SU447687A1 - Device for controlling an automatic robot arm - Google Patents

Device for controlling an automatic robot arm

Info

Publication number
SU447687A1
SU447687A1 SU1867023A SU1867023A SU447687A1 SU 447687 A1 SU447687 A1 SU 447687A1 SU 1867023 A SU1867023 A SU 1867023A SU 1867023 A SU1867023 A SU 1867023A SU 447687 A1 SU447687 A1 SU 447687A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
tires
horizontal
block
controlling
vertical
Prior art date
Application number
SU1867023A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Борисович Игнатьев
Игорь Львович Ерош
Юрий Георгиевич Шецен
Original Assignee
Ленинградский Институт Авиационного Приборостроения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ленинградский Институт Авиационного Приборостроения filed Critical Ленинградский Институт Авиационного Приборостроения
Priority to SU1867023A priority Critical patent/SU447687A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU447687A1 publication Critical patent/SU447687A1/en

Links

Description

1one

Изобретение относитс  к системам, управл емым вычислительными устройствами, а также к автоматическим работам-манипул торам , предназначенным дл  автоматизации различных технологических процессов и операций во многих отрасл х промышленности, Б частности, в станкостроении, приборостроении и сталелитейной промышленности.The invention relates to systems controlled by computing devices, as well as to automatic manipulator operations designed to automate various technological processes and operations in many industries, in particular, in the machine tool industry, instrument engineering and the steel industry.

Известны роботы-манипул торы, осуществл ющие р д технологических операций по переносу предмета с места на место, ориентированной укладке и т. д. Устройство управлени  таким роботом-манипул тором содержит датчики контакта с предметом, которые через блок опроса датчиков соединены с соответствующими входами блока опроса параметров положени  предмета в рабочей зоне. Блок управлени  схватом имеет набор стандартных программ, определ ющий виды работ (например , перенос предмета в заданную точку, ориентированна  укладка и т. п.). Поиск предмета осуществл етс  по определенной траектории , определ емой программой поиска, т. е, обеспечиваетс  «слепое обнаружение предмета .Known robots are known to carry out a series of technological operations for moving an object from place to place, oriented packing, etc. A control device for such a robot manipulator contains sensors for contacting the object, which are connected to the corresponding inputs of the unit questioning the position of the object in the work area. The gripper control block has a set of standard programs defining the types of work (for example, moving an object to a given point, oriented packing, etc.). The search for the object is carried out along a specific trajectory determined by the search program, i.e., blind detection of the object is provided.

Робот-манипул тор позвол ет заменить ручной труд машинным при выполнении некоторых технологических операций, что дает возможность увеличить производительность труда и обеспечить работу в гор чих и вредныхThe robot manipulator makes it possible to replace manual labor with machine when performing certain technological operations, which makes it possible to increase labor productivity and ensure work in hot and harmful

средах при отсутствии человека. Кроме того, такие роботы освобождают рабочего от выполнени  т желого и монотонного ручного труда.environments in the absence of man. In addition, such robots relieve the worker from performing heavy and monotonous manual labor.

Однако этим роботам-манипул торам свойственно малое быстродействие, вследствие длительного поиска предмета, а также значительна  сложность всего устройства. Реализаци  затруднена жесткими требовани ми,However, these robotic manipulators are characterized by low speed, due to a long search for a subject, as well as the complexity of the entire device. Implementation is hampered by stringent requirements.

предъ вл емыми к датчикам и другим элементам , особенно в услови х гор чих и вредных сред.imposed on sensors and other elements, especially in hot and harmful environments.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  и упрощение устройства управлени  роботом-манипул тором .The purpose of the invention is to increase the speed and simplify the control device of the robot arm.

