Устройство для управления манипулятором

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 3) 4 С 05 В 11/00 ге, с.Городецкий ьство СССР 04) 1977.1 управлен -М.: Наука ия ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ В ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ(57) Изобретение относится к областиробототехники и может быть использовано при создании дистанционных колирирующих манипуляторов. В предложенном устройстве за счет введения сумматора и по каждой из трех регулируемых координат усилителя, двух ключейсумматора и интегратора повышаетсяточность устройства. 2 ил.Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано присоздании дистанционных копирующихманипуляторов.Цель изобретения - повышение точ-ности уссройства за счет повышенияточности компенсации стоимости статических моментов при наличии кренаи дифферента основания,На фиг. 1 показана Функциональнаясхема устройства; на фиг. 2 - Фрикционная схема блока синусно-косинусных преобразователей и вычислительного блока.Устройство (Фиг. 1) содержит звено 1 плеча, звено 2 предплечья,звено 3 кисти, первую регулируемую координату 4 (качание манипулятора) вторую регулируемую координату 5 (качание плеча), третью регулируемую коор- Ыдинату б (качание предплечья), координаты 7-10 ротации кисти, качаниякисти, ротации захвата, перемещениязахвата соответственно, датчики 11положения, первые сумматоры 12, второй сумматор 13, усилители 14, датчики 15 момента, первые ключи 16, третьи сумматоры 17, вторые ключи 18,блок 19 синусно-косинусных преобра-.зователей, вычислительный блок 20, ЗОинтеграторы 21.В блок синусно-косинусных преобра. -зователей (Фиг. 2) входят синусныепреобразователи 22-24, косинусныепреобразователи 25-27, а вычислитель-З;ный блок имеет сумматоры 28-34 усилители 35-43, блоки 44-52 умножения.Устройство работает следующим образом.4 ОВ исходном положении ключи 16 ра - зомкнуты, ключи 18 замкнуты, звенья- 3 манипулятора находятся в вертикальном положении. Звено 3 манипулятора статически уравновешено относительно координат 7-10, а силы тяжести звена 3 и неуравновешенных звеньев . 1 и 2 создают в координатах 4 в ,6 статические моменты, которые с учетом крена и дифферента основания манипулятора описываются следующими выражениями: М -(Бсс Со 50. Со 5 ЫСо 50 Яос ) 22 Чк( .050 05(б 0( Ц Ф( Сэ 50 С Ян Д СО 50 - Я 0. ЯГф ) кКЯо+ К Б(0(+с(качания манипулятора, качания плечаи качания предплечьясоответственно:углы крена и дифферента;относительные углыповорота плеча ипредплечья манипулятора вокруг осей подвижности координат4 - 6;весовые коэффициен",0 кс Ы циспР к 1 2 ты.К-С 1 С. (, .0- сила тяжести звеньев 1 - 3 плеча, предплечья и кисти соответственно- расстояние от центра тяжести звена 1 плеча до оси качания звена 1 плеча;- расстояние от центра тяжести звена 2 предплечья до оси качания звена 2 предплечья;,и 1.- длина звеньев 1 и 2плеча и предплечья соответственно.В исходном положении согласно выражениям (1) статические моменты в координатх 4 - 6 неуравновешенных звеньев манипулятора зависят только от углов крена и дифферента и имеют ют видк;К 6;тм кй 0 Р 1кЦ К М:К (К сазь,Япс К Гсзс со 5611 У Хр К ( С 05 Ы 5 с(3) видМ =К 80 с(кмкМ:К СЫ Я,ы К,Сс 5 ыкСсза1-1 г, . - . К, (.05 с к Со (2)Сигналы датчиков 15 момента, установленных в координатах 4 - 6 неурав повешенных звеньев манипулятора,име1226406 30 где К - коэффициент передачи датРмчика 15 момента,Из выражений (1) следует, что дляформирования сигналов компенсациистатических моментов с учетом кренаи дифферента основания манипуляторав блоки 19 и 20, помимо информацииОб уГЛаХ ПОВОрста о(,с(пп ИЫЛР КОординат 4 - 6 манипулятора, необходимо подать информацию зависящую от 10углов крена и дифферента. Эта информация согласно (1) может иметь видО=К.Б( с(.;О =К СоЬо(,5 лС(оО = КРСозс-к Созд.где К, - коэффициент передачи.Формирование сигналов, соответствующих выражениям (4), осуществляется на основе сигналов датчиков 15момента, описываемых выражениями (3).Для этого выходы датчиков 15 момента подключаются через ключи 16,сумматоры 17, ключи 18 к входам интеграторов 21, благодаря чему навыходах последних устанавливаютсязначения сигналов соответствующихсигналам датчиков 15 момента: на первом выходе - сигналу.0 , , на втопп паром -Ц на третьем -ц.