RU2044619C1

RU2044619C1 - Device for handling the robot-manipulator

Info

Publication number: RU2044619C1
Authority: RU
Inventors: К.В.А. Волкас; Р.-И.И. Талишаускас; С.И. Дайлиде; В.И. Ветерис; Д.Л. Юозапавичюс
Original assignee: Каунасский технологический университет
Priority date: 1989-09-20
Filing date: 1989-09-20
Publication date: 1995-09-27

Abstract

FIELD: robotics. SUBSTANCE: device has two decoders, four groups of AND-gates, a group of OR-gates and a delay element which provide for the expansion of the friction opportunities of the device at the expense of securing the analysis of the operation state. EFFECT: simpler design of remotely-controlled robots-manipulators. 1 dwg

Description

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройству для управления исполнительными механизмами робота-манипулятора, и может быть использовано в технологических процессах с участием роботов-манипуляторов. The invention relates to automation, in particular to a device for controlling the actuators of a robot manipulator, and can be used in technological processes involving robot manipulators.

Известны технические решения, которые можно было бы использовать при решении поставленной технической задачи. Known technical solutions that could be used to solve the technical problem.

В первом из известных технических решений сделана попытка реализовать управление территориально-распределенными объектами по автономным сетям связи. In the first of the known technical solutions, an attempt was made to implement the management of geographically distributed facilities over autonomous communication networks.

Устройство содержит регистры сообщений, входы которых соединены с клавиатурой пульта управления, с синхронизатором и блоком управления выдачей команд, приемные регистры, входы которых являются входами устройства, дешифратор и блок индикации, фиксирующий номер объекта, находящегося на связи. The device contains message registers, the inputs of which are connected to the keyboard of the control panel, with a synchronizer and a control unit for issuing commands, receiving registers, the inputs of which are the device inputs, a decoder and an indication unit that fixes the number of the object in communication.

Недостаток этого устройства состоит в его ограниченных функциональных возможностях, обусловленных локальными особенностями пункта управления. The disadvantage of this device is its limited functionality, due to local features of the control point.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее триггеры, выходы которых соединены с входами соответствующих элементов И группы, выходы которых соединены с входами первого блока памяти, выходы которого соединены с информационными входами регистров, второй блок памяти, адресный вход которого подключен к выходу сумматора, а вход считывания к выходу первого элемента И, соединенного с выходом первого элемента задержки, счетчик, счетный вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход соединен с одними информационными входами сумматора и компаратора, другие информационные входы которых соединены с выходами соответствующих регистров, первый элемент ИЛИ, вход которого соединен с выходами элементов задержки группы, а выход подключен к одному входу второго элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с усилителем-формирователем, а выход подключен к второму элементу задержки, третий и четвертый элементы ИЛИ. Closest to the proposed device is a device containing triggers whose outputs are connected to the inputs of the corresponding elements AND groups, the outputs of which are connected to the inputs of the first memory block, the outputs of which are connected to the information inputs of the registers, the second memory block, the address input of which is connected to the output of the adder, and a read input to the output of the first AND element connected to the output of the first delay element, a counter whose counting input is connected to the output of the first And element, and the output is connected to the same information the input inputs of the adder and comparator, the other information inputs of which are connected to the outputs of the corresponding registers, the first OR element, the input of which is connected to the outputs of the delay elements of the group, and the output is connected to one input of the second OR element, the other input of which is connected to the amplifier-former, and the output connected to the second delay element, the third and fourth elements OR.

Недостаток устройства состоит в ограниченных функциональных возможностях и ограниченной области применения, обусловленных тем, что известное техническое решение реализует лишь функции передачи команд управления. The disadvantage of this device is its limited functionality and limited scope, due to the fact that the known technical solution implements only the function of transmitting control commands.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей и области применения путем реализации функции анализа данных о работе приводов робота-манипулятора и формирования сигналов его защиты от поломки. The purpose of the invention is the expansion of functionality and scope by implementing the function of analyzing data on the operation of the drives of the robotic arm and generating signals for protecting it from breakage.

Цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее блок памяти, адресный вход которого соединен с выходом счетчика, а выход является первым информационным выходом системы, первый регистр, нулевой вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, триггер, нулевой вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый элемент задержки, вход которого подключен к выходу второго элемента задержки, второй регистр, первая группа элементов И и третий элемент ИЛИ, введены первый дешифратор, информационный вход которого соединен с первым выходом первого регистра, а выходы подключены к одним входам элементов И первой группы, третий элемент задержки, вход которого является первым синхронизирующим входом устройства, а выход соединен с другими входами элементов И первой группы, второй дешифратор, информационный вход которого подключен к первому выходу второго регистра, синхронизирующий вход которого является вторым синхронизирующим входом устройства и подключен к входу второго элемента задержки, группа элементов ИЛИ, входы которых соединены с вторыми выходами первого и второго регистров, а выходы подключены к информационному входу блока памяти, вход управления записью которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам первого и второго элементов И первой группы, вторая группа элементов И, одни входы которых соединены с вторым выходом первого регистра, другие подключены к выходу второго элемента И первой группы, а выходы являются вторым информационным выходом устройства, третья группа элементов И, входы которых соединены с вторым выходом второго регистра, с выходом второго элемента задержки, с соответствующими выходами второго дешифратора и с прямым выходом триггера, единичный вход которого подключен к выходу третьего элемента И первой группы, соединенному с одним входом первого элемента ИЛИ, другой вход которого подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, при этом счетный вход счетчика является третьим синхронизирующим входом устройства, входы второго элемента ИЛИ подключены к выходу первого элемента задержки и к первому синхронизирующему входу устройства, который соединен с синхронизирующим входом первого регистра, информационный вход которого является первым информационным входом устройства, выход первого элемента задержки соединен с нулевым входом второго регистра, информационный вход которого является вторым информационным входом устройства. The goal is achieved by the fact that in a known device containing a memory unit, the address input of which is connected to the output of the counter, and the output is the first information output of the system, the first register, the zero input of which is connected to the output of the first OR element, a trigger, the zero input of which is connected to the output the second OR element, the first delay element, the input of which is connected to the output of the second delay element, the second register, the first group of AND elements and the third OR element, the first decoder is introduced, the information input of which is connected nen with the first output of the first register, and the outputs are connected to one of the inputs of the AND elements of the first group, the third delay element, the input of which is the first synchronizing input of the device, and the output is connected to other inputs of the AND elements of the first group, the second decoder, the information input of which is connected to the first the output of the second register, the synchronizing input of which is the second synchronizing input of the device and is connected to the input of the second delay element, a group of OR elements, the inputs of which are connected to the second outputs the first and second registers, and the outputs are connected to the information input of the memory block, the recording control input of which is connected to the output of the third OR element, the inputs of which are connected to the outputs of the first and second elements AND of the first group, the second group of AND elements, one of whose inputs are connected to the second output the first register, others are connected to the output of the second AND element of the first group, and the outputs are the second information output of the device, the third group of AND elements, the inputs of which are connected to the second output of the second register, the output of the second delay element, with the corresponding outputs of the second decoder and with the direct output of the trigger, a single input of which is connected to the output of the third AND element of the first group connected to one input of the first OR element, the other input of which is connected to the output of the third OR element, while the counting input the counter is the third clock input of the device, the inputs of the second OR element are connected to the output of the first delay element and to the first clock input of the device, which is connected to the synchronization uyuschim input of the first register, whose data input the first data input device, an output of first delay element is connected to the zero input of the second register, whose data input the second data input device.

Анализ известных технических решений в соответствии с поставленной задачей показал, что свойства предлагаемого объекта, обусловленные совокупностью существенных признаков, не совпадают со свойствами известных технических решений, что позволяет сделать вывод о том, что предлагаемое устройство обладает существенными отличиями. An analysis of the known technical solutions in accordance with the task showed that the properties of the proposed object, due to a combination of essential features, do not coincide with the properties of the known technical solutions, which allows us to conclude that the proposed device has significant differences.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства. The drawing shows a block diagram of the proposed device.

Устройство включает блок памяти 1, выполненный в виде оперативного запоминающего устройства, счетчик 2 импульсов времени, считающий до суток (24 ч) с заданным временным интервалом, например в 1 мин, импульсы поступающие на его вход, первый 3 и второй 4 регистры, первый 5 и второй 6 дешифраторы, триггер 7 блокировки, первый 8, второй 9 и третий 10 элементы И первой группы, элементы 11 И второй группы, элементы 12-14 И третьей группы, первый 15, второй 16 и третий 17 элементы ИЛИ, группа 18 элементов ИЛИ, первый 19, второй 20 и третий 21 элементы задержки. Кроме того, имеются выходы 22-24, входы 25-29, выходы 30-31. The device includes a memory unit 1, made in the form of random access memory, a counter of 2 time pulses counting up to a day (24 hours) with a given time interval, for example, 1 minute, the pulses arriving at its input, the first 3 and second 4 registers, the first 5 and second 6 decoders, trigger 7 locks, the first 8, second 9 and third 10 elements of the first group, elements 11 and the second group, elements 12-14 of the third group, the first 15, second 16 and third 17 elements of the OR, group of 18 elements OR, first 19, second 20 and third 21 delay elements. In addition, there are outputs 22-24, inputs 25-29, outputs 30-31.

