Задающее устройство манипулятора

(я 5 В 253 1 НИЕ МЗОБ ьфщффЯсМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 21) 3851056/08(54) ЗАДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО МАНИПУЛЯТОРА57) Задающее устройство предназначено для дистанционного управления многосте- пенным манипулятором с большим числом степеней подвижности, Оно содержит рукоятку управления, связанную с основанием соединительным механизмом. Особенностью устройства является то, что соедини-. тельный механизм выполнен в виде последовательно соединенных модулей понеи подвижности. 6 ил. сти робо- На фиг.5 - то же, вид А на фиг.4: на фиг,6 вано, на- :"- блок-схема устройства,равления . Многостепенное задающее устройствосостоит из рукоятки 1 управления, соединирасшире- тельного механизма 2 и основания 3. Рукоей задаю- ятка 1 управления включает в себя курок 4датчика сжатия-разжатия" захвата /на фь, полнения не показан/, клавишу 5 корректирующегоустройства /на фиг, не показано/, диск 6 механизм ориентации-схвата, вращательную 7 и по- А - А на ступательную 8 пары Ч-го класса. На осивращательной пары 7 установлен датчик 9 тво /дета- угловых перемещений. Поступательная па - синхро- ра 8 выполнена в виде двух направляющих10, 11 и каретки 12, На двух противоположИзобретение относится к обла отехники и может быть использо ример, для дистанционного уп анипуляторами. Целью изобретения является ие функциональных возможност щего устройства. На фиг,1 показан пример вы адающего устройства,На фиг,2 - соединительный адающего устройства /разрезфиг,З , аксоащее у адающее устрой 4 етрия/; на фиг ройство,лировк низиру ГОСУДАРСТВЕННЬИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ступательного и вращательного перемещений в общем количестве, равном числу подлежащих управлению степеней подвижности многостепенного манйпулятора. На каждом модуле размещены датчики положения, Модуль поступательного перемещения состоит из каретки, направляющих и синхронизирующего устройства, Модуль вращательного перемещения выполнен в виде внешней и внутренней концентричных обойм, между которь,ми имеется канал,"заполненный шариками, Синхронизирующее устройство имеет равноплечий рычаг, кинематически связанный с направляющей, сепаратором и кареткой. Последовательное соединение модулей вращательного и поступательного перемещений позволяет расширить Функциональные возможностй манипуляторов за счет обеспечения управления манипуляторами, имеющими разлйчйое число степеных поверхностях каретки 12 и на направляющих 10, 11 имеются канавки 13, 14, которые между собой образуют д, канала, заполненные шариками 15, установленными в сепараторы 16, 17 /фиг.4/ сепараторы 16, 17 между собой жестко соединены. Поступательная пара 8 снабжена синхронизирующим устройством 18 и датчиком 19 линейных перемещений, Синхронизирующее устройство 18 выполнено в виде равноплечего рычага, один конец которого соединен с направляющей 10 вращательной. парой 20 Ч-го класса, другой конец - с пальцем 21 каретки.12 кинематической парой Ч-го колеса. В средней части рычага имеется прорезь 22, также образующая с пальцем сепаратора 16 кинематическую пару 1 Ч-го класса, Датчик 19 линейных перемещений расположен на направляющей 11, а его подвижные контаты 23 размещены на каретке 12, Каретка 12 подпружинена пружиной 24 и жестко связана с соединительным механизмом 2, Соединительный механизм 2 (см. фиг.2) в данном случае.состоит из модуля вращательного перемещения 25 "идвух взаимно связанных модулей поступательного перемещения 26, 27. Модуль вращательного перемещения 25 выполнен в виде внешней 28 и внутренней 29 обойм, между которыми имеется анал ЗО, заполненный шариками 31, На оси вращения 32 модуля вращательного переме.цения 25 установлен датчик угловых перемещений ЗЗ, Внешняя обойма 28 с помощью средств крепления, например, посредством винтов 34 связанас кареткой 35 первого модуля поступательного перемещения 25, Каретка 35 содержит канавки Зб, 37 на двух противоположных поверхностях и выполнена с возможностью перемещаться относительно направляющих 38, 39, также содержащих канавки 40, 41, причем канавки 36, 37 каретки 35 и канавки 40, 41 направляющих 38, 39 образуют два канала, заполненных шариками 42. Шарики 42 установлены в сепараторы 43, которые также соединены между собой жестко и ссинхронизирующим устройством на фиг. не показано). Синхронизирующее устройство модуля поступательного перемещения 25 выполнено аналогично синхронизирующему устройству 18 поступательной пары 8, На направляющей 38 установлен датчик 44, подвижный контакт 45 которого размещен на каретке 35. Направляющие 38, 39 первого модуля поступательного перемещения 26 жестко соединены посредством средств крепления 46 с направляющими 47, 48 второго модуля поступательного перемещения 27, Второй модуль поступательного перемещения 27 выполнен аналогично первому,Каретка 49 второго модуля поступательногоперемещения 27 в данном примере связанас основанием 3,5 Многостепенное задающее устройствоработает следующим образом.