///////// / / //7/7 ///// /////////// / / // 7/7 ///// //
Фиг. Изобретение относитс к робототех нике и может быть использовано при создании манипул торов, например, лесозаготовительных машин. Известно устройство дл управлени манипул тором, содержащее задатчик сигналов, блок изменени структуры, блок управлени и приводы, ij . Однако устройство сложно и имеет низкое быстродействие. Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство, которе содержит задатчик сигналов и по каждой трансг портной координате привод, св занный через исполнительньй механизм с датчи ком положени , а также вычислительны блок 2j , К недостаткам известного устройст ва относ тс сложность аппаратного обеспечени вычислительного блока; вследствие необходимости определени элементов обращенной матрицы, преобразований , при котором производитс расчет тригонометрических функций, а также арифметические операции в реальном масштабе времени, что обусловливает низкое быстродействие устройства . Цель изобретени - упрощение и повьшение быстродействи -устройства Поставленна цель достигаетс тем что в устройство, содержащее задатчи сигналов и по каждой транспортной .координате привод, св занньй через исполнительный механизм с-датчиком положени , введены последовательно соединенные блок адреса, блок пам ти и блок умножени , входы которого .соединены с выходами задатчика сигналов , а выходы - с входами приводов, а входы блока адреса подключены к выходам датчиков положени . На фиг. 1 изображен манипул тор лесозаготовительной машины; на фиг. 2 - функциональна схема устрой ства; на фиг. 3 - функциональна схема блока умножени ; на фиг. 4 градуированна сетка рабочей зоны транспортных звеньев манипул тора; на фиг. 5 - границы чейки рабочей зоны транспортных звеньев манипул тора . Манипул тор лесозаготовительной машины (фиг. 1) содержит основание 1, транспортные звень 2 и 3 и ориен тирующие звень 4 и 5, которые пово рачиваютс на углы Q, , Q, , Q У 44Устройство дл управлени манипул тором (фиг. 2) включает задатчик 6 сигналов, блок 7 пам ти, блок 8 адреса , датчики 9 положени , блок 10 умножени ,приводы 11 и исполнительные механизмы 12. Блок 10 умножени (фиг. 3) содержит генератор 13 импульсов, первые и вторые управл емые делители 14 и 15 соответственно, вычислитель 16 знака, преобразователи 17, включающие инверторы 18, первые и вторые, элементы И 19 и 20 соответственно, первые и вторые апериодические блоки 21 и 22 соответственно и усилители 23, а также сумматоры 24, X,, Х2 - выходные сигналы блока 6, Q, QI,Q-, QI- - выходные сигналы блока 16,0 2 выходные сигналы блока 7.. Устройство работает следующим образом. Рабочую зону транспортных звеньев манипул тора можно представить в виде сетки с чейками (фиг. 4), котора может быть отградуирована в значени х обращенной матрицы преобразований дл координат точек, располагающихс в центрах ее чеек (центральных точек 0). Сетка может быть получена раздельным вращением транспортных звеньев 2 и 3 манипул тора (т.е. попеременным вращением первого звена 2 при фиксированном втором звене 3 и наоборот) с выбранHbiMH угловыми шагами 8 Q, и SGg. Величины угловых шагов дл вращени каждого из двух транспортных звеньев 2 и 3 определ ютс исход из требуемой точности воспроизведени заданных перемещений. Дл определени размеров угловых шагов 8G и8С52 Д-п построени сетки рабочей зоны численными методами расчитываютс размеры чеек по всей рабочей зоне. Размерам минимальной из расчитанных соответствуют размеры угловых шагов 8С| и BQ дл разбиени рабочей зоны в сетку. Размеры чейки дл обобщенных координат Q , ,2 ирдут следую1Ц1-1м образом . В некоторой точке QI , Qj , задаетс вектор перемещени , котор .рму соответсвуют G А (0)X:j, л однозначно определ ет G (так как на обобщенные координаты транспортных звеньев наложены конструкти ные ограничени ;Г. В окрестности обобщенных координа С| + &б-при заданном Q воспроизводимый Xg вектор скорости отличаетс от за данного Xi , так как . )a A-4G)Q . Границей чейки будем считать точ киО + ьЯ, в которых направление Xв о личаетс от заданного Х на угол ЛЦ выбранный в соответствии с требуемой точностью воспроизведени заданных перемещений. Дл этого от точки 25 рабочей зоны в различных направлени с мапым шагом ЬВ смещаетс характеристическа точка второго транспортного звена 3. Дл каждой пройденной точки рассчитываетс Xg , которое сра ниваетс по направлению сХ . Такое у смещение осут(ествл етс до тех пор, пока вектор Xg не будет отличатьс от вектора Xj, по направлению на угол не более41 . В момент, когда угол между векторами X и Х станет равным 3 или большим i( , фиксируетс положени характеристической точки как граничной дл чейки сетки рабочей зоны. Размеры чеек определ ютс по всей рабочей зоне дл большого количества равномерно распределенных з этой зоне точек. Из всех чеек определ етс чейка с минимальными размерами Границы минимальной чейки аппроксимируютс лини ми, полученными раздельным вращением транспортных звенье манипул тора (фиг. 4). Вс рабоча зона разбиваетс на чейки с получен ными размерами. Дл каждой чейки рассчитьгааетс значение обращенной матрицы преобразований и записываетс в блок 7 под адресом, соответствующим обобщенным координатам цент ральной точки О чейки сетки рабочей зоны манипул тора. Центральной точкой О чейки рабочей зоны манипул тора называетс точка 25 пересечени дуг, проход щих через середины границ названной чейки и полученных раздельным вращением транспортных звеньев 2 и 3 манипул тора (фиг. 4). В блоке 6 оператором либб по программе формируетс кома1 дный вектор заданного перемещени X в виде совокупности команд5 (, ,i ных сигналов л, ,д Командные сигналы X, ,Х2 поступают на соответствующие входы блока 10. Положение исполнительных механизмов 12 определ ет код на выходе датчиков 9, которые механически св заны с щарнирами указанных механизмов . Код датчиков 9 поступает на вход блока 8, где, например, выдел ютс его необходимые старшие разр ды.- Затем они объедин ютс и с выхода блока 8 поступают на вход блока 7 в качестве координат цент- ральной точки чейки, внутри которой находитс характеристическа точк второго транспортного звена.Коорди- наты центральной точки вл ютс адресом блока 7, по которомухран тс значени элементов обращенной матрицы А Значени этих элементов 14 12 2 i2 поступают на соответствующие входы блока 10. С генератора 13 на счетный вход делителей 14 поступают пр моугольные импульсы с частотой, например, F 2 -мГц. На другие входы (управЛ ющие ) поступают коды, соответствующие X, и Xj;, с выхода делителей 14 на счетные входы делителей 15 поступают импульсы с частотой, пропорциональной кодам Х и 2 При этом на другие входы делителей 15 поступают коды а„ ,0,, , 022С выходов соответствующих делителей 15 на входы преобразователей 17 поступаиот импульсы с частотой, пропорциональной произведени м а„ , , а,гХ2 , «2, 2i- i другие входы блоков 17 поступают сигналы Q «QI Q3 4 несущие информацию о знаке указанных произведений. Инвертор 18 выполн ет операцию логического отрицани и с его выхода на вход элемента И 19 поступает сигнал Q . 3 ,зависимости.от знака произведени , сигналы поступают через элементы И 20 и апериодические блоки 21 на положительный вход усилител 23 если Q - истинно, и через элементы И 19 и апериодические блоки 22 на отрицательный вход усилител 23, если (не QJ ) Q - истин-но . С выходов блоков 17 сигналы суммируютс на соответствующих сумматорах 24. С выходов сумматоров 24 сигналы,соответствующие значени м и &3,, поступающие на входы . след щих приводов 11 и исполнительS11242486FIG. The invention relates to robotics and can be used to create manipulators, for example, forest machines. A device for controlling a manipulator is known, comprising a signal setter, a structure changing unit, a control unit and actuators, ij. However, the device is difficult and has low speed. Closest to the present invention is a device that contains a signal master and a drive for each transient coordinate connected via an actuator to the sensor, as well as computing unit 2j. The disadvantages of the known device are the complexity of the hardware of the computing unit; due to the need to determine the elements of the inverted matrix, transformations, in which the calculation of trigonometric functions is performed, as well as real-time arithmetic operations, which leads to a low speed of the device. The purpose of the invention is to simplify and increase the speed of the device. The goal is achieved by the fact that a serially connected address block, a memory block and a multiplication block are inserted into the device containing the signal set points and each transport coordinator with the position sensor. The inputs of which are connected to the outputs of the signal adjuster, and the outputs are connected to the inputs of the drives, and the inputs of the address block are connected to the outputs of the position sensors. FIG. 1 depicts a manipulator of a forest machine; in fig. 2 - functional device diagram; in fig. 3 - functional block multiplication circuit; in fig. 4 graduated grid of the working zone of the transport links of the manipulator; in fig. 5 - boundaries of the cell of the working zone of transport links of the manipulator. The manipulator of the logging machine (Fig. 1) contains a base 1, transport links 2 and 3 and orienting links 4 and 5, which rotate at angles Q,, Q, Q Q 44 The device for controlling the manipulator (Fig. 2) includes signal setting unit 6, memory unit 7, address unit 8, position sensors 9, multiplication unit 10, actuators 11 and actuators 12. Multiplication unit 10 (Fig. 3) contains a pulse generator 13, first and second controlled dividers 14 and 15 respectively, the transmitter 16 characters, converters 17, including inverters 18, the first and second, e the elements are 19 and 20, respectively, the first and second aperiodic blocks 21 and 22, respectively, and the amplifiers 23, as well as the adders 24, X, X2 - output signals of block 6, Q, QI, Q-, QI- - output signals of block 16, 0 2 output signals of block 7. The device operates as follows. The working area of the transport links of the manipulator can be represented as a grid with cells (Fig. 4), which can be calibrated in the values of the inverted transformation matrix for the coordinates of points located at the centers of its cells (center points 0). The grid can be obtained by separately rotating the transport links 2 and 3 of the manipulator (i.e., by alternately rotating the first link 2 at a fixed second link 3 and vice versa) with HbiMH selected by angular steps of 8 Q and SGg. The magnitudes of the angular steps for rotating each of the two transport links 2 and 3 are determined based on the desired reproduction accuracy of the specified movements. To determine the sizes of the angular steps 8G and 8C52 D-p of the working area grid, the cell sizes are calculated by numerical methods over the entire working area. The sizes of the minimum calculated ones correspond to the sizes of corner steps 8С | and BQ to partition the work area into a grid. Cell dimensions for generalized coordinates Q,, 2 Irdut follow 1C1-1-1 way. At some point QI, Qj, the displacement vector is defined, which corresponds to G А (0) X: j, l uniquely defines G (since the generalized coordinates of the transport links are subject to design constraints; G. In the neighborhood of generalized coordinates C | + & b for a given Q, the reproducible Xg velocity vector is different from that of a given Xi, because.) a A-4G) Q. The boundary of the cell will be considered as the points kiO + ЯЯ, in which the direction Xv is different from the given X at the LC angle selected in accordance with the required accuracy of reproduction of the given displacements. For this, a characteristic point of the second transport link 3 is shifted from the point 25 of the working zone in different directions with a small step bb. For each of the points passed, Xg is calculated, which is matched in the cX direction. Such an offset is exaggerated (it remains until the vector Xg is different from the vector Xj in the direction of an angle of not more than 41. At the time when the angle between the vectors X and X becomes 3 or greater i (, the position of the characteristic point as the boundary for the cell of the working area grid. The cell sizes are determined throughout the working area for a large number of points evenly distributed in this zone. Of all the cells, the cell with the minimum dimensions is defined The minimum cell boundaries are approximated by lines obtained separately by rotating the transport links of the manipulator (Fig. 4). The whole work area is divided into cells with the obtained dimensions. For each cell, calculate the value of the inverted transformation matrix and write it into block 7 under the address corresponding to the generalized coordinates of the center point O of the work area grid cell manipulator. The center point of the working area of the manipulator is the point 25 of intersection of the arcs passing through the midpoints of the boundaries of the named cell and obtained by separate rotation of the transport links 2 and 3 torus pool (FIG. four). In block 6, an operator of the libb program generates a team vector of a given displacement X as a set of commands5 (,, i signals,,, d. Command signals X,, X2 arrive at the corresponding inputs of block 10. The position of the actuators 12 determines the output code sensors 9, which are mechanically connected to the hinges of these mechanisms. Sensor code 9 is fed to the input of block 8, where, for example, its necessary high-order bits are extracted .- Then they are combined and from the output of block 8 are fed to the input of block 7 as coordinates center The cell’s central point is the address of the block 7 where the values of the elements of the inverted matrix A are stored. The values of these elements are 12 12 2 i2 and are fed to the corresponding inputs of the block 10. From the generator 13 to the counting input of the dividers 14 receives rectangular pulses with a frequency, for example, F 2 -mHz, the other inputs (control) receive codes corresponding to X and Xj ;, from the output of the dividers 14, the counting inputs of dividers 15 receive pulses This is proportional to codes X and 2. At the same time, the other inputs of dividers 15 receive codes a „, 0 ,,, 022С of the outputs of the corresponding dividers 15 to the inputs of converters 17 receive pulses with a frequency proportional to the product a„,, a, гХ2, "2 , 2i and other inputs of block 17, signals Q “QI Q3 4 are received that carry information about the sign of the indicated works. Inverter 18 performs a logical negation operation, and from its output to the input of AND 19, a signal Q is received. 3, depending on the sign of the product, the signals arrive through elements AND 20 and aperiodic blocks 21 to the positive input of amplifier 23 if Q is true, and through elements AND 19 and aperiodic blocks 22 to the negative input of amplifier 23 if (not QJ) Q - true but From the outputs of the blocks 17, the signals are summed at the corresponding adders 24. From the outputs of the adders 24, the signals corresponding to the values of & 3 ,, are fed to the inputs. following drives 11 and performer S11242486
ных механизмов 12. Транспортные Применение изобретени позвол ет нь 2 и 3 обрабатывают заданные ско- упростить и повысить быстродействие рости перемещений.. устройства.Mechanisms 12. Transport. The application of the invention allows ng 2 and 3 to handle the given speed, simplify and increase the speed of growth of movements. devices.
Фиг.2.2.