SU1710334A1

SU1710334A1 - Arrangement to control manipulator link with energy recuperation

Info

Publication number: SU1710334A1
Application number: SU894726154A
Authority: SU
Inventors: Альфред Иванович Корендясев; Сергей Владимирович Левин
Original assignee: Институт Машиноведения Им.А.А.Благонравова
Priority date: 1989-08-03
Filing date: 1989-08-03
Publication date: 1992-02-07

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению. Цель изобретени -^ упрощение системы управлени звеном манипул тора с рекуперацией энергии. Поставленна цель достигаетс тем, что алгоритм управлени , св зан с замером и запоминанием напр жени , пропорционального реальной скорости подвижного звена манипул тора, сравнением его с эталонным и кратковременной за- питкой электродвигател полученной разностью, что обеспечивает необходимую коррекцию скорости, осуществл етс без использовани датчиков скорости и вычислительного устройства, 2 ил.The invention relates to mechanical engineering. The purpose of the invention is to simplify the control system of the manipulator link with energy recovery. The goal is achieved by the fact that the control algorithm is related to measuring and memorizing a voltage proportional to the real speed of the moving link of the manipulator, comparing it with the reference and short-time driving of the electric motor with the difference obtained, which provides the necessary speed correction, without using sensors speed and computing device, 2 Il.

Description

Изобретение относитс к машинострюению и может быть использовано дл управлени роботами и манипул торами с рекуперацией энергии, примен емыми дл автоматизации основных и вспомогательных операций в промышленности.The invention relates to mechanical drilling and can be used to control robots and manipulators with energy recovery used to automate basic and auxiliary operations in the industry.

Цель изобретени - упрощение системы управлени звеном манипул тора с рекуперацией энергии.The purpose of the invention is to simplify the control system of the manipulator link with energy recovery.

. На фиг. 1 изображена кинематическа схема манипул тора; на фиг, 2 - схема системы управлени его подвижным звеном.. FIG. 1 shows a kinematic manipulator circuit; Fig. 2 is a diagram of the control system of its moving link.

Устройство содержит подвижное ЗЕЮйЪ 1, св занное с основанием 2 упругими элё ментами 3 и 4. На подвижном звене имеютс фиксаторы 5 и 6, ответные частиУи 8 которых размещены на основании. Подвижмое звено св зано с приводным двигателем 9. На подвижном звене размещен посто нный магнит 10, а на основании в середине тра рории движени звена - магнитоуправл емый переключатель 11, выполненный , например, в виде геркона. Один изThe device contains a mobile unit 1 associated with base 2 by elastic members 3 and 4. There are fixtures 5 and 6 on the mobile unit, the counter parts of which 8 are placed on the base. The movable link is connected with the drive motor 9. A permanent magnet 10 is placed on the movable link, and on the base in the middle of the link movement road there is a magnetically controlled switch 11 made, for example, in the form of a reed switch. One of

выводов двигател соединен с общим проводом, а другой - с переключающимс контактом магнитоуправл емого переключател . Нормально замкнутый контакт соединен с неинвертирующим входом усилител 12 и запоминающим элементом 13, выполненным, например, в виде конденсатора, второй вывод которого соединен с общим проводом. Инвертирующий входIусилител св зан с источником 14 эталонного напр жени . Выход усилител соединен с нормально разомкнутым контактом магнитоуправл емого переключател .The motor leads are connected to the common wire, and the other to the change-over contact of the magnetic switch. A normally closed contact is connected to a non-inverting input of amplifier 12 and a storage element 13 made, for example, in the form of a capacitor, the second terminal of which is connected to a common wire. An inverting input amplifier is connected to source 14 of the reference voltage. The output of the amplifier is connected to a normally open contact of a magnetically controlled switch.

Устройство управлени звеном манипул тора с рекуперацией энергии работает следующим образом.The control unit of the manipulator link with energy recovery works as follows.

При отпускании фиксаторов 5 и 7 подвижное звено 1 под действием сжатого упругого элемента 3 приходит в движение. Траектори его движени разделена на три участка, расположенных симметрично относительно ее середины. На первом участке производитс измерение скорости подвижHoro звена 1 переключением привода 9 в режим генератора, При этом напр жение противоЭДС приводного двигател 9 через нормально замкнутые конта1сты магнитоуправл емого переключател 11 поступает на неинвертирующий вход усилител 12 и запоминающий элемент 13, выполненный, например , в виде конденсатора. На втором участке траектории срабатывает магнитоупра вл ем ы и переключатель 11 под действием посто нного магнита tO, закрепленного на подвижном звене 1, и тем самым переключает вывод приводного двигател 0 к выходу усилител 12, что приводит к подаче на него управл ющего напр жени . Таким образом, привод переводитс в режим работы двигател . На неинвертирующий вход усилител 12 при 3tOM подаетс напр жение с запоминающего элемента 13гравное напр жению противоЭДС двигател в момент переключени , и соответствующее реальной скорости звена 1 в этот момент времени.When releasing the clips 5 and 7, the movable link 1 under the action of the compressed elastic element 3 is set in motion. The trajectory of its movement is divided into three sections located symmetrically with respect to its middle. In the first section, the speed of the moving Horo link 1 is switched by switching the drive 9 to the generator mode. In this case, the voltage of the back-drive electromotive force of the drive motor 9 through normally closed contacts of the magnetic-controlled switch 11 is fed to the non-inverting input of the amplifier 12 and the storage element 13, made, for example, as a capacitor . In the second part of the trajectory, the magnetoresistance and the switch 11 are activated under the action of a permanent magnet tO attached to the movable link 1, and thereby switches the output of the drive motor 0 to the output of the amplifier 12, which leads to the supply of control voltage to it. In this way, the drive is switched to engine operation. The non-inverting input of amplifier 12 at 3tOM is energized from the storage element 13 and equal to the engine counter-electric voltage at the moment of switching, and corresponding to the real speed of link 1 at this time.

