Устройство для управления дистанционным манипулятором

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09 (11) За) С 05 В 11/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ гъ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) (57) УСТРО 11 СТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДИСТАНЦИОННЫМ МАНИПУЛЯТОРОМ по; авт. св.582960, о т л и ч а - ю щ. е е с я тем, что, с целью повьпдения точности устройства, оно содержит последовательно соединенныеблок коррекций, блок выделения модуля, блок умножения и интегратор, атакже последовательно включенные дифференциатор и третий сумматор, выходкоторого подключен ко второму входублока умножения, а второй вход - квыходу первого сумматора и первомувходу блока коррекции, соединенноговторым входом с выходом датчика давления, вход дифференциатора подключенк выходу датчика угла исполнительного органа, а выход интегратора соединен со вторым входом усилителя.1112341 10 15 20 25 30 35 Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании очувствленных манипуляторов,По основному явт, св. У 582960известно устройство для управлениядистанционным манипулятором, содержащее последовательно соединенныеэлектропривод, упругий элемент идатчик момента, датчик угла задающего органа, последовательно соединенные первый сумматор, усилитель,электрогидроусилитель, гидроприводи датчик давления, выход которогоподключен к входу первого сумматора, а также последовательно соединеннь 1 е датчик угла исполнительногооргана и второй сумматор, выход которого через последовательно соединенные электропривод и датчик углазадающего органа подключен к второмувходу. второго сумматора, второй выход гидропривода соединен со входомдатчика угла исполнительного органа, а выход датчика момента подключен к второму входу первогосумматора 11,Недостатком известного устройства является невысокая точность ощущения оператором нагрузочных моментов манипулятора из-за наличия сухого и вязкого трения в электроприводах исполнительного органа.Цель изобретения - повышение точности устройства. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные электропривод, упругий элемент и датчик момента, датчик угла задающего органа, последовательно соединенные первый сумматор, усилитель, электрогидроусилитель, гидропривод и датчик давления, выход которого подключен к пеРвому входу 45 первого сумматора, а также последовательно соединенные датчик угла исполнительного органа и второй сумматор, выход которого через последовательно соединенные электропривод и датчик угла задающего органа подключен к второму входу второго сумматора, второй выход гидропривода соецинен со входом датчика угла исполнительного органа, а выход датчика момента подключен к второму выходу первого сумматора, введены последовательно соединенные блок коррекции блок выделения модуля, блок умножения и интегратор, а также последовательно включенные дифференциатор итретий сумматор, выход которого подключен ко второму входу блока умножения, а второй вход - к выходу первого сумматора и первому входу блокакоррекции, соединенного вторым входом с выходом датчика давления, входдифференциатора подключен к выходудатчика угла исполнительного органа,а выход интегратора соединен со вторым входом усилителя,На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит первый сумматор 1, гидропривод 2, датчик 3угла исполнительного органа, второйсумматор 4, электропривод 5, упругийэлемент 6, датчик 7 момента, третийсумматор Я, блок 9 умножения, интегратор 10, блок 11 коррекции, блок 12выделения модуля, дифференциатор 13,датчик 14 давления, датчик 15 углазадающего органа, задающий орган 16,исполнительный орган 17, электрогидроусилитель 18, усилитель 19.Устройство работает следующим образом.Оператор через задающий срган 16воздействует на упругий элемент 6 исоздает на нем некоторый момент.Датчик 7 момента вырабатывает сигнал,пропорциональный этому моменту. Сигнал с датчика 7 поступает на первыйвход первого сумматора 1, на второйвход которого подается сигнал с датчика 14 давления, пропорциональныймоменту, действующему на исполнительный орган 17. Разностный сигналс первого сумматора 1 подается навход усилителя 19, Исполнительныйорган 17 при этом двигается со скоростью, пропорциональной разностимоментов, развиваемых оператором назадающем органе 16, и моментов,действующих на исполнительном органе 17Злектропривод 5 осуществляет слежение задающего органа 16 за положением исполнительного органа 17, слежение происходит под действием сигнала со второго сумматора 4, сравнивающего сигналы с датчиков 3 и 15исполнительного и задающего органов16 и 17 соответственно. Нейтрализация влияния сухого и вязкого трения достигается путем организации нелинейного контура управпения скоростью движения гидропривода 2 с астатнзмом первого порядка. Контур замь 1 кается по выходному сигналу с дпфференциатора 13, пропорциональному управляемой скорости, посредством последовательно соединенных третьего сумматора 8, являющегося элементом сравнения, блока 9 умножения и интегратора 10, обеспечивающего астатизм контура. Выходной 1 О сигнал интегратора 10 подается на второй вход усилителя 19.Блок 9 умножения обеспечивает изменяемый, в зависимости от сигнала, подаваемого на его первый вход, коэф фициент передачи контура, т.е. изменяемую добротность контура.Управляющий коэффициентом передачи сигналом является выходной сигнал с блока 12, который пропорцио нален абсолютному значению сигнала на его входе, что необходимо для неизменности знака обратной связи организуемого контура управления скоростью. Выходной сигнал блока 11 25 коррекции пропорционален линейной комбинации выходного сигнала первого сумматора 1 и первой производной выходного сигнала датчика 14.Таким образом, коэффициент передачи контура управления скоростью изменяется в зависимости от уровня входного воздействия с первого сумматора 1, т.е. задаваемой скорости, и временных характеристик сигнала с датчика 14 давления, несущего информацию о величине действующего на исполнительный орган 17 момента нагрузки и величине момента сухого .тренияй. в гидроприводе 2. Наличие в законеуправления коэффициентом передачи контура составляющей, пропорциональной первой производной выходного сигнала датчика 14 обеспечивает возмож- ность в момент изменения знака скорости выходного вала гидропривода 2, когда имеет место резкий перепад момента сухого трения, получить зна.чение коэффициента передачи контура, достаточное для компенсации влияния этого перепада. Преодоление гидроприводам 2 перепада момента сухого трения при высокой в этот момент добротности контура управления скоростью происходит благодаря выходному сигналу с интегратора 1 О при незначительном сигнале с первого сумматора 1, т.е. оператор не почувствует процесс преодоления этого момента.После преодоления перепада момента сухого трения возможность изменения выходного сигнала интегратора 10 определяется составляющей в законе управления коэффициентом контура, пропорциональный сигналу с первого сумматора 1, т.е. скорости движения гидропривода 2 или в соответствующем масштабе вязкому трению.Таким образом, выходной сигнал интегратора 10 является сигналом компенсации сухого и вязкого трения гидропривода 2, а процесс управления движением исполнительного органа 17 осуществляется оператором без преодоления моментов сухого и вязкого трений.Применение изобретения позволяет за счет компенсации сухого и вязкого трения в гидроприводе повысить точность устройства.1112341 Составитель Г.НефедоРедактор П.Коссей Техред Л .Микеш орректор В.Синицк 8/33 .Тираж 841ВНИИПИ Государственного копо делам изобретений и113035, Москва, Ж, Раув писнР Заказ итета С ткрытий д. 4 ая н лиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектна