением заявки Йо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088;8) Опублмковано 23 Р 183. бюллетень Йо 3 Дата опубликования оиисания 230133/ Р,Л.ИСлуцкий и Е,А, СафонцевсКазахский ордена Трудового Красного Знамени. Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании дистанционных манипуляторов.Известно устройство для позиционно-скоростного управления манипулятором, содержащее задающий орган, вычислительный блок, блок изменения структуры, блок следящих приводов и исполнительный механизм 1 3.Однако устройство не обеспечивает автоматического перехода от позиционного режима к скоростному.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, содержащее задающий орган, выходы которого соединены с первыми вхо-. дами блок изменения структуры и блока пороговых элементов, вторые входы и выход которого подключены соответст- . венно к первым выходам и к второму входу блока изменения структуры, вторыми выходами соединенного с вычислитедьным блоком, выходы которого под" ключены к входам приводов, связанных с исполнительным органом 12 .Это устройство обеспечивает пози" ционный способ управления только в фиксированной зоне, что не позволяет осуществлять точные операции в любой точке рабочего обаема манипуляторабеэ предварительной перестройки отдельных блоков системы.Целью изобретения является расширение Функциональных возможностейустройства.Поставленная цель достигается тем,что устройство содержит блок импульсной памяти, первые входы которого 10 соединены с выходами задающего органа, второй вход - с выходом блокапороговых элементов, а выходы - стретьими входами блока измененияструктуры.На чертеже представлена функциональная схема устройства.Схема содержит пульт управления 1,задающий орган 2, блок 3 пороговыхэлементов, вычислительный блок 4,приводы 5, исполнительный орган 6,первые триггеры 7, первые ключи 8,второй триггер 9, первый ждущий мультивибратор 10, нуль-органы 11,дифференциаторы 12, блоки 13 выделениямодуля, дискриминаторы 14, элементИЛИ 15, источник 16 эталонных сигналов, блок 17 изменения структуры,первые сумматоры 18, интеграторы 19,вторые ключи 20, вторые сумматоры 21,элемент НЕ 22, третьи ключи 23 четЗ 0 вертые ключи 24, блок 25 импульсной991366 памяти, второй ждущий мультивибратор 26, элементы 27 памяти, пятые клю" чи 28.Устройство работает следующим образом.Оператор с пульта управления 15 формирует с помощью задающего органа 2 вектор управляющих сигналов 9 , пропорциональных обобщенным координа там задающего органа 2. Этот вектор подается в блок 3 пороговых элементов, где в блоках 3 и 4 определяются ,модули скоростей изменения его компонент, которые затем сравниваются с компонентами вектора уставок О, поступающих с источника 16 эталонных сигналов, Если скорость изменения любой йз компонент не превышает соответствующего порогового значения, то с выходов дискриминатора 14 на , вход элемента ИЛИ 15 не поступает ни одного импульса, и триггеры 7 и 9 остаются в состоянии ожидания импульсов от дискриминаторов 14, в которое они автоматически устанавливаются при включении системы управления, В этом случае управляющий потенциал 25 триггера 9 переводит ключи 23 в замкнутое, а ключи 20 и 24 - в разомкнутое состояния. Триггеры 7 переводят свои ключи 8 в разомкнутое состояние. Вектор управляющих сигналов Ч через 3021 с 0веньев о гаО, компонент сигналов в элементах 27памяти, и записываются их новые значения, поступающие с органа 2. После окончания импульса разрешения с выходов элементов 27 памяти новые значения компонент записанного сигнала подаются на инвертирующие входы сумматоров 18,где складываются с текущими значениями компонент сигнала.