SU1166054A1 - Устройство дл управлени манипул тором - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ, содержащее задатчик сигналов, блоки управлени , восемь последовательно соединенных двигателей и редукторов, причем выход1ше валы первого, п того и восьмого редукторов механически св заны соответственно с первым, вторым и третьим датчиками положени , а выходы первого и третьего датчиков положени  соединены соответственно с первыми входами первого и четвертого блоков управлени , отличающ е е с   тем, что, с целью упроще; гас  устройства, оно содержит вычислительный блок, восемь усилителей мощности, три сумматора и инвертор, выходы первого, второго и третьего датчиков положени  соединены с соответствующими входами вычислительного блока, первый выход которого соединен с вторым входом второго блока управлени , а второй выход - с вторым входом третьего блока управлени , входы двигателей соединены с выходами соответствук щлс усилителей мощности , вторые входы первого и четвертого блоков управлени  соединены соответственно с первым и вторым выходами задатчика сигналов, а также с первым и вторым входами третьего сумматора, а выходы - с входами первого и восьмого усилителей мощности, первые входы второго и третьего блоков управлени  соединены соответственно с выходом третьего сумматора и третьим выходом задатчика сигналов, выход второго блока управлени  соединен с входами третьего и седьмого усилителей мощности, с первым входом первого сумматора и входом инвертора, выход которого соединен с входами второго и шестого усилителей мощности и первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выхосл дом третьего блока управлени  и вторым входом первого сумматора, выходы первого и второго сумматоров соединены соответственно с входами четвертого и п того усилителей мощности. 2.Устройство по П.1, отличающеес  тем, что вычисли- тельньй блок содержит последовательэ но соединенные четвертый сумматор, 3D масштабньй усилитель и п тый суммаэ U1 J тор, причем первый, второй и третий входы вычислительного блока подключ:ены соответственно к первому и второму входам четвертого сумматс а и i второму входу п того сзгмматора, а t первый и второй выходы - к выходам четвертого и п того сумматоров. 3.Устройство по П.1, отличающеес  тем, что блок управлени  содержит дифференциатор и последовательно соединенные шестой сумматор, регул тор полс сени , седьмой сумматор и регул тор скорости.

Description

выход которого подключен к выходу входами блока управлени  и шестого блока управлени , вькод дифференциа- сумматора, подключенного вторым вхотора соединен с вторым входом седь- дом к соответствующему входу блока мого сумматора, а вход - с первь1ми управлени .

1166054

. 1 Изобретение относитс  к робототехнике и может быть использовано при создании робототехнических систем различного назначени  на основе манипул торов с ромбическими звень  ми. . Известно устройство дл  управлени  манипул тором, представл нщее собой след щий привод, исполнительный двигатель, датчик положени  которого установлен на органе манипулировани  Ci j. Однако это устройство не обеспечивает управлени  манипул тором с ромбообразными звень ми. Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  устройство дл  управлени  манипул тором , содержащее задающее устройство соединенные с ним регистр координаты и регистр адреса, вькод которого соединен с дешифратором, выходы регистра координат соединены с входами преобразователей код - фаза, выходы которых соединены с соответствукщими последовательно соединенными узлом управлени  и активными узлами вращени , причем выход активного узла вращени  соединен со вторым входом узла управлени  21, Использование замкнутой по положению системы автоматического регулировани  дл  управлени  каждым исполнительнь1м двигателем ромбическог манипул тора приводит к значительно му усложнению устройства управлени  манипул тором.. Целью изобретени   вл етс  упрощение устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  управлени манипул тором, содержащее задатчик сигналов, четыре блока управлени , восемь последовательно соединенных двигателей и редукторов, причем вы ходные валы первого, п того и восьмого редукторов механически св заны соответственно с первым, вторым и третьим датчиками положени , а выходы первого и третьего датчиков положени  соединены соответственно с первыми входами первого и четвертого блоков управлени , дополнительно введены вычислительньй блок, восемь усилителей мощности, три сумматора и инвертор, выходы первого, второго и третьего датчиков положе- . тл  соединены с соответствующими входами вычислительного блока, первый выход которого соединен с вторым входом второго блока управлени , а второй вход - с вторым входом третьего блока управлени , входы двигателей соединены с выходами соответствукнцих усилителей мощности, вторые входы первого и четвертого блоков управлени  соединены соответственно с пер-, вым и вторым выходами задатчика сигналов , а также с первым и вторым входами третьего сумматора, а выхо- ды - с входами первого и восьмого усилителей мощности, первые входы второго и третьего блоков управлени  соединены соответственно с выходом третьего сумматора и третьим выходом задатчика сигналов, выход второго блока управлени  соединен с входами третьего и седьмого усилителей мощности , с первым входом первого сумматора и входом инвертора, выход которого соединен с входами второго и шестого усилителей мощности и первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом третьего блока управлени  и вторым входом первого сумматора, выходы первого и второго сумматора соединены соответственно с входами четвертого и п того усилителей мощности. Вычислительный блок содержит последовательно соединенные четвертый сумматор, масштабный усилитель и п тый сумматор, причем первый, второй и третий входы вычислительного блока подключены соответственно к первому и второму входам четвертого сумматора и второму входу п того сумматора, а первый и второй выходы - к входам четвертого и п того сумматоров. Елок управлени  содержит дифферен циатор и последовательно соединенные шестой сумматор, регул тор положени  седьмой сумматор и регул тор скорости , выход которого подключен к выходу блока управлени , выход дифференциатора соединен с вторым входом седьмого сумматора, а вход - с пер1ВЫМИ входами блока управлени  и шестого сумматора, подключенного вторым входом к ооответствуницему входу блока управлени . На фиг. 1 представлена блок-схема устройства управлени  манипул тором; на фиг. 2 - расположение исполнительных двигателей в ромбическом эвене; на фиг. 3 - блок-схема вычислительного блока; на фиг. 4 - блоксхема блока управлени . При этом прин ты следующие обозна чени : If - угол при вершине ромбическо- го звена между осью ординат и осью правого модул ; Vj- угол при вершине ромбического звена между осью ординат и осью левого модул ; V угол раскрыти  ромбического звена - угол между ос ми левого и правого модул ; угол поворота оси вращени  выходного органа ромбического звена; ifg- угол при основании ромбического звена между осью вращени  ромбического звена и осью левого модул ; ai , eCf и Vj требуемые значени  геометрических парамегров ромбическо i го звена соответственно V4; D1-D8 - исполнительные двигатели Устройство управлени  ромбическим манипул тором, который может быть построен из нескольких ромбических звеньев, состоит из идентичных устройств управлени  ромбическими звень ми.. Устройство управлени  однозвенным манипул тором содержит исполнительные двигатели 1-8, редукторы9-16, датчики 17-19 положени , усилители 20-27 мощности, первый сумматор 28, 54 инвертор 29, второй сумматор 30, блоки 31-34 установлени . Третий сумматор 35, вычислительный блок 36 и задатчик 37 сигналов. Вычислительный блок 36 содержит четвертый сумматор 38, масштабный усилитель 39, п тый сумматор 40. Блоки 31-34 управлени  содержат шестой сумматор 41, регул тор 42 положени , седьмой сумматор 43, регул тор 44 скорости, дифференциатор 45. Устройство работает следующим образом. Углы У и Чв однозначно определ ют положение выходного органа (т.А, фиг. 2) однозвенного манипул тора в плоскости XOY . Угол раскрыти  ромбического звена 4 Vg определ етс  в сумматоре 33. Блок 36 определ ет угол у поворо .та оси вращени  выходного органа. Величина r. определ етс  по Формуле Г -c/.i-v/- Заданные значени  геометрических параметров ромбического звена в , oi. и V/ поступают на входы соответствующих блоков 31, 33 и 34 управлени  и сумматора 35. В блоке 31 управлени  (фиг. 3) на сумматоре 41 определ етс  сигнал ошибки системы ( ot - i/), который усиливаетс  в регул торе 42 положени  и затем сравниваетс  с определ емым дифференциатором 45, сигналом скорости изменени  выходного сигнала Ч на сзмматоре 43. Выходной сигнал сумматора 43 K( V,) , поступает на пропорционально-интегральный регул тор 44 скорости, вырабатывающий управл ющее воздействие, силенное в усилителе 20 мощности, на исполнительный двигатель 1. X Управл ющее воздействие измен ет гол ромбического звена, что приводит к изменению положени  выходного органа ромбического манипул ора . Работа каналов по углам У. и f, налогична вышеописанной. При равенстве абсолютных значений V и i/j и одинаковом изменении задащих воздействий d к oL происходит еремещение выходного органа манипу тора вдоль оси Y. Значение требуемого угла раскрыти  (5tf определ емого на сумматоре 35, поступает на вход блока 32 управлени , заданные значени  oL и otg поступают соответственно на вхо блоков 31 и ЗА управлени . Управление по Ц происходит аналогично управлению по «f. Отличие за ключаетс  в том, что управл ющий сиг нал с выхода блока 32 управлени  управл ет исполнительными двигател ми 2-7. Дл  создани  усили , измен ющего геометрию ромбического звена, двигатели 2иЗ, 4и5, 6и7 должны имет противоположно направленные моменты на своих выходных валах, т.е. напр жени , поступающие на эти двигатели, должны быть разнопол рными. Данное условие выполн етс  за сче инвертировани  инвертором 29 управл ющего напр жени  с выхода блока 32 управлени , поступающего на исполнительные двигатели 2, 5 и 6. Поворот выходного органа вокруг точки О осуществл етс  при изменении углов V, и 4g , но посто нном угле раскрыти  . В этом случае происходит управление по V и % , обеспечивающее достижение требуемых значений 0 и fli а , управление по fу обеспечивает посто нство у. Управление углом ,kt/ поворота оси вращени  выходного органа осуществл етс  блоком 33 управлени . Значение у тре-, буемого угла поворота поступает на вход блока 33 управлени . Напр жение с выхода блока 33 управлени  через сумматоры 28 и 30 управл ет исполнительными двигател ми 4 и 5, обеспечивающими поворот оси вращени  вых:одного органа манипул тора. Сумматоры 28 и 30 позвол ют использовать исполнительные двигатели 4 и 5 как при повороте оси вращени , так и при перемеще1ши выходного органа манипул тора за счет суммировани  упра.вл ющих сигналов с блоков 32 и 33 управлени . Такое построение устройства управлени  манипул тором позвол ет при сохранении функщюнальных возможностей значительно его упростить за счет сокращени  количества используемых датчиков и блоков управлени .

