Устройство для управления адаптив-ным роботом

(22) Заявлено 13.04. 79 (21) 2752788/18-24 Государственный комитет СССР до делам изобретений и открытий.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АДАПТИВНЫМ РОБОТОМ Изобретение относится к техничес-. кой кибернетике и автоматизированных систем управления и может быть использовано при создании устройств для управления адаптивным, роботом, преимущественно обслуживающим конвейерныелинии.Известные устройства для управления адаптивньи роботом, содержацие блок памяти, спецпроцессоры, телевизионную.10 передающую камеру, дисплей, преобра-зователи, блок печати и блок управления приводами исполнительного органа робота 11Однако устройство .является слож- .нымеНаиболее близким техническим решением к изобретению является устройство,содержащее излучатель и последовательно соединенные первый диссектор, первый формирователь строб- импульсов,.первый преобразователь угол-код,.первый вычислитель координат, первый блок памяти, вычислительный блок и приводы исполнительного органа робота, а также привод и датчик вращения рабочего стола 2,Недостатком этого устройства является наличие вращения рабочего стола, которое снижает быстродействие устройства, Последнее связано с тем, что угловая скорость вращения рабочего стола ограничена устойчивостью объектов на рабочем столе, определяемой действием на объекты центробежных сил. Кроме того это устройство вырабатывает малый объем информации о расположении объекта манипулирования, что влияет на точность его захвата роботом, а также неприменимо дл работы с конвейерной линией, состоящей из нескольких подвижных участков.Цель изобретения - увеличение надежности и быстродействия устройства, а такжеповышение его точности и распЫрение функциональных возможностей.30304 ф 5 10 15 т20 25 30 35 40 45 50 55 3 8Цель достигается тем, что устройство содержит механически связанныепервые привод и датчик перемещенияленты конвейера и оптически связанныйс излучателем, первый приемник, выходкоторого соединен со вторым входомвычислительного блока, третий входкоторого подключен к выходу первогодатчика перемещения ленты конвейера,второй выход которого соединен совторым входом первого вычислителякоординат, а второй выход - ко входупервого привода перемещения лентыконв ейера,Устройство также содержит последовательно соединенные второй диссектор, второй формирователь стробимпульсов, второй преобразователь.угол-код, второй вычислитель координаи второй блок памяти, выход которогоподключен к четвертому входу вычислительного блока, выход первого датчикаперемещения ленты конвейера подключенко второму входу второго вычислителякоординат,Кроме того, устройство содержитвторые привод и датчик перемещенияленты конвейера, а также механическисвязанные третьи привод и датчик перемещения ленты конвейера, причефвыход второго датчика перемещенияленты конвейера соединен с пятымвходом вычислительного блока, к шестому входу которого подключен выходтретьего датчика перемещения лентыконвейера, а входы второго и третьего приводов перемещений ленты конвейера соответственно соединены стретьим и четвертым выходами вычислительного блока.Устройство, также содержит оптически связанный с излучателем второйприемник, выход которого соединен сседьмым входом вычислительного блока,На чертеже изображена функциональная схема устройства.Устройство содержит входной 1, выходной 2, средний 3 участки лентыконвейера, объект.4, излучатель 5,первый диссектор 6, первый формирователь 7 строб-импульсов, первыйпреобразователь 8 угол-код, первыйвычислитель 9 координат, первый блок10 памяти, вычислительный блок 11,приводы 12 исполнительного органаробота, исполнительный орган 13 робота, первый привод 14 перемещенияленты конвейера, первый датчик 15 перемещения ленты конвейера, первыйприемник 16, второй диссектор 17второй формирователь 18 строб-импульсов, второй преобразователь 19 уголкод, второй вычислитель 20 координатвторой блок 21 памяти, второй привод 22 перемещения ленты конвейера,второй датчик 23 перемещения лентыконвейера, третий привод 24 перемещения ленты конвейера, третий датчик 25 перемещения ленты конвейера,второй приемник 26.