Все блоки и узлы устройства выполнены в виде стандартных функционально-самостоятельных узлов и элементов, подробно описанных в книге Потемкина И. С. Функциональные узлы цифровой автоматики. Энергоатомиздат, 1988, с.45-262. All blocks and units of the device are made in the form of standard functionally independent units and elements, described in detail in the book of Potemkin I. S. Functional units of digital automation. Energoatomizdat, 1988, p. 45-262.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

На информационный вход 25 устройства поочередно с заданным интервалом времени поступают сообщения о режиме работы исполнительных механизмов робота-манипулятора, структура которых имеет следующий вид:
Код номера Код режима, в котором
исполнительного механизма работает испол. механизм
Эти сообщения синхронизирующим импульсом с входа 27 заносятся в регистр 3. Дешифратор 5 расшифровывает код режима и в зависимости от его вида открывает либо элемент 10 И, если режим работы исполнительного механизма в норме, либо элемент 8 И, если в режиме работы обнаружены изменения, связанные с программой работы робота-манипулятора, либо элемент 9 И, если в режиме работы обнаружены отклонения, не предусмотренные программой работы робота-манипулятора.The information input 25 of the device alternately with a given time interval receives messages about the operating mode of the actuators of the robot manipulator, the structure of which has the following form:
Number code Mode code in which
the executive mechanism works. mechanism
These messages are entered into register 3 by a synchronizing pulse from input 27. The decoder 5 decrypts the mode code and, depending on its type, opens either element 10 AND if the operating mode of the actuator is normal or element 8 AND if changes associated with with the program of work of the robot manipulator, or element 9 AND, if deviations are detected in the operating mode that are not provided for by the program of work of the robot manipulator.

Если будет открыт элемент 8 И, то импульсом входа 27, задержанным элементом 21 на время срабатывания регистра 3 и дешифратора 5, и прошедшим через элемент 17 ИЛИ на вход управления записью блока 1, содержимое информационного сообщения со второго выхода регистра 3, записывается через элементы 18 ИЛИ в ячейку памяти блока 1, адрес которой в данный момент определяется показанием счетчика импульсов времени 2. If element 8 AND is opened, then the input pulse 27, delayed by element 21 during the operation of register 3 and decoder 5, and passed through element 17 OR to the recording control input of block 1, the contents of the information message from the second output of register 3, is recorded through elements 18 OR in the memory unit 1, the address of which is currently determined by the reading of the counter of pulses of time 2.

В результате этого в блоке памяти 1 по адресу, сформированному счетчиком 2, будут фиксироваться все изменения режимов работы исполнительных механизмов робота-манипулятора. As a result of this, in the memory unit 1 at the address formed by the counter 2, all changes in the operating modes of the actuators of the robot manipulator will be recorded.

Если же дешифратор 5 откроет элемент 9 И, то импульс с выхода элемента 21 задержки проходит через элемент 9 И и 17 ИЛИ, во-первых, записывает сообщение в память блока 1, а во-вторых, этот же импульс поступает на вход группы элементов 11 И и переписывает содержимое регистра 3 через элемент 11 И на выход 31 устройства, из которого оно поступает в систему формирования сигналов защиты исполнительных механизмов от поломки. If the decoder 5 opens the element 9 AND, then the pulse from the output of the delay element 21 passes through the element 9 AND and 17 OR, firstly, writes a message to the memory of block 1, and secondly, the same pulse goes to the input of the group of elements 11 And it rewrites the contents of register 3 through element 11 AND to the output 31 of the device, from which it enters the signal generation system for protecting the actuators from breakage.

Если же дешифратор 5 откроет элемент 10 И, то импульс с выхода элемента задержки 21 пройдет элемент 10 И, и во-вторых, через элементы 15 ИЛИ сбросит регистр 3 в исходное состояние, а во-вторых, поступает на прямой вход триггера блокировки, который устанавливается в единичное состояние и открывает по одному входу элементы 12-14 И, тем самым обеспечивается возможность формирования и передачи соответствующему исполнительному механизму робота-манипулятора соответствующего сообщения по изменению режима работы. If the decoder 5 opens the element 10 AND, then the pulse from the output of the delay element 21 will go through the element 10 And, and secondly, through the elements 15 OR will reset the register 3 to its original state, and secondly, it goes to the direct input of the lock trigger, which it is set to a single state and opens the elements 12-14 And at one input, thereby providing the possibility of forming and transmitting to the appropriate actuator of the robot manipulator the corresponding message on changing the operating mode.