Предлагаемое устройство дл  управлени  роботом-манипул тором содержит чувствительное поле, выполненное в виде матрицы подвижных шин, установленных над токопровод щей подложкой и подпружиненных относительно ее. Кажда  шина матрицы снабжена контактами, установленными на стороне, обращенной к токопровод щей подложке, а контакты соединены между собой и соответствующими входами блока опроса датчиков, причем кажда  шина изолирована от контактов других шин.The proposed device for controlling a robotic arm contains a sensitive field made in the form of a matrix of movable busbars installed above the conductive substrate and spring-loaded relative to it. Each bus of the matrix is provided with contacts installed on the side facing the conductive substrate, and the contacts are interconnected with the corresponding inputs of the sensor interrogation unit, each bus being isolated from the contacts of other buses.

На фиг. i схематически представлено чувствительное поле; на фиг. 2 - один из вариантов выполнени  шин чувствительного пол ;FIG. i schematically represents the sensitive field; in fig. 2 — one of the embodiments of tires for sensitive floor;

на фиг. 3 - структурна  схема устройства дл  управлени  автоматическим роботом-манипул тором .in fig. 3 is a block diagram of a device for controlling an automatic robotic arm.

Параметры положени  предмета на рабочей поверхности определ ютс  с помощью чувствительного пол  1 (см. фиг. 1), на котором располагаетс  предмет 2, подлежащий манипулированию. Чувствительное поле выполнено в виде матрицы жестких координатных вертикальных 3 и горизонтальных 4 щин, укрепленных подвижно над токопровод щей подложкой 5 (см. фиг. 2). С помощью упругого элемента 6 кажда  щина матрицы подпружинена относительно подложки и снабжена контактами 7, что позвол ет независимо от других щин при попадании на нее предмета опускатьс  вниз и электрически контактировать с токопровод щей подложкой. Все контакты каждой шины электрические объединены в общий вывод и укреплены на шинах со стороны токопровод щей подложки. Вертикальные и горизонтальные шины имеют в местах пересечений пазы 9, обеспечивающие независимость контактировани  шин с подложкой . Общие выводы с горизонтальных и вертикальных шин чувствительного пол  подключены к соответствующим входам блока 10 опроса датчиков (см. фиг. 3). Выходы этого блока подключены к, входам блока 11 определени  номера начальной вертикальной щины, замкнутой на подложку, блока 12 определени  номера начальной горизонтальной шины, замкнутой на подложку, и к входам блоков 13 и 14 определени  числа замкнутых на подложку вертикальных и горизонтальных шин. Выходы блоков 13 и 14 подключены к входу блока 15 определени  угла наклона оси симметрии предмета к горизонтальной оси пол . Выходы блоков 11 и 13 подключены к входу блока 16 определени  координаты центра предмета по оси X. Выходы блоков 12 и 14 подключены к входу блока 17 определени  координаты центра предмета по оси У. Выходы блоков 15-17 соединены с соответствующими входами блока управлени  18 исполнительными механизмами робота-манипул тора 19, а вход управлени  роботом по стандартным программам блока 18 соединен с выходом блока 20 стандартных программ робота.The parameters of the position of the object on the working surface are determined by means of the sensitive field 1 (see Fig. 1), on which the subject 2 is located to be manipulated. The sensitive field is made in the form of a matrix of rigid coordinate vertical 3 and horizontal 4 women, which are fortified movably over the conductive substrate 5 (see Fig. 2). With the help of the elastic element 6, each matrix is spring-loaded relative to the substrate and provided with contacts 7, which allows, independently of other women, when an object hits it, it goes down and electrically contacts the conductive substrate. All the contacts of each bus electrical are combined into a common terminal and are mounted on the tires from the side of the conductive substrate. Vertical and horizontal tires have grooves 9 at their intersections, ensuring that the tires do not come into contact with the substrate. General conclusions from horizontal and vertical tires of the sensitive floor are connected to the corresponding inputs of the sensor polling unit 10 (see Fig. 3). The outputs of this block are connected to the inputs of the initial vertical strip number determination unit 11, closed on the substrate, the initial horizontal bus number determination unit 12, closed on the substrate, and to the inputs of the vertical and horizontal tires number 13 closed on the substrate. The outputs of the blocks 13 and 14 are connected to the input of the block 15 for determining the angle of inclination of the axis of symmetry of the object to the horizontal axis of the floor. The outputs of the blocks 11 and 13 are connected to the input of the block 16 determining the center coordinate of the object along the X axis. The outputs of the blocks 12 and 14 are connected to the input of the block 17 determining the coordinate of the center of the object along the axis Y. the robot manipulator 19, and the robot control input according to the standard programs of block 18 is connected to the output of the robot standard programs block 20.