Устройство работает следующимобразом,В случае перемещения объекта 4на ленте конвейера, представляющейединое целое число, лента перемещается под действием первого привода 14перемещения ленты конвейера, управляемого от вычислительного блока 11в старт-стопном или непрерывном режиме. Величина перемещения ленты конвейера в функции времени задается первым датчиком 15 перемещенияленты конвейера, первый выход которого связан с третьим входом вычисли-тельного блока 11. При этом отсчетвремени может исчисляться от моментапересечения объектом 4 линии оптической связи излучателя 5 и первогоприемника 16, выход которого соединенсо вторым входом вычислительного блока 11. Ленту конвейера как целоеможно условно разбить на участки -входнбй 1, выходной 2 и средний 3.На первом участке определяется момент пересечения объектом 4 линииоптической связи излучателя 5 спервым приемником 16, на второмосуществляется захват объекта 4 сходу при непрерывном режиме движения ленты конвейера или после остановки ленты в старт-стопном режимеработы конвейера, а на третьем -зрительный анализ выпукло-преобразованного контура объекта 4 в плоскости зрительного сканирования первогодиссектора 6, причем указанный контур устанавливается не полностью, алишь фрагментарно т.е. не по всемупериметру объекта 4 в плоскости егозрительного сканирования.Процесс фрагментарного зрительного восприятия контура объекта 4,перемещающегося поступательно с постоянной скоростью по среднему участку ленты конвейера, описывается следующим образом.На фотокатоде первого диссектора 6(а в случае применения двух диссекторов, то и второго диссектора 17)формируется изображение в виде прерывистой светлой линии, Ее прерывание объясняется фактором затенения излучателя 5 объектом 4 в поле зрения диссектора. Считывание электронной щелью диссектора 6, указанной прерывистой светлой линией, приводит 10 к возникновению на выходе диссектора 6 широтно-импульсного сигнала, период следования которого равен периоду электронной развертки в диссекторе 6.Широтно-импульсная последователь ность преобразуется в первом формирователе 7 строб-импульсов в парные строб-импульсы, соответствующие спаду и фронту импульсов в указанной широтно-импульсной последовательности.гО Нечетные строб-импульсы соответствуют начальной границе теневого сектора, а четные - конечной границе того же теневого сектора в каждом из циклов зрительного сканирования 25диссектором 6 при наличии в его ноле зрения непрозрачного объекта. Зна" чения азимутов визирования объекта 4преобразуются в двоичный код в первом преобразователе 8 угол-код, откуда 30 кодированные последовательности посту" пают раздельно для начальной и конечной границ визирования объекта на первый вход первого вычислителя 9 координат. Первый датчик 15 пере мещения ленты конвейера преобразует . значение продольной координаты (вдоль линии движения ленты конве- йера) движущегося объекта 4, иа" пример точки его сечения, лежащей на средней линии, разделяющей продольный размер объекта 4 на две равные части, причем продольный размер объекта определяется произведением скорости движения конвейера на разность моментов времени пересечения задней и передней частями объекта 4 линии оптической связи первого приемжка 16 с излучателем 5.В случае, когда лента конвейера представляет собой не единое целое, . а разбита на раздельно управляемые участки - входной 1, выходной 2 и средний 3. При синхронной работе приводов 14,22,24 перемещения указанных участков ленты конвейера, объект 4 движется с постоянной скоростью на всех указанных участках, как в 50 830304 6случае одноленточного конвейера.Разделение конвейера на входной 1и средний 3 участки ленты позволяетсущественно увеличивать удельнуюзагрузку на единицу его длины, т,е.уменьшить интервал между загружаемыми на ленту конвейера объектами,а также увеличить длину среднегоучастка 3, что приводит к увеличению точности воспроизведЕния контура объекта с помощью зрительногосенсора робота, за счет увеличенияинформации в фрагментарном описанииэтого контура, Для того, чтобы насреднем участке 3 не могло одновременно находиться два объекта, управление движением участков 1 и 3 осуществляется раздельно с помощьювычислительного блока 11, на второйвход которой поступают сигналы с вы"ходя приемника 16, сигнализирующие. о подходе второго объекта, еслипервый объект еще находится в зонедействия зрительного сенсора робота(на участке ф. В этом случае привод22 останавливает входной участок 1ленты конвейера, а анализируемыйобъект движется на ленте среднегоучастка 3 без каких-либо изменений.