Структура формируемого сообщения имеет следующий вид:
Код номера Код номера
исполнительного механизма режима
Сформированный код поступает на информационный вход 26 регистра 4, куда заносится синхроимпульсом с входа 28. Дешифратор 6 расшифровывает код адреса и на одном из своих выходов открывает одну из групп 12-14 элементов И, на другие входы которых подается информационные сообщения с второго выхода регистра 4. Тот же импульс синхронизации с входа 28, задержанный на время срабатывания регистра 4 и дешифратора 6, поступает на открытые элементы И одной из групп 12-14 и переписывает содержимое кодограммы через соответствующие выходы 22-24, на управляющие входы соответствующего исполнительного механизма.The structure of the generated message is as follows:
Number Code Number Code
mode actuator
The generated code goes to the information input 26 of register 4, where it is entered by the clock from input 28. The decoder 6 decodes the address code and opens one of the groups of 12-14 I elements at one of its outputs, the other inputs of which receive information messages from the second output of register 4 The same synchronization pulse from input 28, delayed by the response time of register 4 and decoder 6, goes to the open elements And of one of the groups 12-14 and transcribes the contents of the codogram through the corresponding outputs 22-24 to the control input corresponding actuator.

После передачи кодограммы в адрес выбранного объекта тот же импульс с выхода элемента 19 задержки поступает на нулевой вход регистра 4 и через элемент 16 ИЛИ на нулевой вход триггера блокировки 7, возвращая его в исходное состояние. After transmitting the codogram to the address of the selected object, the same pulse from the output of the delay element 19 is supplied to the zero input of the register 4 and through the 16 element OR to the zero input of the lock trigger 7, returning it to its original state.

Если же к приходу очередной кодограммы на вход устройства никаких изменений режима работы исполнительных механизмов не осуществлялось, то импульс синхронизации очередной кодограммы с входа 27 поступит через элемент 16 ИЛИ на нулевой вход триггера 7 и вернет его в исходное состояние. If by the time the next codogram arrived at the input of the device, no changes in the operating mode of the actuators were made, then the synchronization pulse of the next codogram from input 27 will go through element 16 OR to the zero input of trigger 7 and return it to its original state.

Таким образом, введение новых узлов и блоков позволило существенно расширить функциональные возможности и область применения заявленной системы по сравнению с прототипом. Thus, the introduction of new nodes and blocks allowed to significantly expand the functionality and scope of the claimed system in comparison with the prototype.

Claims

DEVICE FOR MANAGING A ROBOT MANIPULATOR, containing a counter connected in series and a memory block, the output of which is connected to the first output of the device, a first connected OR element and a first register in series, a second OR element and a trigger connected in series with the first and second delay elements, as well as the second register, third element OR, first, second and third elements AND, characterized in that, in order to expand the functionality of the device, it contains the first and second oh decoders, fourth, fifth, sixth and seventh AND elements, fourth OR elements and a third delay element, the output of which is connected to the first input of the first, second and third AND elements, and the input with the second input of the first register, the first input of the device and the second OR element connected by the second input to the output of the second delay element and the first input of the second register, the second input of which is connected to the input of the first delay element and the second input of the device, third inputs with third inputs of the device, first outputs with the first input m of the corresponding fourth OR element and the fifth, sixth and seventh AND elements, and the second outputs with inputs of a second decoder connected to the first, second and third outputs to the second input of the fifth, sixth and seventh elements AND, the third input of each of which is connected to the trigger output connected by the second input to the output of the third AND element and the first input of the first OR element, the second input of which is connected to the second input of the memory unit and the output of the third OR element connected by the first input to the first input of the four of the first AND elements and the output of the second AND element, and the second input to the output of the first AND element, the fourth input of the device is connected to the counter input, and the fifth inputs are with the third inputs of the first register, the first outputs of which are connected to the second input of the corresponding fourth AND and OR element, and the second outputs to the inputs of the first decoder connected by the first, second and third outputs to the second input of the first, second and third elements, respectively, the outputs of the fourth elements OR are connected to the third inputs of the memory unit, and the second, third and fourth and fifth outputs of the device are connected respectively to the outputs of the fourth, fifth, sixth and seventh elements I.