На инвертирующий вход поступает н пр жение от эталонного источника 14. равное напр жению противоЭДС двмгател при скорости движени звена, соответствующей движению при Отсутствии потерь энергии, измеренной .в момент переключени магнитоуправл емого переключател 11. На двигатель 9, таким образом, поступает управл ющее напр жение, пропорциональное разности между эталонной и реальной скорост ми звена 1 на момент переключени магнитоуправл емого перекл ючател 11. На третьем конечном, участке траектории при соответствующем положении звена 1 снова срабатывает магнитоуправл емый контакт 11 и двигатель оп ть переводитс в режим ге ератора. Однако в дальнейшем напр жение противоЭДС двигател до окончани движени по траектории не используетс . АналОпдчным образом происходит движение подвижного элемента в противоположном направлении. Дл этого выводы приводного двигател необходимо помен ть местами (схема, реализующа это переключение, на фиг. 2 не показана).The inverting input receives a voltage from the reference source 14. equal to the counter-EMF voltage of the motor at the speed of the link corresponding to the movement in the absence of energy loss measured at the moment of switching the magnetically controlled switch 11. Thus, the control voltage arrives at the motor 9 is proportional to the difference between the reference and real speeds of link 1 at the time of switching the magnetically controlled switch 11. On the third, final part of the trajectory at the corresponding position Price 1 again activates the magnetically controlled contact 11 and the motor is again switched to generator mode. However, in the future, the engine counter-electromotive voltage is not used until the end of the movement along the trajectory. In a similar way, the moving element moves in the opposite direction. To do this, the drive motor leads must be swapped (the circuit implementing this switch is not shown in Fig. 2).

Коэффициент усилени усилител 12 определ етс теоретически или экспериментально таким, чтобы Подвижное звено 1 переместилось под действием упругих элементов 3 и 4 из одного крайнего положени в другое, зафиксировалось и конечна скорость его стала равна нулю, при изменении момента трени системы. Так, при увеличении , например, трени при движении звенаThe gain of amplifier 12 is determined theoretically or experimentally such that Moving element 1 moves under the action of elastic elements 3 and 4 from one extreme position to another, fixes and its final speed becomes zero when the moment of friction of the system changes. So, when you increase, for example, the friction when the link moves

его реальна скорость снижаетс и управл ющее напр жение, подаваемое на двигатель, возрастает, что приводит к возрастанию его момента и компенсации увеличени силы трени . Наоборот, приits real speed decreases and the control voltage applied to the engine increases, which leads to an increase in its moment and compensation of the increase in friction force. On the contrary, with

уменьшении трени управл ющее напр жение , подаваемое на двигатель, уменьшаетс , что уменьшает и величину компенсирующего эту силу момента.By decreasing the friction, the control voltage applied to the motor is reduced, which also reduces the magnitude of the torque compensating for this force.

Таким обра,зом, устройство управлени Thus, the control device

звеном манипул тора с рекуперацией при медленных изменени х в ограниченной области момента трени обеспечивает перемещение подвижного звена 1 по траектории , подход к точкам фиксации соthe manipulator link with recuperation for slow changes in a limited region of the moment of friction provides the movement of the movable link 1 along the trajectory, approaching the fixation points with

скоростью, близкой к нулю, фиксацию в них И позвол ет упростить управление ним за счет исключени датчиков положени , скорости и вычислительного устройства дл хранени и обработки получаемой от нихthe speed close to zero, the fixation in them And allows you to simplify management by eliminating the position sensors, speed and computing device for storing and processing received

информации.information.

Формул а изобретени Устройство управлени звеном манипул тора с рекуперацией энергии, включающее усилитель, электродвигатель, датчикFormula of the Invention Manipulator link control unit with energy recovery, including amplifier, electric motor, sensor

фиксированного положени , запоминающий элемент, источник эталонного напр жени , о т л ичающеес тем, что, с целью упрощени системы управлени звеном, первый вывод электродвигател св зан через нормально замкнутые контакты датчика фиксированного положени с первым выводом запоминающего элемента и неинвертирующим входом усилител ,, а через нормально разомкнутые контакты с его выходом , инвертирующий вход усилител при этом подключен к первому выводу источника эталонного напр жени , вторые выводы электродвигател , источника эталонного напр жени и запоминающего элементаa fixed position, a storage element, a reference voltage source, is confined to, in order to simplify the link control system, the first motor output is connected through normally closed contacts of the fixed position sensor to the first memory output terminal and the non-inverting amplifier input, a through normally open contacts with its output, the inverting input of the amplifier is connected to the first output of the voltage source, the second terminals of the electric motor, the reference voltage source voltage and storage element

объединены.merged.

11eleven

f// /// /7/f // /// / 7 /

Claims

Claim

A device for controlling a link of a manipulator with energy recovery, including an amplifier, an electric motor, a fixed position sensor, a storage element, a reference voltage source, which, in order to simplify the link control system, the first output of the electric motor is connected through normally closed contacts of a fixed position sensor with the first output of the storage element and the non-inverting input of the amplifier, and through normally open contacts with its output, the inverting input of the amplifier connected to the first output of the reference voltage source, the second terminals of the electric motor, the reference voltage source and the storage element are combined.