Устройство для управления адаптивным роботом

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ 05 СПУБЛИК 13/О Ю 4 В ВЕННЬЙ КОМИТЕТ ССЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ГОСУД АРСПО ДЕЛА ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВ АВТОРСН(57) Изобретение относится к областиробототехники и может быть использовано при создании адаптивных роботов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностейустройства за счет обеспечения наведения схвата на неподвижные предметы.Для этого источник излучения, первыйи второй датчики и манипулятор установлены в вершинах квадратной рамы,ауправляющая часть устройства содержитдва счетчика, три триггера, элементЗАПРЕТ и шесть элементов И. 1 ил.Изобретение относится к робототекнике и может быть использовано при создании адаптивных роботов.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устрой ства за счет обеспечения наведения схвата на неподвижные предметы.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.10Устройство содержит источник 1 излучения, схват 2, манипулятор Э,предмет 4, первый 5 и второй 6 датчики, крепление 7, блок 8 управления,первый 9 и второй 10 счетчики, первый элемент И 11, первый триггер 12, второй элемент И 13, третий элемент И 14, второй триггер 15, четвертый элемент И 16, третий триггер 17, пятый элемент И 18, элемент ЗАПРЕТ 19, шестой элемент И 20, входы Х,У устройства, подключенные к каналам управления приводами, соответственно, продольной Х и поперечной У координат робота, выходы Е, И устройства.Устройство работает следующим образом.Источник 1 излучения, схват 2 и датчики 5 и 6 установлены в вершинах квадрата (в горизонтальной проекции), причем датчики 5 и 6 установлены в соседних вершинах стороны квадрата, параллельно продольной оси координат. При этом луч первого датчика 5 совпадает со стороной квадрата, параллель ной поперечной оси координат, а луч второго датчика 6 - с диагональю квадрата. Источник 1 излучения и датчики 5 и 6 крепятся к манипулятору 3 креплением 7. Источник 1 излучения и датчики 5 и 6 устанавливают на уровне предмета 4, а схват 2 в исходном положении целесообразно устанавливать выше во избежание столкновения с предметом 4 при наведении на него..45 Процесс наведения осуществляется перемещением системы квадрата в направлении, перпендикулярном лучу первого датчика 5, причем система обращена50 лучом первого датчика 5 к предмету 4, Направление движения ее указано стрелкой, Для удобства и наглядности показаны не положения системы по отношению к предмету 4 в процессе ее55 перемещения, а, наоборот, характерные положения предмета 4 по отношению к ней, Предметы 4, на которые наводится схват 2, должны обладать тем свойством, что их центры совпадают с центрами описанных вокрух них окружностей.Согласно принципу наведения схвата на предмет 4 в момент совпадения центра предмета 4 с лучом первого датчика 5 (точка Р) расстояние наведения по продольной координате Х равно РС = НВ, т,е. равно заданной длине стороны квадрата и, следовательно, определено. А расстояние наведения по поперечной координате У равно РН=РЕ (равенство катетов равнобедренного прямоугольного треугольника ЕРН), т.е, равно измеренному по продольной координате перемещению центра предмета 4 между лучами первого 5 и второго Б датчиков.Предмет 4 перекрывает луч первого датчика 5 раньше, чем его центр окажется в точке Р. Поэтому в устройстве расстояние наведения по продольной координате определяется в момент перекрытия предметом 4 луча датчика 5 суммой длины стороны квадрата ВН и отрезка РК. Отрезок РК определяется половиной отрезка К 1 перемещения системы при перекрытом луче датчика 5. А отрезок РЕ, равный расстоянию наве" дения по поперечной координате, определяется суммой отрезков И., ЬМ и МЕ, при этом отрезок РЬ также определяется половиной отрезка К 1 а отрезок МЕ определяется половиной отрезка МЖ движения системы при перекрытом луче датчика 6.Устройство реализует описанный принцип наведения схвата 2. Посредством счетчика 9 определяется момент наведения схвата 2 по продольной координате Х, а счетчиком 10 - по поперечной координате У. В исходном состоянии в счетчик 9 записан код длины стороны квадрата ВН, счетчик 10 и триггеры 12, 15 и 17 обнулены, от системы программного управления (СПУ) робота на приводы сигналы,не поступают, на выходах У и Е устройства также нули.