Устройство для управления манипулятором

О П И С А Н И Е (и) 903807ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советск ихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ, СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23)Приоритет б 05 В 19/00В 25 У 9/00 Ьвударетвенный комнтвт СССР ао делам изабретеннй к открытнйОпубликовано 07.02.82. Бюллетень И 5 Дата опубликования описания 07.02.82(088.8) Ломака, В. П. федоров, А. С. Кузетенк и А. А. Комиссаров 2) Авторы изобретен Московское ордена Ленина и ордена Трудового КЗнамени высшее техническое учипише им. Н. Э. Бауман 71) Заявнтел УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТО 54) УСТРОЙСТВО приводомие функйства за зобретениявозможносИзобретение относится к области робототехники и может быть испопьзованопри создании манипупяторов с позиционным н скоростным режимами управпения.Известно устройство управпения манипупятором, содержащее замкнутый по попожению привод, блок задания программы,сумматор и испопнитепьный механизм 11,Недостаток данного устройства состаит в том, что оно не обеспечивает управление скоростного движения привода.10Наибопее близким по технической сушности к предпагаемому явпяется устройство, содержащее поспедоватепьно соединенные блок задания программы, сумматор, привод и датчик положения, выход,которого подкпючен ко входу бпока задания программы и второму входу сумматора 21,Однако известное устройство не обеспечивает скоростное управпенне.манипупятора.11 епь и расширенционапьных тей устро счет обеспечения позиционно-скоростного режима работы устройства.Поставпенная цепь достигается тем, что устройство содержит блок управпения ключами, блок задания коэффициента усиления и поспедоватепьно соединенные первый кпюч, элемент памяти, регупируемый усипитепь и второй кпюч, выход которого подключен к третьему входу сумматора, а второй вход - к первому выходу бпока управления ключами, входом соединенного со вторым выходом бпока задания программы, а вторым выходом - с первым входом первого ключа, второй вход которого подкпючен к выходу датчика попожения и первому входу блока задания коэффициента усипения, вторым входом соединенного с выходом эпемента памяти, а выходом - со вторым входом регулируемого усипитепя, а также в том, что блок управпения ключами содержит поспедоватепьно соединенные перестраиваемый генератор, импульсов, первый и второй элементы И, а также поспедоватепьно3807 4да 3, выход привода 3 через датчик 10положения соединен одновременно со вхо.дами блока 1, ключа 5 и блока 9 задания .коэффициента усиления, а выход ключа 5 через элемент 7 памяти - со входами усилителя 8 и блока 9 задания коэффициента усиления, выход усилителя 8через ключ 6 подключен к третьему входу сумматора 2,1 О В первом режиме блок 1 формируети подает на сумматор 2 требуемое значение угла поворота г выходного валадвигателя привода 3, а на вход блока 4одновременно вырабатывает сигнал, по1 которому он запирает кшочи 5 и 6. Таккак третий вход сумматора 2 отключен,он выполняет функцию масштабного усилителя с коэффициентом передачи Ки,не изменяя фазы и величины 9 подаетего на вход привода 3, который отрабатывает заданную ему уставку. При этоминформация о текущем положении привода 3 с его выхода чсрез датчик 10 положения, установленный на валу исполнид 5 тельного двигателя, например потенццометрический или цифровой датчик Ч,подается на вход блока 1 и используетсяим для контроля отработки приводом 3уставки.Во втором (скоростном) режиме блок1 подает на вход сумматора 2 управляющий сигнал Ма на вход блока 4 -сигнал, дещифрируя который, блок 4 управляет отпиранием ключа 5 короткимиимпульсами с частотой , с задержкой,35необходимой для установки элемента 7памяти и коэффициента усиления усилителя 8, после прохождения первого импульса на ключ 5 блок 4 отпирает на время всей работы ключ 6. Причем частотавыбирается пропорционально частотесреза привода 3 (в диапазоне 10-100 Гц),Текущее значение выходной координатыпоступает в элемент 7 памяти иЬыкхранится там до прихода следующего им 4 Бпульса па вход ключа 5. Таким образом,на выходе элемента 7 памяти, которыйгможет быть выполнен как экстраполяторнулевого порядка, имеется информация о.положении привода 3 в дискретные момен 51 ФЧты временц 1 =Си = О,1., Зт Эта весоединенные первый одновибратор, первыйтриггбр, второй одновибратор, элементИЛИ, второй триггер и третий элементИ, второй вход которого подкиочен к выходу первого триггера и второму входупервого элемента И, а выход - к первому выходу блока управления ключами,второй выход и вход которого соединенысоответственно с выходом первого элемента И и входом первого Одновибратора,второй выход второго триггера подключенко второму входу второго элемента И,выходом соединенного со вторым входомэлемента ИЛИ.На фиг, 1 изображена функциональнаясхема предлагаемого устройства; нафиг, 2 - функциональная схема блока управления ключами.