Эм РМСигналы с выходов интеграторов21 поступают на входы усилителей14 выходные сигналы которых формируются согласно выражениям35пл ПР3 ПР 3О =К О =К К К Сова( (овс( 1 (3)ЬЫх 3 лп рм лл рм х к а 1Ъ 3 40где К К и К - коэффициенты пел(л аредачи усилителей 14 координат,1Значения коэффициентов К , Ки К устанавливаются исходя из обес 11 45печения равенства соответствующихвыражений (4) и (5), т.е,После установления на выходах усилителей 14 сигналов, соответствующих выражению (7) по команде оператора размыкаются ключи 18, манипулятор переводится из исходного состояния в рабочее и начинает выполнять задаваемые оператором рабочие операции. При этом на выходах усилителей 14 удерживаются постоянными (запоминаются) значения, сигналов, соответствующие сигналам датчиков 15 момента при исходном крене и дифференте основания манипулятора.На основе сигналов Ць, О иЬЫХЛ л ВЫКП О поступающих с выходов усилитеВЬ(Х 3(лпл ПЛ ,лей 14, а также сигналов О ,ОрчПРи Цпоступающих с выходов датчиков 11 положения блоки 19 и 20 формируют в процессе работы манипулятора сигналы компенсации статических моментов; по следующим алгоритмам,Блок 19 синусно-косинусных преобразователей вырабатывает сигналы:км км:О СсРЧ р(ПЛ пл пл Опл ОО =О Б Р" О =О Сэ - д - " - ;Р(Пл ПР ПЛ ПРпл.пР ЦРч рх пл ПР. рл( р(81км пл, Пл пакм пл ПЛ ПР ГдЕ 5 ХО а" а 5 х и и с5 5- выходные сигналы синуснокосинусных преобразователей22-27;О - масштаб по напряжению синус 5на-косинусных преобразователей 22-27К - коэффициент передачи датчиР 1(ков 11 положения.Блок 20 формирует сигналы компенсации статических моментов:кмгде Опли Ь 1 В этом случае на выходах усилителей 14 устанавливаются сигналы рав ные О =О; О пОО =ОЬЫХ 1 Ьых 2Ьых 32 3 с ККК К3К КРКлПкК К 1- выходные сигналы блока 20. ТК= -- масштабный5 Окоэффициент.. КаМ 7 ЮСД.Ьти бЛан т 7 раЫНИя Нг ЯЯЦгн 777 5 а(удг / Сигналы с выходов блока 20 поступают на первые входы сумматоров 12 и исключают из сигналов датчиков 15 момента, выходы которьгл соединены с вторыми Входами сумматоров 12, состав ляющие сигналов, обусловленные неуравновешенными статическими моментами, что обеспечивает компенсацию этих моментов при работе манипулятора,тт,При Окончании работы манипулятора по команде оператора ключи 16 размыкаюТся, а КЛКтЧИ 18 ЗаМЫКа 7 ОТСяа Б ЭТОМ слатчае нь 7 ХОДЫ интегРатОРОВ 21 полтлю-5 ЧаЮтС:т. ЧЕВСЗ ИНВЕРТ 7 РтГЮЩИЕ ВХОЦЫ суиматоров 17 к своим входам, на вьХО 7 тах интеграторов 21 усталВинат 7 тся ПУЛЕВЫЕ ЗНаттлт:ИЧ СИГПаЛОВ Ут РО 7 Са77 тРтнитГаЕт ИСХОДНОЕ СОСТОЯЩЕ, ) а и 3 О б р е т е 7 т и я уСтр 7 ЙСТВО дпя у 7 раЬдЕНя г 7 П 7 тлагЛяОпт)М СОДЕржа 7 тЕЕ ПО т.;ажц 7 й ЬХ трЕХ 7:а РЕГУЛттРУЕ 77 Ь 7 Х КООРтт 7 П 7 ат ПЕРВЫЙ СУътааТ 017 ПаЧИК ОтЕПТа И ГтЯТЧИ" 1 ОЛОжЕ - НИЯ, ВЫХОД КажДОГО Из КОТОРЬГтОЕттннен с соотйетсттзу 7 отгтим входом блока 7 жуетО-КОСттиут 7 азтХ 77 пЕОбраЗОВа 7 ЕГЕй, ц ПОДКЛЮЧЕННОГО ВЬП-.ОДПМИ К .-тЕРВЫМ ВХО" дам Вычислительного блока, каждый выход которого соединен с первым вхоцом соответствующего первого сумматора подключенного вторым входомк Выходу соответствующего датчика момента, а выходом - к соответствующему выходу устройства, о т л и ч а -ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точьости устройства, оно содержит Второй сумматор и по каждой изтрех регулируемых координат усилитель и последовательно соединенныепервый ключ, третий сумматор, второйключ и интегратор, выход которогоподключен к Второму входу третьего сум 7 татара.ВЫХОД КаждОГОдатЧИКа МОМЕНтасоединен с входом соответствующегопервого ключа, выход интеграторапервой регулируемой координаты подключен к входу соответствующегоусилителя, Выхоц интегратора второйрегулируемой координаты соединенчерез второй сумматор с входом соотВеству 7 о 7 цего усилителя, выход интегратора третьей регулируемой координаты подключен к второму входу второго сумматора и входу соответствуюащтего усилителя, ,а выход каждогоусилителя соединен с соответствующимВторым Входом вычислительного блока.1226406 км АЭ Составитель Е. Техред И.Попо литов ректор М.Пож дактор Е,Папп ака 1130 Производственно-полиграфическое предприяти 31/46 Тираж 836ИИПИ Государственнопо делам изобретенМосква, Ж, Рауш Подпискомитета СССРи открытийкая наб., д, 4 жгород, ул, Проектная, 4