L..J

Claims (3)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ, содержащее задатчик сигналов, блоки управления, восемь последовательно соединенных двигателей и редукторов, причем выходные валы первого, пятого и восьмого редукторов механически связаны соответственно с первым, вторым и третьим датчиками положения, а выходы первого и третьего датчиков положения соединены соответственно с первыми входами первого и четвертого блоков управления, отличаю- щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит вычислительный блок, восемь усилителей мощности, три сумматора и инвертор, выходы первого, второго и третьего датчиков положения соединены с соответствующими входами вычислительного блока, первый выход которого соединен с вторым входом второго блока управления, а второй выход - с вторым входом третьего блока управления, входы двигателей соединены с выходами соответствующих усилителей мощности, вторые входы первого и четвертого блоков управления соединены соответственно с первым и вторым выходами задатчика сигналов, а также с первым и вторым входами третьего сумматора, а выходы - с входами первого и восьмого усилителей мощности, первые входы второго й третьего блоков управления соединены соответственно с выходом третьего сумматора и третьим выходом задатчика сигналов, выход второго блока управления соединен с входами третьего и седьмого усилителей мощности, с первым входом первого сумматора и входом инвертора, выход которого соединен с входами второго и шестого усилителей мощности и первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом третьего блока управления и вторым входом первого сумматора, выходы первого и второго сумматоров соединены соответственно с входами четвертого и пятого усилителей мощности.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вычислительный блок содержит последовательно соединенные четвертый сумматор, масштабный усилитель и пятый сумматор, причем первый, второй и третий входы вычислительного блока подключены соответственно к первому и второму входам четвертого сумматора и • второму входу пятого сумматора, a t первый и второй выходы - к выходам •четвертого и пятого сумматоров.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления содержит дифференциатор и последовательно соединенные шестой сумматор, регулятор положения, седьмой сумматор и регулятор скорости, выход которого подключен к выходу блока управления, выход дифференциатора соединен с вторым входом седьмого сумматора, а вход - с первыми входами блока управления и шестого сумматора, подключенного вторым вхо дом к соответствующему входу блока управления.