Такой прием эквивалентен разряжениюинтервалов между объектами, устаналиваемыми на входном участке лентыконвейера, В этом случае устройствоуправления автоматически задаеттрубемый интервал между объектами,поступающими в зону их осмотра зрительным сенсором робота, что устраняетнеобходимость в наличии технологического запаса по интервалу, гарантирующего работу линии без сбоев, В принципе допустим такой режим работы, прикотором лента среднего участка конвейера движется с переменной скоростью, Например, скорость протяжки ленты среднего участка начинаетувеличиваться .по сравнению со скоростью протяжки ленты входного участка на ленту с момента передачиобъекта с ленты входного участка наленту среднего участка конвейера(припередаче объекта с участка на участок скорости протяжки лент этих участков должны быть строго одинаковымиЭто также эквивалентно разряжгниюобъектов на исходном участке конвейера, на который объекты можно загружать достаточно часто, Причем в этомслучае входной участок ленты конвейера может двигаться непрерывно, а не встарт-столпом режиме подачи объектов на средний участок 3 конвейера. Естественно, что при переменном режиме работы ленты среднего участка мгновенная скорость движения этой ленты должна быть всегда известна (эта инФормация определяется работой датчика 15 перемещения ленты конвейера),Что необходимо для вычисления 10 положения объекта 4 во времени относительно диссекторов 6 и 17.Применение изобретения позволяет повысить надежность, быстродействие и расширить Функцноналыые возмажнос ти устройства за счет обеспечения виэуалрзации объектов, представляет собой часть ленты конвейера. Формула изобретения 1, Устройства для управления адап тивжщ роботом, содержащее излучатель и последовательно соединенные первый дисеектор., первый Формирователь строб-импульсов, первый преобразователь угол-код, первый вычислитВль координат, первый блок памяти, вычислительный блок и приводы исполнительного органа рабата, а т л и ч а ющ е е с я тем, чта, с целью увеличения надежности и быстродействия устройства, аносодержит механически связанные первые привод и датчик перемещения ленты конвейера и оптически связанный с излучателем первый приемниквыход которого соединен со40 вторым входом вычислительного блока третий вход которого подключен к выходу первого Датчика перемещения ленты конвейера и ка второму входу первого вычислителя коордйнат, а второй выход - ко; ",5 входу первого привода перемещения ленты конвейера. 830 04 82, Устройство па и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности устройства, оносодержит последовательно соединенныевторой диссектор, второй Формирователь строб-импульсов, второй преобразователь угол-код, второй вычислитель координат и второй блок памяти, выход которого подключен к четвертому входу вычислительного блока,выход первого датчика перемещенияленты конвейера подключен ко второмувходу второго вычислителя координат., 3. Устройство,по пп,1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью расширения Функциональных возможностей, устройство содержит меха"нически связанные вторые привод идатчик перемещения ленты конвейера,20 а также механически связанные, третьипривод и датчик перемещения лентыконвейера, причем выход второго датчика перемещения ленты конвейерасоединен с пятым входом вычислительного блока к шестому входу которогоподключен выход третьего датчика перемещения ленты конвейера, а входывторого и третьего приводов перемещения ленты конвейера соединены соответственно с третьим и четвертымвыходами вычислительного блока.4, Устройство по пп, 1-3, о т л и. ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения Функциональных возможностейустройства, оно содержит оптическисвязанный с излучателем второй приемсниквыход которого соединен с седьмым входом вычислительного блока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Дистанционно-управляемые роботы-манипуляторы,. Сб. статей, Цодред, Б, П, Попова, М., "Миф,1976,с. 99-134.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2056396/18-24кл. В 25;Г 13/00, 1974 (прототип).830304 каз 3200 48 Тираж 940 ВНИИПИ Государственного ком но делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж, Раушспиен тета ытий д. 4/5 я н илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Составитель Е. ПолитовРедактор М. Погориляк Техред И.Асталош Корректор,Н. Швыдкая