SU1717338A1 - Устройство дл управлени манипул тором - Google Patents

Abstract

Устройство относитс  к области робототехники и может быть использовано при со- здании сборочных роботов. Ц«лью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  за счет обеспечени  линейного за- кона управлени  положением исполнительного органа. Дл  этого в устройство введены задатчик скорости, второй пороговый элемент, элемент НЕ и элемент ИЛИ. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к области робототехники и может быть использовано при создании сборочных роботов.

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи .

На фиг. 1 представлена диаграмма изменени  управл ющего сигнала; на фиг. 2- функциональна  схема устройства.

На схеме указаны задатчики 1-3 положени , усили  и скорости соответственно, первый, второй и третий сумматоры 4-6 соответственно , первый и второй коммутаторы 7 и 8 соответственно, блок 9 выделени  знака., блок 10 умножени , первый и второй пороговые элементы 11 и 12 соответственно , датчики 13 и 14 усили  и положени  соответственно, привод 15, исполнительный механизм 16, исполнительный орган 17, интегратор 18, элемент НЕ 19 и элемент ИЛИ 20.

Устройство работает следующим образом .

Первый коммутатор 7 переключаетс  сигналом, поступающим на второй вход. Если исполнительный орган 17 перемещаетс  в свободной зоне, т. е. нет контакта с внешним объектом, то отсутствуют сигналы на выходах датчика 13 усили  и первого порогового элемента 11. Первый коммутатор 7 коммутирует (т. е. соедин ет с выходом) третий вход. Система замкнута по положению. Сигналом задани  системы  вл етс  сигнал, поступающий на вход сумматора 5,73ад.2. При контакте исполнительного органа 17 с внешним объектом по вл ютс  сигналы на выходах датчика усили  13 и первого порогового элемента 11. Первый коммутатор 7 переключаетс  и теперь коммутирует первый вход. Система размыкаетс  по положению и замыкаетс  по усилию. Сигналом задани  системы  вл етс  сигнал, поступающий на вход первого сумматора 4 с выхода датчика 2 усили , умноженный на +1 в зависимости от знака сигнала ошибки по положению .

Формирование сигнала задани  23ад.2 осуществл етс  следующим образом. Второй коммутатор 8 отключаетс  (т. е. не коммутирует первый вход с выходом) в одном из двух случаев: когда сигнал 2зад.2 равен сиг- налу с выхода за датчика 1 положени  73ад или когда по вл етс  сигнал на выходе первого порогового элемента 11, т. е. когда происходит контакт исполнительного органа 17 с внешним объектом.

X

N4 О)

Если исполнительный орган 17 находит- с   в свободной зоне, т. е. сигнал с датчика 13 отсутствует, а следовательно, и отсутствуют сигналы с первого порогового элемента 11, то первый коммутатор 7 коммутирует (соедин ете выходом)третий вход, Система замкнута по положению и коммутатор 8 коммутирует первый вход. Сигнал с задат- чика 3 скорости, поступающий через второй коммутатор 8 на вход, интегратора 18, накапливаетс  интегратором 18 и выходной сигнал его г3ад.2, поступающий на сумматор 5, линейно возрастает. При этом сигнал Zзaд.2 с выхода интегратора 18 сравниваетс  с выходным сигналом 2зад задатчика 1 положени  на сумматоре 6. Если 7зад. , то на,выходе сумматора 6 существует сигнал, который нормируетс  вторым пороговым элементом 12 в сигнал, соответствующий логической единице, который инвертируетс  элементом НЕ 19. Таким образом, на обоих входах элемента ИЛИ 20 сигнал отсутствует , следовательно, сигнал отсутствует и на выходе элемента ИЛИ 20. Второй коммутатор 8 коммутирует первый вход, сигнал на выходе интегратора 18 Z3ap,.2 линейно возрастает, система, замкнута  по положению, его отрабатывает. Как только станет 2ззд.. на выходе сумматора 6 и на выходе второго порогового элемента 12 сигнал станет равным нулю/Тогда на выходе элемента НЕ 19 по витс  единица, котора  через элемент ИЛИ 20 отключает второй коммутатор 8 (момент времени t на фиг. 1), и рост сигнала 23ад.2 прекратитс .