При качании рукоятки 1 вокруг оси вращательной пары 7 в систему управленияидет сигнал с датчика угловых перемещений10 9, при подьеме-опускании - с датчика линейных перемещений 19 пары поступательного перемещения 8. При вращениирукоятки 1 вокруг оси 32 модуля вращательного перемещения 25 в систему управления15 идет сигнал с датчика угловых перемещенийЗЗ, при перемещении каретки 35 первогомодуля поступательного перемещения 26, относительно направляющих 38, 39 сигналснимается с датчика 42, а при перемещении20 направляющих 47, 48 относительно каретки49 сигнал снимается с датчика (на фиг, непоказан) второго модуля поступательногоперемещения 26. Таким образом осуществляется управление пятью транспортными25 степенями подвижности одновременно илипо отдельности, Кроме того, оператор с помощью курка 4 датчика сжатия-разжатиясхвата, клавиши 5 корректирующего устройства и диска б ориентации схвата осуществ 30 ляет управление сжатием-разжатиемсхвата, коррекции скорости относительныхперемещений звеньев исполнительного органа и пространственной ориентации схватаДля управления манипулятором с про 35 извольным количеством поступательных ивращательных кинематических пар задающее устройство набирается из соэтветствугощих модулей. Так, для управленияманипулятором с 6-ю степенямл подвижно 40 сти задающее устройство состоит из модулей, изображенных на фиг,З,Вращательными кинематическими парамисхвата можно управлять посредством дискаб и качанием рукоятки 1 относительно оси 745 Яфиг.1). Для управления региональными степенями подвижности используются модули26, 25 и пара 8 соответственно. Степеньюсвободы, имеющей небольшие угловые перемещения, в данном случае предложено50 управлять от датчика, расположенного напоступательном модуле 27.Задающее устройство предназначенодля работы в системах 5 координатно-параметрического управления СКПУ) манипуля 55 торов. Такие системы .позволяютзначительно повысить зффективность ручного уг:равления обучения), поскольку допускают оперативную коррекциюкозффициентов усиления в процессе координатного управления манипулятором безнарушения условий мнемоничности, С зтой целью организуется электронная нвголономная связь в системе управления манипу- . лятором. Синхронная вариация коэффициентОВ усилениЯ связи) по любОЙ 5 из управл;.емых координат осуществляется с помощью корректирующего устройства с клавишей 5, Блок-схема такой системы приведена на фиг.б.С помощью задающего устройства, 10 Обозначенноо на фиг.б, поз 51 оператор формирует Вектор командных координатных напряжений, которые подаются в систему 50 Кроме того, усилием нажатия на клавишу 5 корректирующего устройства 52 15 оператор устанавливает требуемое для выполнения технологической операции значение коэффициентов преобразования СКПУ, Сигналы с выхода системы 50 попадаот либо непосредственно на Входы сер воприводов манипулятора 53, либо через пересчетчик 54 координат ПК), служащий для получения пространстВеннОГО соот" ветствия положений задающсго и исполнительного органов (на фиг, не показан). 25 Необходимость в пересчетчике 54 возникает при невозможности разВязать дВИ" жения по некоторым степеням подвижности в задающем устройстве или при.наличии неподобных кинематик зада юшего и исполнительного органов мани- пулятора, 5 Формула изобретения 1, Задающее устройство манипулятора, содержащее Основание, рукоятку управления с згдатчиком параметрического сигнала и датчики положения, о т л и ч а ю щ е е с я тем; чтос целью расширения функциональных Возможностей за счет обсспечения управления многостепенным манипулятором, он снабженсоединительным механизмом, связанным с основанием и"с рукояткой управления и выполненным-в виде последовательно соединенных между собой модулей Врашательного и поступательного перемещений, а датчики положения расположены на зтих модулях.2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что модуль поступательного пеоеме- щения ВыполНен в виде двух параллельных направляющих, каретки, расположенной в зтих направляющих и установленной на шариках, размещенных в сепараторе, и синхронизирующего устройства, выполненного .в виде равноплечего рычага, кинематически связанного с одной направляющей, сепаратором и кареткой.3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что модуль вращательного движения выполнен в видеконцентричных внутрвнней и внешней обойм, между которыми имеется канал., заполненный шариками.1757874 Род/ Составитель С, Новикдактор С, Новик Техред М.Моргентал Корректор М, Максимишинец Заказ 2962 Тираж, Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 113035, Москва, Ж, Раувская наб., 4/5 ГКНТ С Произво л г 17 венно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарин