SU1650427A2 - Устройство дл управлени дистанционным манипул тором - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к робототехнике и может быть использовано при создании дистанционных манипул торов. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности за счет обеспечени  защиты исполнительного органа от поломок. Дл  этого в устройство введен блок элементов согласовани , обеспечивающий переключение режима работы устройства при управлении от задающего органа и при работе на упор. 1 з.п. ф-лы, 1 ил

Description

Изобретение относитс  к робототехнике , может быть испопьзовано при создании дистанционных манипул торов и  вл етс  усовершенствованием устройства по авт св. № 1355481

Цель изобретени  - повышение надежности за счет обеспечени  защиты исполнительного органа от поломок

На чертеже представлена функциональна  схема устройства

На схеме указаны задающий орган 1, блок 2 нелинейных преобразователей, блок 3 нелинейных преобразователей первый 4 и второй 5 блоки сумматоров, соответственно сумматоры 6. блок 7 логического дифференцировани , дифференциаторы 8, блок 9 элементов согласовани , элементы 10 согласовани , блок 11 интеграторов, интеграторы 12, блок 13 приводов, приводы 14, исполнительный орган 15, компараторы 16, первые 17 и вторые 18 ключи, сумматоры 19 и 20, двигатели 21, датчики 22 положени .

Устройство работает следующим образом .

Работа устройства на границе свободной зоны определ етс  режимом работы след щих приводов 14, которые работают

либо в двух режимах управлени  (позиционном , скоростном) от задающего органа 1, либо в режиме работы Упор, когда выходной вал двигател  21 заторможен, т.е. не имеет возможности перемещатьс  из-за жесткого внешнего воздействи . Изменение режима работы привода 14 основано на анализе абсолютной величины ошибки слежени  двигател  21 за управл ющим сигналом с интегратора 12.

Сигнал АХ ошибки слежени  снимаетс  с выхода сумматора 20, т.е. с второго выхода след щего привода 14. При отсутствии внешних жестких воздействий абсолютна  величина ошибки слежени  не превышает значени 

, (1)

где Ki - коэффициент пропорциональности;

К2 - произведение коэффициентов передачи сумматора 20, двигател  21 и датчика 22;

йМакс - абсолютное значение максимальной скорости выходного вала двигател  21.

fe

ON СЛ О

Јь

ю

XI

ю

Величина ошибки слежени  даже на максимальной скорости в правильно спроектированном след щем приводе 14 не превышает дес тых долей градуса.

При работе в режиме Упор величина ошибки может достигать единиц или даже дес тков градусов. Таким образом, превышение величины ошибки А X значени , определ емого выражением (1), служит фактором дл  перехода работы след щего привода 14 из режима работы от задающего органа 1 в режим работы Упор.

От задающего органа 1 устройство работает следующим образом. Оператор, воздейству  на задающий орган 1, вырабатывает сигнал Uax 1, который поступает на блок 3 типа зона нечувствительности и на первый вход сумматора 6 блока 4 Если абсолютна  величина сигнала UBx 1 находитс  в пределах зоны нечувствительности, то этот сигнал через сумматор 6 блока 4 подаетс  на вход логического дифференциатора 8

В логическом дифференциаторе 8 сигнал UBX 1 дифференцируетс  и его знак сравниваетс  со знаком полученной производной UBX 1. Если знаки UBx i и UBx 1 совпадают , то сигнал производной Овх1 через сумматор б блока 5, нормально замкнутый ключ 17 и сумматор 19 подаетс  на интегратор 12, выходной сигнал которого отслеживаетс  след щим приводом 14, т.е. угловое положение звена (i-й степени подвижности) исполнительного органа 15 измен етс  на величину, пропорциональную значению силового воздействи  оператора на задаю щий орган 1.

Если абсолютна  величина сигнала UBX 1 находитс  за пределами зоны нечувствительности блока 3, а знаки самого сигнала UBX 1 и его производной разные, на выходе логического дифференциатора 8 сигнал отсутствует . Сигнал на выходе интегратора 12 не мен етс  и не мен етс  угловое положение соответствующего звена исполнительного органа 15, Если абсолютна  величина сигнала превышает зону нечувствительности блока 3, например, на величину

Дивх 1 Uoi UBX 1,

где Uoi значение зоны нечувствительности блока 3, то на выходе блока 3 по вл етс  сигнал Us, пропорциональный сигналу A UBX 1. Сигналы UBX 1 и Us подаютс  на блок 4 с разными знаками, поэтому на выходе блока 4 выдел етс  сигнал, по величине совпадающий со значением зоны нечувствительности блока 3 Uoi, т.е. неизменный по величине, тогда сигнал на выходе логического дифференциатора 8, подаваемый на второй вход второго сумматора 6 опока 5,

равен нулю. На его выходе сигнал пропорционален сигналу Uai, который через нормально замкнутые контакты ключа 17 и сумматор 19 подаетс  на интегратор 12. На

выходе интегратора 12 сигнал измен етс  со скоростью, пропорциональной величине U31. Поэтому соответствующее звено исполнительного органа 15 перемещаетс  со скоростью , пропорциональной превышению

силового воздействи  оператора на задающий орган некоторого порогового значени .

В режиме работы Упор следующего привода угловое положение двигател  21 не

зависит от воздействи  оператора на задающий орган 1 Здесь ошибка А X слежени  превышает величину по выражению (1) и происходит срабатывание двухпорогового компаратора 16. Его выходной сишал размыкает нормально замкнутые контакш ключа 17 и замыкает нормально разомкну- )ые контакты ключа 18 При этом сигнал АХ через сумматор 19 поступает на вход интегратора 12 Выходной сигнал интегратора начинает измен тьс  до тех пор, пока значение ошибки ЛХ не с i а н е т удовлетвор ть условию (1) После зтого устройство переходит в режим работы след щего привода 14 от задающею органа 1 беч возможны-- поломон исполнительного органа 15

Применение изобретени  позвол ет при соударении исполнительного органа с абсолютно жестким преп тствием типа

стена, упор и т п исклю 1игь его поломку , так как врем  действи  реакции со стороны преп тстви  очень мало и определ етс  быстродействием переключени  ключей блока 9 согласовани 

Claims (2)

1. Формула изобретени  1 Устройство дл  управлени  дистанционным манипул тором по авт ев № 1355481, оглииающеес  тем что, с целью

   повышени  надежности устройства, оно дополнительно содержит бпок элементов согласовани , через который выходы второго блока сумматоров соединены с входами блока интеграторов, а вторые входы блока

   элементов согласовани  подключены к вто рым выходам блока приводов.
2. 2. Устройство по п.1, о г л и ч а ю щ е е- с   тем, что каждый элемент согласовани  содержит первый ключ и последовательно соединенные компаратор, второй ключ и

   сумматор, выход которого подключен к выходу элемента согласовани , а второй вход - к выходу псрвсго кпюча, соединенного первым входом с первым входом злемента согласовани , а вторым входом - с выхо- . к второму входу второго ключа и к второму дом компаратора, вход которого подключен входу элемента согласовани .

   4