Полученные результирующие сигналы через ключи 24 поступают на входы интеграторов 19 и далее на первые входы сумматоров 21, на вторые входы которых подаются сигналы с элементов 27 памяти через ключи 20. Суммарный сигнал с выходов сумматоров 21 посту пает на вход вычислительного блока 4 и далее на силовые приводы 5 и испЬлнительный орган 6. При возврате текущих значений компонент векторак значениям, записанным в элемен- О тах 27 памяти, на выходах сумматоров18 напряжения переходят через нулево потенциал, В моменты этого перехода нуль-органами 11 вырабатываются крат ковременные импульсы, которые посту пают на входы ключей 8. Из группы где Ч Ч,Ч - углы поворота зОисполнительного р на 6;,с - углы поворота звеньевзадающего органа 2;В,Р 2 - длины звеньев исполнительного органа 6;К - длина звена задающегооргана 2.Вектор выходных напряжений подается на вход приводов 5 и затем на исполнительный орган 6. Таким образом, устройство работает в позиционном режиме. При превышении уставки скорости любой из компонент 9 дискриминатором 14 формируются импульсы напряжения, которые поступают на входы триггеров 7 и триггер 9 и опрокидывают их во второе устойчивое состояние. Перепад напряжений с триггера 9 подается на управление ключей 20 и 24 и ждущий мультивибратор 26. Ключи 23 размыкаются, а ключи 20 и 24 замыкаются. Блок 13 форми рует кратко временный импульс разрешения, в течение которого замыкаются ключи 28, стираются прежние значения ключи 23 подается на вход вычислигельного блока 4, который производит решение векторного управления от-, носительно компонент векторацвыл Я 1 -О(й где бэ, 9) - выражение зависимостивыходной точки задающего органа 2 от вектораего обобщенных координат 9;0 Я) - выражение зависимостиарыкположения выходной точ-.ки исполнительного органа 6 от вектора его обоб-щенных координат Ч;к - коэффициент пропорциональности - константа,Эта вычислительная процедура блока 4 остается неизменной как для позиционного, так и для скоростного способа управления. Конкретно вид этого уравнения и его решение зави1сит от кинематики задающего и исполнительного органов манипулятора,В случае трехкоординатного координаты качания, ротации и изменения длины звена) задающего органа 2 и трехкоординатного 1 координаты ротации и двекачения ) исполнительного органа б решение имеет вид991366 НИИПИ Заказ 130/64 Тираж 872 сно щтилиал ППП "Патент", г,ужгород, ул,Проектная,4 ключей 8 замкнутыми оказываются включенные в каналы, по которым была превышена уставка скорости изменения управляыщего сигнала. Такое включение необходимо для того, чтобы избежать ложного срабатывания триггера 9. Оно 5 осуществляется подачей управляющего напряжения с триггеров 7. Если триггер 7 не опрокинулся, то управляемый им ключ 8 разомкнут и наоборот. Жду" щий мультивибратор 10 служит для эа держки импульсов, прошедших по замкнутым ключам 8 на его вход. Задним фронтом импульса, формируемого мультивибратором 10, опрокинувшиеся триггеры 7 и 9 возвращаются в состояние 15 ожидания импульсов от дискриминаторов 14, Устройство переключается в позиционный режим управления.Применение изобретения позволит вести работу исполнительного органа во всем объеме обслуживания манипулятора как позиционным, так и астатическим способом, причем устройство автоматически переключается иэ одного режима управления в другой помогая опера 1 25 тору выполнять поставленную задачу.Формула изобретенияУстройстводля позиционно-скоростного управления манипулятором, содержащее задающий орган, выходы которого соединены с первыми входами блокаизменения структуры и блока пороговых элементов, вторые входыи выход которого подключены соотвеФ-,ственно к,первым выходам и к второмувходу блока изменения структуры,вто-рыми выходами соединенного с вычислительным блоком, выходы которогоподключены к входам приводов, связанных с исполнительным органом, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью расширения Функциональных воз.можностей устройства, оно содержитблок .импульсной памяти, первые входыкоторого соединены с выходами задаю-,щего органа, второй вход - с выходомблока пороговых элементов, а выходы -с третьими входами блока измененияструктуры. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе