RU135956U1 - COPYING MANIPULATOR - Google Patents
COPYING MANIPULATOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU135956U1 RU135956U1 RU2013122162/02U RU2013122162U RU135956U1 RU 135956 U1 RU135956 U1 RU 135956U1 RU 2013122162/02 U RU2013122162/02 U RU 2013122162/02U RU 2013122162 U RU2013122162 U RU 2013122162U RU 135956 U1 RU135956 U1 RU 135956U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- forearm
- operator
- shoulder
- pair
- rotation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
Копирующий манипулятор, содержащий задающее и исполнительное устройства, выполненные с возможностью закрепления соответственно на корпусе оператора и основании, и выполненные по схеме, включающей плечо, предплечье, кисть, соединенные между собой вращательными парами, при этом на предплечье задающего устройства размещен ложемент для соединения его с предплечьем оператора, отличающийся тем, что плечо задающего устройства выполнено в виде двух звеньев, соединенных между собой поступательной парой и с возможностью соединения с корпусом и предплечьем оператора через карданы, причем одна из осей кардана, предназначенная для соединения с предплечьем, соосна оси вращательной пары плечо-предплечье, при этом оси карданов и поступательная пара оснащены приборами замера относительного движения звеньев.A copy manipulator containing a master and an actuator, adapted to be fixed on the operator’s body and base, respectively, and made according to a scheme comprising a shoulder, a forearm, a brush connected by rotational pairs, while a lodgement is placed on the forearm of the master device to connect it to operator forearm, characterized in that the shoulder of the master device is made in the form of two links interconnected by a translational pair and with the possibility of connection with the housing forearm of the operator through the universal joints, one of cardan axles are designed for connection with the forearm, is coaxial with rotational axis, a pair of shoulder forearm, the cardan axis and translational measuring instruments are equipped with a pair of relative motion units.
Description
Полезная модель относится к робототехнике и может быть использована при создании манипуляторов с дистанционным управлением.The utility model relates to robotics and can be used to create manipulators with remote control.
Известен задающий орган манипулятора, содержащий основание, ложемент под локоть оператора, и рукоятку для кисти, при этом ложемент и рукоятка между собой и основанием кинематически связаны рычажно-шарнирным механизмом с возвратными пружинами, а каждый механизм представляет собой рычаг с двумя взаимно перпендикулярными шарнирами. Ложемент, кроме того, дополнительно соединен с основанием шарнирным параллелограммом (см. а.с. СССР №1546248, B25J 3/04).Known is the master arm of the manipulator, which contains a base, a lodgement for the operator’s elbow, and a handle for the brush, while the lodgement and the handle are kinematically connected with the spring by the lever-hinge mechanism and return springs, and each mechanism is a lever with two mutually perpendicular hinges. The lodgement, in addition, is additionally connected to the base by a hinged parallelogram (see AS USSR No. 1546248, B25J 3/04).
Недостатком известного решения является сложность конструкции в силу избыточного количества звеньев - элементов шарнирно-рычажных механизмов и кинематических пар.A disadvantage of the known solution is the design complexity due to the excessive number of links - elements of articulated link mechanisms and kinematic pairs.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является копирующий манипулятор (см. а.с. СССР №1646842, B25J 3/00). В соответствии с известным решением, манипулятор содержит задающий и исполнительный органы, закрепленные на основании, и выполнен по единой схеме, состоящей из трех звеньев: плеча, предплечья и кисти, которые соединены между собой посредством промежуточных элементов, имеющих универсальные шарниры. При этом на задающем органе расположен ложемент для руки оператора, отличающийся тем, что он снабжен пружиной растяжения, установленной между основанием и плечом задающего органа, а ложемент расположен на предплечье и имеет U образную форму.The closest analogue to the claimed utility model is a copy manipulator (see USSR AS No. 1646842, B25J 3/00). In accordance with the known solution, the manipulator contains a master and an actuator, mounted on the base, and is made according to a single scheme consisting of three links: a shoulder, a forearm and a brush, which are interconnected by means of intermediate elements having universal joints. At the same time, a lodgement for the operator’s hand is located on the driver’s body, characterized in that it has a tension spring installed between the base and the shoulder of the driver’s body, and the tool tray is located on the forearm and has a U shape.
Недостатком известного устройства является неточность определения углов поворота плеча оператора задающим устройством и, как результат, ненадежность работы исполнительного устройства. Это обусловлено тем, что одна из осей универсального шарнира задающего устройства не соосна оси сустава, соединяющей плечо оператора с корпусом. В результате углы поворота по этой оси, задаваемые оператором, не совпадают с углами поворота задающего устройства. Имеет место расхождение между углом поворота плеча оператора и формируемым сигналом на поворот плечевого звена исполнительного устройства. Кроме того универсальный шарнир смещен относительно сустава, соединяющего плечо оператора с корпусом, что так же ведет к расхождению углов поворота в плечевом шарнире оператора и задающем устройстве. Плечевой сустав оператора имеет три степени подвижности, а задающее устройство способно «считывать только» два угла поворота, что не позволяет сформировать управляющие сигналы в полном объеме, в частности нет угла ротации. Перечисленные особенности известного решения ведут к тому, что задающее устройство формирует управляющие сигналы с искажением величин углов поворота руки оператора. Задающее устройство не обеспечивает точного формирования управляющих сигналов исполнительному устройству и не обеспечивает точности его работы.A disadvantage of the known device is the inaccuracy of determining the angles of rotation of the shoulder of the operator of the master device and, as a result, the unreliability of the actuator. This is due to the fact that one of the axes of the universal hinge of the driver is not aligned with the axis of the joint connecting the operator’s shoulder to the body. As a result, the rotation angles on this axis, set by the operator, do not coincide with the rotation angles of the master. There is a discrepancy between the angle of rotation of the shoulder of the operator and the generated signal to rotate the shoulder link of the actuator. In addition, the universal joint is offset relative to the joint connecting the operator’s shoulder with the body, which also leads to a divergence of the rotation angles in the operator’s shoulder joint and the driver. The shoulder joint of the operator has three degrees of mobility, and the master device is able to “read only” two rotation angles, which does not allow generating control signals in full, in particular there is no rotation angle. The listed features of the known solution lead to the fact that the master device generates control signals with distortion of the values of the rotation angles of the operator's hand. The master device does not provide accurate formation of control signals to the actuator and does not ensure the accuracy of its operation.
Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении точности работы исполнительного устройства, за счет формирования задающим устройством значений углов поворота, совпадающих с плечом оператора.The technical problem to which the utility model is directed is to increase the accuracy of the actuator, by forming the angles of rotation that match the operator’s shoulder by the master.
Техническая задача решается тем, что в известном копирующем манипуляторе, содержащем задающее и исполнительное устройства, закрепленные соответственно на корпусе оператора и основании, выполненные по схеме, включающей: плечо, предплечье кисть, соединенные между собой вращательными парами, при этом на предплечье задающего устройства размещен ложемент, соединяющий его с предплечьем оператора, плечо задающего устройства выполнено в виде двух звеньев соединенных между собой поступательной парой, а с корпусом и предплечьем оператора через карданы, причем одна из осей кардана соединяющего с предплечьем соосна оси вращательной пары плечо предплечье. Кроме того, оси карданов и поступательная пара оснащены приборами замера относительного движения.The technical problem is solved in that in the well-known copying manipulator, containing the master and actuator, mounted respectively on the operator’s body and base, made according to the scheme, including: shoulder, forearm, brush, interconnected by rotational pairs, while the lodgement is placed on the forearm of the master connecting it with the forearm of the operator, the shoulder of the driver is made in the form of two links interconnected by a translational pair, and with the body and forearm of the operator through Cardan shafts, wherein one of the axes of the universal joint connecting the forearm is coaxial with the rotational axis of the pair of shoulder arm. In addition, the cardan axes and the translational pair are equipped with relative motion measuring devices.
На фиг. 1 представлены кинематические схемы задающего устройства, установленного на операторе и исполнительного устройства.In FIG. 1 shows the kinematic diagrams of a driver installed on an operator and an actuator.
Копирующий манипулятор содержит: задающее устройство 1 (фиг. 1) и исполнительное устройство 2. Задающее устройство 1 имеет подвижные звенья 4, 5 и 6. Исполнительное устройство 2 включает в себя звенья: плечо 7, предплечье 8, кисть 9 и закреплено на основании 10. Звенья 7, 8 и 9 соединены между собой кинематическими парами 11, 12 и 14. Кинематическая пара 11 образована основанием 10 и звеном 7 и обеспечивает движение типа ротация αИ1. Кинематическая пара 12, обеспечивает движение типа качание β1И. Кинематическая пара 13 образована звеном 7 и дополнительным звеном 15 и обеспечивает движение типа ротация α1И. В совокупности три кинематические пары обеспечивают движение по трем обобщенным координатам аналогичное тому, что реализовано в суставе 16, соединяющем плечо 17 и корпус 18, и являющегося шаровым шарниром. При этом положение плеча в пространстве определяется углами γx, γy, γz.The copy manipulator contains: a driver 1 (Fig. 1) and an
Кинематическая пара 14, образована дополнительным звеном 15 и звеном 8.
