SU1579772A1 - Задающее устройство дл управлени манипул тором - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано в системах ручного управлени  роботами-манипул торами как непосредственно в процессе выполнени  рабочих операций, так и в режиме обучени . Кроме того, задающее устройство может быть использовано в автоматизированных системах управлени , где формирование команд управлени  частично или полностью возложено на оператора. С целью повышени  точности манипулировани  и упрощени  управлени  путем обеспечени  соответстви  между координированным и перемещени ми руко тки и манипул тора, устройство снабжено упругими пластинами консольно закрепленными на каждом рычаге, тензодатчиками, расположенными на противоположных плоскост х каждой упругой пластины, трем  парами упоров, подпружиненных к основанию, и трем  парами упоров, установленных на основании с возможностью регулировочного перемещени , а также шестью электрическими мостами, в два смежных плеча каждого из которых включены тензодатчики одной из упругих пластин, и шестью усилител ми с регулируемыми коэффициентом усилени , входы которых соединены с диагонал ми соответствующих электрических мостов, а выходы усилителей, подключенных к мостам, содержащим тензодатчики одной пары рычагов, соединены с входами соответствующего сумматора, при этом одна из упругих пластин каждой пары рычагов установлена с возможностью взаимодействи  с одной из пар упоров, подпружиненных к основанию, а друга  упруга  пластина - с возможностью взаимодействи  с одной из пар упоров, установленных на основании и имеющих возможность регулировочного перемещени . 2 ил.

Description

счет упругого перемещени  упоров 12 оператор начинает чувствовать направление движени  (сигнал управлени  при этом отсутствует); второй - режим микроперемещени , при кртором происходит деформаци  упругих пластин 10 и изменение сопротивлени  тен97724

зодатчиков 14, расположенных на этих пластинах; третий - изометрический режим формировани  команд управлени , при котором происходит деформаци  упругих пластин 11, взаимодействующих с регулируемыми упорами 13, 4 ил.

Изобретение относитс  к машиностроению И может быть использовано в системах ручного управлени  роботами- манипул торами как непосредственно в процессе выполнени  рабочих операций , так и в режиме обучени , а также задающее устройство может быть использовано в автоматизированных системах управлени , где формирование команд управлени  частично или полностью возложено на оператора.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности манипулировани  и упрощение управлени  путем обеспечени  соответстви  между координированными перемещени ми руко тки и манипул тора ,

На фиг.1 изображена кинематическа  схема задающего устройства; на фиг.2 - электрическа  схема устройства; на фиг.З - график зависимости выходного сигнала от величины перемещени  руко тки; на фиг.4 - график зависимости выходного сигнала от величины прикладываемого к руко тке усили .

Задающее устройство дл  управлени  манипул тором содержит руко тку 1 установленную на штанге 2 с возможностью продольного перемещени , при этом штанга 2 св зана с основанием через шаровой шарнир 3. На штанге 2 закреплены две пары рычагов 4 и 5 и 6 и 7, расположенных взаимно перпен дикул рно, а с руко ткой 1 жестко св зана пара рычагов 8 и 9. На каждой паре рычагов консольно Закреплены упругие пластины 10 и 11 соответственно , при этом одна из пластин например 10, каждой пары рычагов установлена между двум  упорами 12, подпружиненными к основанию, а друга  пластина 11 установлена между двум  упорами 13, расположенными на основании с возможностью регулировочного перемещени .

На противоположных плоскост х каждой-пластины 10 установлены тензодат

5 0

5

о

.,

0

0

5

чики 14, а пластины 11 - тензодатчи- ки 15. Тензодатчики каждой пластины включены в смежные плечи электрического моста, два других плеча которого содержат резисторы 16 и 17. Диагонали мостов через резисторы 18 и 19 соединены с входом операционного усилител  20, коэффициент усилени  которого регулируетс  переменным резистором 21, включенным между выходом операционного усилител  и инвертирующим входом.

Электрические мосты, содержащие тензодатчики упругих пластин, установленных на одной паре рычагов, образуют один из каналов формировани  команды управлени  (фиг.2).который включает также соответствующие операционные усилители 20 и сумматор, выполненный на операционном усилителе 21, вход которого через резисторы 22 и 23 соединен с выходами операционных усилителей 20. В цепь обратной св зи операционного усилител  21 включен резистор 24, а второй его вход через резистор 25 соединен с землей. Неинвертирующие входы операционных усилителей также соединены с землей через резисторы 26. Аналогичным образом построены и электрические схемы двух других каналов формировани  команды управлени .

Задающее устройство работает следующим образом.

При перемещении руко тки 1, например влево-вправо, вначале, при повороте штанги 2 на угол от 0 до 2 , происходит перемещение упоров 12 до основани , и оператор начинает чувствовать направление движени  руко тки, это соответствует участку 0-а кривой зависимости выходного сигнала от прикладываемого усили  (фиг.З) и угла перемещени  (фиг.4). При дальнейшем перемещении руко тки 1 происходит деформаци  пластины 10, вследствне чего измен ют свое сопротивление тензодатчики 14, происходит разбаланс моста, который усиливаетс  усилителем 20. Оператор начинает работать в режиме микроперемещени , что соответствует участку а-Ь кривой зависимости выходного сигнала от прикладываемого усили  (фиг.З) или угла перемещени  (фиг.4). Подбира  коэффициенты усилени  усилител  20, оператор задает величину угла о/ (крутизну характеристики) и таким образом подбирает передаточное отношение устройства в этом режиме работы

Участок а-Ь соответствует углу перемещени  от 2 до 10 . Дальнейшее перемещение (более 10°) приводит к тому , что начинают взаимодействовать пластины 1I, имеющие большую жесткость , с регулируемыми упорами 13. Дальнейшее приложение усили  не приводит к перемещению руко тки, оператор начинает работать в изометрическом режиме формировани  команд управлени . В этот момент происходит крутой слом кривой зависимости выходного сигнала (фиг.З и 4) . На участке практически исключаетс  деформаци  упругой пластины 10, поскольку пластина 11 выбираетс  более жесткой. Наклон кривой Ь-с (т.е. величина угла д) определ етс  также коэффициентом усилени  второго усилител  20. Сигналы с обоих усилителей 20 поступают на вход сумматора, собранного на операционном усилителе 21.

Таким образом, перемеща  руко тку от 0 до 10°(или прикладыва  усилие от 0 до 25Н) оператор проходит - через несколько режимов работы устрой ства: 1 - зона нечувствительности,где оператор начинает чувствовать на1-.-. правление движени , участок Оа кривой зависимости выходного сигнала;

II- режим микроперемещени  (режим точного позиционировани  рабочего инструмента), участок а-Ь кривой;

III- изометрический режим формировани  команд управлени  (режим управлени  маршевой скоростью).участок Ь-с кривой зависимости выходного сигнала.

При этом, если в начале обучени  предпочитают работать или в середине участка а-Ь кривой зависимости выходного сигнала, т.е. в режиме микроперемещени , или на участке Ь-с, т.е. в изометрическом режиме, подчеркнуто

10

15

20

25

Claims (1)

1. переход  точку Ъ на кривой, то по мере обучени  операторы подбирают коэффициенты усилени  таким образом, что начинают работать ближе к точке 5 перегйВа кривой Ь, т.е. переход  с режима микроперемещени  в изометрический режим формировани  команд управлени . При таком способе управлени  скорость перемещени  рабочего инструмента манипул тора увеличиваетс ,в 1,5-2 раза при той же точности его позиционировани . Формула изобретени 

   Задающее устройство дл  управлени  манипул тором, содержащее св занную с основанием через шаровой шарнир штангу, руко тку управлени , установленную на штанге с возможностью перемещени  вдоль ее оси, три пары рычагов, две пары из которых жестко св заны со штангой и расположены взаимно перпендикул рно, а треть  пара жестко св зана с руко ткой, а также три сумматора электрических сигналов, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности манипулировани  и упрощени  путем обеспечени  соответстви  между координированными перемещени ми руко тки и манипул тора, оно снабжено упругими пластинами, консольно закрепленными на каждом рычаге, тензодатчи- ками, расположенными на противоположных плоскост х каждой упругой пластины , трем  парами упоров, подпружиненных к основанию, и трем  парами упоров, установленных на основании с возможностью регулировочного перемещени , а также шестью электрическими мостами, в два смежных плеча каждого из которых включены тензодатчики одной из упругих пластин, и шестью усилител ми с регулируемым коэффициентом усилени , входы которых соединены с диагонал ми соответствующих электрических мостов, а выходы усилителей , подключенных к мостам, содержащим тензодатчики одной пары рычагов , соединены с входами соответству- 5Q ющего сумматора, при этом одна из уп- ругих пластин каждой пары рычагов установлена -с возможностью взаимодействи  с одной из пар упоров, подпружиненных к основанию, а друга  упру- сс га  пластина - с возможностью взаимодействи  с одной из пар упоров, установленных на основании и имеющих возможность регулировочного перемещени .

   30

   35

   40

   45

   Фиг.З

   F,H

   Редактор А.Шандор

   Составитель Ф.Майоров

   Техред М.Ходанич Корректор М.Пожо

   Заказ 1983

   Тираж 704

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

   Р,град

   Фиг.Ь

   Подписное