Подлежащий манипулированию предмет 2, расположенный на чувствительном поле 1, замыкает на токопровод щую подложку 5 горизонтальные и вертикальные шины, расположенные непосредственно под ним. Электрический потенциал, подведенный к подложке, через замкнутые контакты соответствующих щин, наход щихс  под предметом, переходит на эти шины. Шины, замкнутые на подложку , выделены жирными лини ми (см. фиг. 1). Горизонтальным щинам присвоены номера Xi-Хп, а вертикальным - YI-У. Предмет 2, наход щийс  на щинах чувствительного пол , замыкает на токопровод щую подложку вертикальные щины с номерами Унач-УКОП иSubject 2 to be manipulated, located on sensitive field 1, closes horizontal and vertical tires directly below it to the conductive substrate 5. The electric potential, supplied to the substrate, through the closed contacts of the corresponding structures under the object, passes to these tires. Tires closed to the substrate are marked with bold lines (see Fig. 1). Horizontal lines are assigned Xi-Xp numbers, and vertical ones - YI-Y. Item 2, which is located on the sensitive floor, closes the vertical sections with the Unich-UKOP and

горизонтальные шины Х - кош при этом число горизонтальных замкнутых щинhorizontal tires X - Kosh with the number of horizontal closed women

Ijf - Ijf -

а ЧИСЛО вертикальных замкнутых на подложку шинand NUMBER of vertical tires closed on the substrate

у - Укои. УмчКоординаты центра предмета определ ютс  в соответствии с выражени миu - ukoi. The Umch Coordinates of the center of the object are determined according to the expressions

.. Т .... T ..

И  AND

.Унач г Уко11.Un g Uko11

УHave

Дл  грубого определени  угла ф наклона оси симметрии предмета и последующей ориентации схвата исполнительного механизмаTo roughly determine the angle of inclination of the axis of symmetry of the object and the subsequent orientation of the gripper of the actuator

достаточно найти наклон пр мой, проход щейenough to find the slope of my right, passing

через точки (нач, Унач) и (Хков, УКОН). Уголthrough the points (beginning, Ynach) and (Khkov, UKON). Angle

будет определен достаточно точно, если длинаwill be determined accurately enough if the length

предмета во много раз больше его ширины.the subject is many times its width.

Блок 10 опроса датчиков последовательноBlock 10 poll sensors in series

опрашивает вертикальные и горизонтальные шины чувствительного пол  и может проводитьс  как последовательно, так и параллельно . В блоках определени  номеров начальных вертикальных и горизонтальных шин, замкнутых на подложку (11, 12), подсчитываетс  количество шин, на которых отсутствует потенциал , начина  от шин с номерами Xi, Yi до шин с номерами , Увач. Блоки 13 и 14 подсчитывают число вертикальных и горизонтальных шин, наход щихс  под потенциалом - /X и /у. Блоки 11-14 могут быть реализованы , например, в виде интеграторов.interrogates the vertical and horizontal tires of the sensitive floor and can be carried out both sequentially and in parallel. In the blocks for determining the number of initial vertical and horizontal tires closed to the substrate (11, 12), the number of tires on which there is no potential is counted, starting from tires with numbers Xi, Yi to tires with numbers, Uvach. Blocks 13 and 14 count the number of vertical and horizontal tires that are under potential - / X and / y. Blocks 11-14 can be implemented, for example, in the form of integrators.