Допустим, в некоторый момент времени произойдет контакт исполнительного органа 17:с внешним объектом, а сигнал задани  по положению еще не отработан, т. е. 7зад.2 ZaaA. При этом по в тс  сигналы на выходах с датчика 13 усили  и .первого порогового элемента 11, которые переключат первый коммутатор 7, и система замк- нетс .по усилию. Этот же сигнал, т.е. сигнал с выхода первого порогового элемента 11, поступает на второй вход элемента ИЛИ 20 и отключает второй коммутатор В. Сигнал на входе интегратора 18 станет равным нулю, а сигнал на выходе интегратора 18 23ад.2 (меньший сигнала Z3aA, так как перемещение еще не отработано) фиксируетс , т. е. поддерживаетс  на уровне, соответствующем моменту переключени  системы с управлени  положением на управление усилием. При обратном переключении, т. е. при переключении с управлени  усилием на управление положением, сигнал 2ээд.з начнет увеличиватьс  с этого фиксированного уровн .

Таким образом, предложенное устройство , как и прототип, позвол ет фиксировать сигнал задани  положений на уровне, соответствующем координате исполнительного органа 17 в момент касани  с внешним объектом. В то же врем , в данном устройстве при переключении системы на

слежение положени  сигнал задани , поступающий с выхода интегратора 18 на сумматор 5, измен етс  линейно (т. е. линейно возрастает) в отличие от прототипа, в котором аналогичный сигнал измен етс  по экспонен циал ьнрму закону. Это обеспечивает движение исполнительного органа по линейному закону (а не по экспоненциальному , как в прототипе), что приводит к повышению быстродействи  и производительности работы устройства дл  управлени  манипул тором. ,

. Формула изобретени 

Устройство дл  управлени  манипул тором , содержащее задатчик положени  и последовательно соединенные задатчик усили , блок умножени , первый сумматор, первый коммутатор и привод, кинематически св занный через исполнительный механизм с датчиком положени  и исполнительным органом, который кинематически св зан с датчиком усили , подключенным выходом к второму входу первого

сумматора и через первый пороговый элемент к второму входу первого коммутатора, третий вход которого соединен с входом блока выделени  знака, выход датчика положени  подключен через последовательно

соединенные второй сумматор и блок выделени  знака к второму входу блока умножени , а выход второго коммутатора подключен через интегратор к второму входу второго сумматора и первому входу

третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом, задатчика положени , о т л и чаю щ е е с   тем, что, с целью повышени  быстродействи  устройства, оно содержит задатчик скорости и последовательно соединенные второй пороговый

элемент, элемент НЕ, элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого порогового элемента, а выход - к первому входу второго коммутатора, соединенного вторым входом с выходом задатчика CKOpd сти, а выход третьего сумматора подключен к входу второго порогового элемента.

Z(t)

т

./

«#

Claims (1)

1. Формула изобретения

   25 Устройство для управления манипулятором, содержащее задатчик положения и последовательно соединенные задатчик усилия, блок умножения, первый сумматор, первый коммутатор и привод, кинематиче30 ски связанный через исполнительный механизм с датчиком положения и исполнительным органом, который кинематически связан с датчиком усилия, подключенным выходом к второму входу первого 35 сумматора и через первый пороговый элемент к второму входу первого коммутатора, третий вход которого соединен с входом блока выделения знака, выход датчика положения подключен через последовательно 40 соединенные второй сумматор и блок выделения знака к второму входу блока умножения, а выход второго коммутатора подключен через интегратор к второму входу второго сумматора и первому входу 45 третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом, задатчика положения, о тли чаю щееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит задатчик скорости и последовательно соединенные второй пороговый

   50 элемент, элемент НЕ, элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого порогового элемента, а выход - к первому входу второго коммутатора, соединенного вторым входом с выходом задатчика скорб55' сти, а выход третьего сумматора подключен к входу второго порогового элемента.

   Фиг.2