Подвижное звено 4, задающего устройства 1, соединено с корпусом оператора 18 вращательной кинематической парой IV класса 19 (типа кардан). Положение звена 4, относительно корпуса 18, определяется двумя углами относительного поворота: β1З, β1З. Звено 5 соединяется со звеном 4 поступательной парой 20. Звенья 5 и 6 соединены между собой вращательной кинематической парой IV (типа кардан) - 21. Поворот звена 6 относительно звена 5 определяется углами β3З, β4З. При этом ось вращения по углу β4З соосна углу поворота в суставе 22, соединяющем плечо оператора 17 и предплечье 23. Звено 6 через ложемент 24 соединяется с предплечьем 23.The
Кинематическая пара 19 оснащена приборами (на фиг. условно не показаны), регистрирующими величину угла поворота β1З и β2З, в качестве которых могут быть использованы: потенциометры, оптические энкодеры и др. В поступательной паре 20 установлены прибор (на фиг. условно не показаны), обеспечивающие замер относительного движения звена 5 вдоль звена 4 - h.
Выполнение плеча задающего устройства 1 в виде двух звеньев 4 и 5, соединенных между собой поступательной парой 20, а с основанием и предплечьем через вращательные пары (карданы) 20 и 21, обеспечивает пространственную ориентацию ложемента 24. При этом звенья задающего устройства не ограничивают движения плеча 17 и предплечья 23 оператора. Сохраняется полная свобода движений руки оператора. Соосность оси кардана 21 с углом поворота с осью вращательной пары плечо-предплечье обеспечивает равенство углов γПР.=β4З·The implementation of the shoulder of the
При этом наличие поступательной пары 20 и вращательных пар 19 и 21 позволяет точно замерять величины относительного движения: углы относительного поворота β1З и β2З, h. Задающее устройство 1 кинематически связано с рукой оператора и имеет с ним общее звено - предплечье 23, пространственное положение которого определяется параметрами β1З, β2З, h, β4З с одной стороны и углами поворота в плечевом суставе 16: γx, γy, γz, γПР. При этом γПР.=β4Зб а три угла поворота, определяющие положение плеча оператора 17: γx, γy, γz, вычисляются через замеренные величины β1З, β2З, h. Это позволяет определять абсолютные значения углов поворота в суставе 16 с точностью, совпадающей с точностью замера приборами относительного движения, установленными в кинематических парах 19, 20 и 21.Moreover, the presence of a
Копирующий манипулятор работает следующим образом.Copy manipulator works as follows.
При необходимости задать управляющие сигналы для выполнения движений в кинематических парах исполнительного устройства 2: 11, 12, 13 и 14, оператор выполняет повороты в движении в суставе 22 и 16.If necessary, set control signals to perform movements in the kinematic pairs of the actuator 2: 11, 12, 13 and 14, the operator performs rotations in motion in the
При этом поворот предплечья 23 обеспечивает поворот ложемента 24 в кардане 21, а именно поворот вокруг оси по углу β4З. В силу соосности оси кардана 21 и оси поворота в суставе 22 обеспечивается равенство углов γПР.=β4З. При этом устройство фиксации угла поворота, размещенное в кардане 21, обеспечивает замер угла β4З, а следовательно, и угла поворота предплечья 23 относительно плеча 17 - γПР. Управляющий сигнал при полной линейной зависимости с углом поворота предплечья передается двигателю, формирующему движение в кинематической паре 14 исполнительного устройства 2.In this case, the rotation of the
Поворот в суставе 22 приводит к движению в задающем устройстве 1, в силу соединения его с корпусом оператора 18 через вращательную пары 19 и предплечьем 23, через звено 6. Структурная схема задающего механизма 1, в силу выполнения плеча в виде двух звеньев 4 и 5 и соединения их карданами 19, 21 соответственно с корпусом 18 и звеном 6, обеспечивает число степеней подвижности равное 4. В связи с этим рука оператора имеет возможность свободно выполнять движения, не ограничиваемые задающим устройством 1. Движение в задающем устройстве 1 сопровождается поворотами в кинематической паре 19 (изменение величин углов β1З, β2З), поворотом в кинематической паре 21 (изменение величины угла β3З) и движением в поступательной паре 20 (изменение величины h). Т.к. все кинематические пары 19, 20, 21 оснащены приборами фиксации относительного движения, обеспечивается фиксация величин β1З, β2З, β3З, h. Их численные значения соответствуют углам поворота в суставе 16: γx, γy, γz, что позволяет определить их численные значения по замеренным параметрам относительного движения.The rotation in the
Значения углов поворота плеча оператора 17 и предплечья 23: γx, γy, γz, являются достаточными для задания соответствующих углов поворота исполнительного механизма 2: α1И, α2И, β1И.The values of the rotation angles of the shoulder of the
В силу свободного движения руки оператора замер величин β1З, β2З, β3З, h определяется только точностью приборов, т.е. обеспечивается требуемое значение, достаточное для формирования управляющих движений обеспечивающих поворот звеньев исполнительного устройства 2: α1И, α2И, β1И.Due to the free movement of the operator’s hand, the measurement of β 1З , β 2З , β 3З , h is determined only by the accuracy of the instruments, i.e. provides the required value sufficient for the formation of control movements providing rotation of the links of the actuator 2: α 1I , α 2I , β 1I .
Таким образом, заявляемый копирующий манипулятор, обеспечивает повышение точности работы исполнительного устройства за счет определения через задающее устройство абсолютных значений углов поворота в плечевом 16 и локтевом 22 суставах оператора.Thus, the inventive copy manipulator, improves the accuracy of the actuator by determining through the master device the absolute values of the rotation angles in the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013122162/02U RU135956U1 (en) | 2013-05-14 | 2013-05-14 | COPYING MANIPULATOR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013122162/02U RU135956U1 (en) | 2013-05-14 | 2013-05-14 | COPYING MANIPULATOR |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU135956U1 true RU135956U1 (en) | 2013-12-27 |
Family
ID=49817918
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013122162/02U RU135956U1 (en) | 2013-05-14 | 2013-05-14 | COPYING MANIPULATOR |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU135956U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU169864U1 (en) * | 2016-07-12 | 2017-04-04 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Copy manipulator driver |
RU2698364C1 (en) * | 2018-03-20 | 2019-08-26 | Акционерное общество "Волжский электромеханический завод" | Exoskeleton control method |
-
2013
- 2013-05-14 RU RU2013122162/02U patent/RU135956U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU169864U1 (en) * | 2016-07-12 | 2017-04-04 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Copy manipulator driver |
RU2698364C1 (en) * | 2018-03-20 | 2019-08-26 | Акционерное общество "Волжский электромеханический завод" | Exoskeleton control method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5383607B2 (en) | System, calibration module, and method for calibrating a rotary absolute position sensor | |
JP5893330B2 (en) | Operation input device and method for initializing operation input device | |
JP5511387B2 (en) | Improved joint shaft for coordinate measuring machine | |
JP2013068625A (en) | Rearrangement method of articulated coordinate measuring machine | |
RU146552U1 (en) | ANTHROPOMORPHIC MANIPULATOR | |
WO2007076731B1 (en) | Method and apparatus for measurement and/or calibration of position of an object in space | |
KR20140084062A (en) | Calibration and programming of robots | |
CN110815206A (en) | Stewart type parallel robot kinematics calibration method | |
JP7109161B2 (en) | Mechanism Model Parameter Estimation Method for Articulated Robots | |
RU135956U1 (en) | COPYING MANIPULATOR | |
TWI557522B (en) | Calibration method and calibration apparatus | |
WO2024031922A1 (en) | Robot calibration method and device based on equivalent kinematic model | |
RU125508U1 (en) | REMOTE MANIPULATOR | |
TW201313415A (en) | System and method for adjusting mechanical arm | |
CZ2012897A3 (en) | Device for optical measurement and/or optical calibration of a body position within a space | |
CN110231010A (en) | A kind of three coordinate measuring machine and measurement method based on Delta parallel mechanism | |
CN204893944U (en) | Trajectory record of robot appearance | |
CN104760044B (en) | A kind of unpowered articulated arm teaching machine and the application in industrial robot thereof | |
US20200297447A1 (en) | A device for sensing the pose and motion of a human's arm-hand | |
CN104571477A (en) | Straight rod type ring finger movement detection device | |
KR100500964B1 (en) | Apparatus for measuring and fixing spatial position of medical instrument | |
Kim et al. | Design and testing of wireless motion gauges for two collaborative robot arms | |
JP5797761B2 (en) | Measuring device acting non-linearly to analyze and improve the adjustment of the orientation device acting on the sphere | |
BR102019012161A2 (en) | 3D COORDINATE MEASURING ARM OF FIVE DEGREES OF FREEDOM AIDED BY JOINTS WITH REDUCERS AND MAGNETIC SENSORS | |
JP2011013012A (en) | Wheel position measurement device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD1K | Correction of name of utility model owner | ||
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190515 |