Напр жени , соответствующие вычисленным значени м нач и /х, поступают в блок 16The voltages corresponding to the calculated values of initial and / x go to block 16

определени  координат центра предмета по оси X - Хц, где производитс  суммирование:determine the coordinates of the center of the object along the axis X - Hz, where the summation is performed:

Лц л:„ач -j- - .Lz l: „ah -j- -.

Аналогично определ етс  втора  координатаThe second coordinate is determined similarly.

центра предмета Уц в блоке 14. Блоки 14 и 16the center of the object Uts in block 14. Blocks 14 and 16

могут быть реализованы на операционныхcan be implemented on operating

усилител х.amplifiers

Значени  /х и /у поступают в блок 15 определени  угла наклона оси симметрии предмета к горизонтальной оси пол . Вычисленные координаты Хц и Уц позвол ют вывести схват робота над центром симметрии предмета. Дл  облегчени  вз ти  предмета необходимо развернуть схват в соответствии с углом наклона предмета ф. Однако угол наклона определ етс  неоднозначно, так как если ф - угол относительно оси X, то угол   - ф определ ет второе положение предмета, замыкающего теThe values of / x and / y enter the block 15 for determining the angle of inclination of the axis of symmetry of the object to the horizontal axis of the floor. The calculated coordinates Hz and Uz allow us to derive the gripper of the robot over the center of symmetry of the object. To make it easier to pick up the object, it is necessary to unfold the gripper in accordance with the angle of inclination of the object f. However, the angle of inclination is determined ambiguously, since if φ is an angle with respect to the X axis, then the angle φ determines the second position of the object

же вертикальные и горизонтальные шины. В случае четырехпальцёвого схвата робота эта неоднозначность не  вл етс  преп тствием дл  точного вз ти  предмета (пальцы разворачиваютс  соответствующим образом). Дл same vertical and horizontal tires. In the case of a four-finger gripper, this ambiguity is not an obstacle to accurately grasping the object (the fingers unfold accordingly). For

двухпальцевого схвата робота необходимоa two-finger gripper robot is necessary

пробное вз тие в соответствии с вычисленным углом ф. В случае неудачной попытки схват разворачиваетс  на угол   -ф и захватывает предмет.test taking in accordance with the calculated angle f. In the case of an unsuccessful attempt, the gripper unfolds at an angle of-ф and captures the object.

Сигналы, содержащие сведени  о координатах и угле наклона ф, в виде аналоговых напр жений подаютс  в блок 18 управлени  исполнительными механизмами робота, осуществл ющий преобразование этих сигналов в форму, необходимую дл  управлени  угловыми и линейными перемещени ми схвата робота . В этот же блок ввод тс  напр жени  из блока 20 стандартных программ, управл ющие перемещени ми схвата робота после вз ти  предмета. Стандартные программы позвол ют производить заданные виды работ: перенос предмета в определенную точку, ориентированную укладку, сортировку и т. п.Signals containing information about the coordinates and angle of inclination f, in the form of analog voltages, are supplied to the robot actuator control unit 18, which converts these signals into the form necessary to control the angular and linear movements of the robot gripper. The same block includes stresses from a block of 20 standard programs that control the movement of the robot's gripper after picking up the object. Standard programs allow you to perform specific types of work: moving an item to a specific point, oriented stacking, sorting, etc.

Реализаци  устройства дл  управлени  автоматическим роботом-манипул тором не представл ет трудностей. Конструкци  чувствительного пол  проста и дл  его изготовлени  не требуетс  применени  дорогосто щего и сложного оборудовани . Вс  электронна  часть может быть выполнена на стандартныхImplementing a device for controlling an automatic robot arm is not difficult. The design of the sensitive field is simple and its production does not require the use of expensive and complex equipment. The whole electronic part can be performed on standard

интегральных микросхемах - логических элементах 133-й серии и операционных усилител х типа 1УТ 401 и т. п.integrated microcircuits - the logic elements of the 133rd series and operational amplifiers of the 1UT 401 type, etc.