Устройство содержит блок 1 заданияпрограммы, сумматор 2, привод 3, блок4 управления ключами, первый ключ 5,второй ключ 6, элемент 7 памяти, регулируемый усилитель 8, блок 9 заданиякоэффициента усиления, датчик 10 попожения, перестраиваемый генератор 11импульсов, первый элемент И 12, второй элемент И 13, первый одновибратор14, первый триггер 15, второй одловибратор 16, элемент ИЛИ 17, второй триггер 18, третий элемент И 19,Устройство работает следующим образом,Устройство работает в двух режимах;позиционном и скоростном. Выбор режима работы производится в блоке 1, вкачестве которого может быть использована ЦВМ, Блок 1 формирует сигналпереключения на своем уравляюшем выходе, подключенном ко входу блока 4 управления ключами, который осуществляет необходимые в устройстве переключенияя,В первом режиме (при позиционном управлении) блок 4 управления ключамц закрывает ключи 5 и 6. При этом информационный выход блока 1 через сумматор 2 подключен ко входу привода 3, выход которого через датчик 10 положения соединен со входом блока 1.Во втором режиме (при управтении скоростью) блок 4 управления ключами открывает по сигналу блока 1 ключи 5 и 6, причем с блока 4 подаются на управляющий вход ключа 5 открываюшие импульсы с частотой ., При этом информационнь 1 й выход блока 1 также подключен к первому входу сумматора 2, выход которого подключен ко входу приво. личина усиливается в усилителе 8 и через ключ 6 подается на третий вход сумматора 2. Причем коэффициент усиления усилителя 8 выставляется блоком 9 задания коэффициента усиления, а величина его 1( Определяется текущими значениями Ущщ ц ц постоянными составля903807 юшими, задаваемыми до начала рабо ты устройства оператором на блоке 9.Обратная связь по положению, вводимая в блок 1 с выхода датчика 10, как . в первом режиме может быть использована для контроля выполнения заданной траектории движения. Кроме того, эта информация необходима в блоке 1 для определения управляющихеК Я10- мвы Се Се Си Нсигналов при переключении режимов работы устройства, которое осуществляется блоком 4.15 Блок 4 работает следуюшим образом.При включении питания триггеры 15 и18 устанавливаются в исходное состояние,и на выходах блока 4 устанавливается логический ноль, так как элементы И 12 и 19 заперты сигналом с триг,гера 15, по которому кщочи 5 и 6 немогут быть включены (т.е. коммутируюшая цепь разомкнута), На входе блока4 всегда вначале стоит логический ноль,являющийся признаком позиционного управления, При появлении на входе блока4 логической единицы, которая соответст.вует скоростному режиму управления, одноЗОвибратор 14 вырабатывает импульс, который перебрасывает триггер 15 в единичноесостояние, в результате чего элемент И 12открывается и пропускает на один из выходовимпульсы с генератора 11. По заднемуфронту первого импульса, прошедшего на35выход элемента И 12, триггер 18 перебрасывается в единичное состояние, и навтором выходе блока 4 появляется сигнал, который открывает ключ 6, одновре 40менно триггер 18 запирает элемент И13 и прекрашает подачу импульсов навход триггера 18. После снятия со входа блока 4 логической единицы одновибратора 14 переключает триггер 15; ко 45торый запирает выходы блока 4. Одновременно ло перепаду состояний второй,одновибратор 16 вырабатывает импульс,который перебросит триггер 18 в исходное состояние.Таким образом, применение изобретения позволяет осушествлять позиционноскоростной режим управления манилупятором,форму ла изобретения1. Устройство для управления мани" 55пулятором, содержащее последовательно соединенные блок задания программы,сумматор, нривод и датчик положения, выходом подключенный ко входу блока задания программы и второму входу сумматора, о т л и ч а ю ш е е с я тем,что, с цепью расширения функциональных возможностей устройства за счетобеспечения позиционно-скоростного режима работы устройства, оно содержитблок управления ключами, блок заданиякоэффициента усиления и последовательно соединенные первый ключ, элемент памяти, регулируемый усилитель и второйключ, выход которого подключен к третьеме входу сумматора, а второйвход - клервому выходу блока управления ключаМи, входом соединенного со вторым вхо-.дом блока задания программы, а вторымвыходом - с первым входом первого ключа, второй вход которого подключен к выходу датчика положения н первому входублока задания коэффициента усиления, вторым входом соединенного с выходом элемента памяти, с выходом - со вторымвходом регулируемого усилителя,. 2, Устройство по п. 1, о т л и ч а -ю ш е е с я тем, что, блок улравленияключами содержит последовательно соединенные перестраиваемый генератор импульсов, первый и второй элементы И, атакже последовательно соединенные первый одновибратор, первый триггер, второй одповибратор, элемент ИЛИ, второйтриггер и третий элемент И, второй входкоторого подключен к выходу первоготриггера и второму входу первого элемента И, а выход к первому выходу блокауправления ключами, второй выход и входкоторого соединен соответственно с выходом первого элемента И и входомпервого одновибратора, второй выход второго триггера подключен ко второму входу второго элемента И, выходом соединенного со вторым входом элемента ИЛИ. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеПатент, г, Ужгород, уп. Проектная, 4 Фипиап Тираж 907 По ИПИ Государственного комите о депам изобретений и, открыти 5, Москва, Ж-З 5, Раушскаян исноеСССР