Наведение схвата 2 (поиск предмета 4) начинается с того, что от СПУ начинают поступать импульсы перемещения на координату Х и система (схват 2 - источник 1 излучения - датчики 5 и 6) начинает перемещаться вдоль координаты Х навстречу предмету 4. При перекрытии предметом 4 луча датчика 5 (центр предмета 4 вточке К) сигнал с датчика 5 переводит в единичное состояние триггеры 15 и 17 и поступает на вход элемента И 14. Тогда каждый второй импульс перемещения по Х от СПУ с выхо да триггера 12 (Т-триггер 12 со счетным входом делит частоту импульсов пополам) через элемент И 14 идет на суммирующий вход счетчика 9 и на вычитающий вход счетчика 10, каждый 10 импульс перемещения по Х проходит через элемент И 16 на вычитающий вход счетчика 9 и через элементы И 18 и ЗАПРЕТ .19 на суммирующий вход счетчика 10. Поэтому, когда в процессе перемещения системы вновь открывается луч датчика 5 (центр предмета 4 в точке Ь), в счетчике 9 имеется код расстояния ВН-ЬР=СЬ, а в счетчике 10 - код отрезка РЬ, На отрезке ЬМ 20 импульсы координаты Х идут по-прежнему через элементы И 18 и ЗАПРЕТ 19 на суммирующий вход счетчика 10 и через элемент И 16 - на вычитающий вход счетчика 9. Поэтому в момент перекры 25 тия предметом 4 луча датчика 6 (центр предмета 4 в точке М) в счетчике 9 имеется код расстояния СЬ - ЬМ = СМ, а в счетчике 10 - код отрезка РЬ + + ЬМ = РМ.В момент перекрытия предме том 4 луча датчика 6 сигналом датчика 6 закрывается элемент ЗАПРЕТ 19 и открывается элемент И 13, с выхода которого каждый второй импульс перемещения по Х идет на суммирующий 35 вход счетчика 10. Импульсы перемещения по Х с выхода элемента И 16 по- прежнему вычитаются из счетчика 9, Поэтому в момент выхода предмета 4 из-под луча датчика 6 (центр предме та 4 в точке И) в счетчике 9 имеется код расстояния СМ - МИ = СИ, а в счетчике 10 - код отрезка РМ + МЕ = = РЕ = РН, т,ев счетчиках 9 и 10 есть коды расстояний, которые еще дол 45 жен пройти схват 2 по координатам Х и Т до совмещения центра схвата 2 с центром предмета 4.В момент выхода предмета 4 из-под луча датчика 6 закрывается эле 50 мент И 13, отрицательным перепадом сигнала на выходе датчика 6 сбрасывается в нуль триггер 17. Импульсы перемещения по Х после этого вычитаются только иэ счетчика 9.Обнуление счетчика 9 служит признаком окончания наведения схвата 2 по координате Х - центр предмета 4 оказывается в точке С. При этом сигналом .с выхода счетчика 9 сбрасывается в нуль триггер 15 и на выходе элемента И 20 - выходе 2 устройства - появляется сигнал, подающийся в СПУ. По этому сигналу СПУ останавливает привод координаты Х (по каналу Х импульсы от СПУ не поступают) и включает привод координаты У - начинают поступать импульсы от СПУ по каналу У. Эти импульсы одновременно вычитаются из счетчика 10.Обнуление счетчика 10 означает, что по координате 7 схват 2 прошел расстояние НР=РЕ и, следовательно, центры схвата 2 и предмета 4 совместились в точке С. На выходе счетчика 10 и, соответственно, на выходе элемента И 11 появляется сигнал. Этот сигнал с выхода И устройства поступает в СПУ, которая останавливает привод координаты У (по каналу У импульсы от СПУ не идут) и далее выполняет операции по программе. Одновременно сигналом И в счетчик 9 по входу Р записывается код отрезка ВН и блок 8 вновь оказывается в исходном состоянии.Формула изобретенияУстройство для управления адаптивным роботом, содержащее манипулятор, оптически связанные источник излучения и два датчика, первый счетчик, три триггера, первый элемент И и элемент ЗАПРЕТ, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения наведения схвата на неподвижные предметы, оно содержит второй счетчик и пять элементов И, выход первого датчика соединен с первыми входами второго и третьего триггеров и третьего элемента И,.выход второго датчика подключен к второму входу третьего триггера и к первым входам второго элемента И и элемента ЗАПРЕТ,второй вход которого соединен с выходом пятого элемента И, а выход - с первым входом второго счетчика, подключенного вторым входом к выходу второго элемента И, третьим входом - к первому входу первого счетчика и выходу третьего элемента И, четвертым входом - к первому входу устройства, а выходом - к первому входу первого элемента И, второй вход которого сое5 1305 Составитель Е, Политов Техред Л.СердюковаК Редактор Н, Бобко ектор А. Обруч Заказ 1373 1 Тираж 954 Подписное Государственного комитета СССР елам изобретений и открытий осква, Ж, Раушская наб., д. ИИПИ 113035 5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 динен с выходом первого счетчика,вторым входом второго триггера и первымвходом шестого элемента И, а выход -с вторым выходом устройства и вторымвходом первого счетчика, подключенного третьим входом к выходу четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго триггера, а:второй вход - с входом первого триггера, подключенного выходом Юк вторым входам второго и третьего 028 бэлемента И, к второму входу устройства и первому входу пятого элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу третьего триггера, соединенного вторым выходом с вторым входом шестого элемента И, выход которого подключен к первому выходу устройства, причем источник излучения, первый и второй датчики и манипулятор установлены в вершинах квадратной рамы.