Предмет изобретени Subject invention

Устройство дл  управлени  автоматическим роботом-манипул тором, содержащее датчики контакта с предметом, выходы которых через блок опроса датчиков св заны с соответствующими входами блока определени  параметров положени  предмета, выходы которого соединены с соответствующими входами блока управлени  исполнительным органом, о тличающеес  тем, что, с целью повышеНИН быстродействи  и упрощени  устройства, оно содержит чувствительное поле, выполненное в виде матрицы подвижных шин, установленных над токопровод щей подложкой и подпружиненных относительно нее, кажда  шинаA device for controlling an automatic robot arm comprising sensors for contacting an object, the outputs of which through the sensor polling unit are connected to the corresponding inputs of the object position determination unit, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the control unit by the actuator, characterized by the purpose of raising the speed and simplifying the device is that it contains a sensitive field made in the form of an array of moving buses mounted above the conductive substrate and zhinennyh relative thereto, each bus

снабжена контактами, установленными на стороне, обращенной к токопровод щей подложке , причем контакты каждой шины электрически соединены друг с другом и с соответствующим входом блока опроса датчиков иequipped with contacts installed on the side facing the conductive substrate, the contacts of each bus being electrically connected to each other and to the corresponding input of the sensor interrogation unit and

изолированы от контактов других шин.insulated from the contacts of other tires.

J9J9

////Л//// // L //

9ut 29ut 2

Фиг. 3FIG. 3

SU1867023A 1973-01-04 1973-01-04 Device for controlling an automatic robot arm SU447687A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU1867023A SU447687A1 (en) 1973-01-04 1973-01-04 Device for controlling an automatic robot arm

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU1867023A SU447687A1 (en) 1973-01-04 1973-01-04 Device for controlling an automatic robot arm

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU447687A1 true SU447687A1 (en) 1974-10-25

Family

ID=20537884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU1867023A SU447687A1 (en) 1973-01-04 1973-01-04 Device for controlling an automatic robot arm

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU447687A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4001556A (en) Computer controlled pneumatic retractable search sensor
US10899001B2 (en) Method for teaching an industrial robot to pick parts
CN109382823B (en) Robot system and robot control device
WO2017036520A1 (en) System and method for generating a robot program with a hand-held teaching device
Kobayashi et al. Hand/arm robot teleoperation by inertial motion capture
SU447687A1 (en) Device for controlling an automatic robot arm
He et al. Robotic fabric fusing using a novel electroadhesion gripper
CN112123333A (en) Multi-joint robot collision detection method and device
DE3039400C2 (en) Method for controlling handling systems and handling system for carrying out this method
Doi et al. Novel proximity sensor for realizing tactile sense in suction cups
Kawasaki et al. Teaching for multi-fingered robots based on motion intention in virtual reality
Foroughi et al. Tactile sensors for robot handling
Choi et al. Development of a visual-tactile fingertip sensor and an object manipulation method using a multi-fingered robotic hand
Fischer et al. Structure of a robot system: Karlsruhe dextrous hand II
US11137512B2 (en) Method for operating a sensor system, sensor element and sensor system
Zug et al. Optimized configuration of a tactile sensor system for flexible grippers
Thormann et al. Object identification by tactile sensors with improved sensor resolution
JP2777461B2 (en) Form determination method of articulated robot
KR880000146B1 (en) Teaching playback device
RU2009883C1 (en) Automatic handling manipulator control device
SU1613319A1 (en) Method of determining actual position of coordinate system of manipulator links
Tsuji et al. Development of Whole Self-Capacitance Proximity and Tactile Skin Sensor for Human Collaborative Robot
Konada et al. B-PaDY: Robot co-worker in a bumper assembly line: System integration of the prototype
JPH01103280A (en) Man machine interface
JPS58120494A (en) Robot device