SU991366A1 - Устройство дл позиционно-скоростного управлени манипул тором - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЗИЦИОННО-СКОРОСТНОГО УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ

Изобретение относитс  к робототехнике и может быть использовано при создании дистанционных манипул торов Известно устройство дл  позиционно-скоростного управлени  манипул тором , содержащее задающий орган, вычислительный блок, блок изменени  структуры, блок след щих приводов и исполнительный механизм tlH. Однако устройство не обеспечивает автоматического перехода от позиционного режима к скоростному. Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  устройство , содержащее задающий орган, выходы которого соединены с первыми вхо дами блок изменени  структуры и блока пороговых злементов, вторые входы и выход которого подключены соответственно к первым выходам и к второму входу блока изменени  структуры, вторыми выходами соединенного с вычислитерьным блоком, выходы которого подключены к входам приводов, св занных с исполнительным органом 12. Это устройство обеспечивает позиционный способ управлени  только в фиксированной зоне, что не позвол ет осуществл ть точные операции в любой точке рабочего объема манипул тора без предварительной перестройки отдельных блоков системы. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство содержит блок импульсной пам ти, первые входы которого соединены с- выходами задающего органа , второй вход - с выходом блока пороговых элементов, а выходы - с Третьими входами блока изменени  структуры. На чертеже представлена функциональна  схема устройства. Схема содержит пульт управлени  1, эадаю&ш орган 2, блок 3 пороговых злементов, вычислительный блок 4, приводы 5, исполнительный орган 6, первые триггеры 7, первые ключи 8,второй триггер 9, первый ждущий мультивибратор 10, нуль-органы 11,дифференциаторы 12, блоки 13 выделени  модул , дискриминаторы 14, элемент ИЛИ 15, источник 16 эталонных сигналов , блок 17 изменени  структуры первые сукматоры 18, интеграторы 19,вторые ключи20, вторые сумматоры 21, элемент НЕ 22, третьи ключи 23f четвертые ключи 24, блок 25 импульсной

пам ти, второй ждущий мультивибратор 26, элементы 27 пам ти, п тые ключи 28.

Устройство работает следующим образом .

Оператор с пульта управлени  i формирует с помощью задающего органа 2 вектор управл ющих сигналов V пропорциональных обобщенным координатам задающего органа 2. Этот вектор подаетс  s блок 3 пороговых элемен .тов, где в блоках 3 и 4 определ ютс  iмодули скорЪстей изменени  его компонент , которые затем сравниваютс  с компонентами вектора уставок Uy, поступающих с источника 16 эталонных сигналов.Если скорость изменени  любой из компонент не превышает соответствующего порогового значени , то с выходов дискриминатора 14 на .вход элемента ИЛИ 15 не поступает ник одного импульса, и триггеры 7 и 9 остаютс  в состо нии ожидани  импульсов от дискриминаторов 14, в которое они автоматически устанавливаютс  при включении системы управлени . В этом случае управл ющий потенциал триггера 9 переводит ключи 23 в замкнутое , а ключи 20 и 24 - в разомкнутое состо ни . Триггеры 7 перевод т свои ключи 8 в разомкнутое состо ние Вектор управл ющих сигналов Ф через о(гссо5

co5((,)45 not-|H g e|-(

If arc cos

где углы поворота звеньев исполнительного органа 6; |Ь , о(. - углы поворота звеньев

задающего органа 2; -f, 2 длины звеньев исполнительного органа 6; Е - длина звена задающего

органа 2.Вектор выходных напр жений подаетс  на вход приводов 5 и затем на исполнительный орган 6. Таким образом , устройство работает в позиционном режиме. При превышении уставки скорости любой из- компонент Ф дискриминатором 14 формируютс  импульсы напр жени , которые поступают на входы триггеров 7 и триггер 9 и опрокидывают их во второе устойчивое состо ние. Перепад напр жений с триггера 9 подаетс  на управление ключей 20 и 24 и ждущий мультивибратор 26. Ключи 23 размыкаютс , а ключи 20 и 24 замыкаютс . Блок 13 формирует кратко временный импульс разрешени , в течение которого замыкаютс  ключи 28, стираютс  прежние значени 

ключи 23 подаетс  на вход вычислительного блока 4, который производит решение векторного управлени  от носйтельно компонент вектора Ц

иць,Л)-хОвх(Ф),

где E)g(,iv) - выражение зависимости выходной точки задающе го органа 2 от вектора его обобщенных координат Ф ; (Ч)- выражение зависимости

и

вьш

положени  выходной точки исполнительного органа 6 от вектора его обобщенных координат Ч; к - коэффициент пропорциональности константа. Эта вычислител1 на  процедура блока 4 остаетс  неизменной как дл  позиционного , так и дл  скоростного ;способа управлени . Конкретно вид ЭТОГО уравнени 1 и его решение зависит от кинематики задающего и исполнительного органов манипул тора.В случае трехкоординатного (координаты качани , ротации и изменени  длины звена) задающего органа 2 и трехкоординатного (координаты ротации и две качени  ) исполнительного органа 6 решение имеет вид

1/

,компонент сигналов в элементах 27 пам ти, и записываютс  их новые значени , поступающие с органа 2. После окончани  импульса разрешени  с выходов элементов 27 пам ти новые значени  компонент записанного сигнала подаютс  на инвертирующие входы сумматоров 18,где складываютс  с текущими значени ми компонент сигнала. Полученные результирующие сигналы. через ключи 24 поступают на входы интеграторов 19 и далее на первые входы сумматоров 21, на вторые входы которых подаютс  сигналы с элементов 27,пам ти через ключи 20. Суммарный сигнал с выходов сумматоров 21 поступает на вход вычислительного блока 4 и далее на силовые приводы 5 и исполнительный орган 6, При возврате текущих значений компонент вектора Ч к значени м, записанным в элементах 27 пам ти, на зыходах сумматоров 18 напр жени  переход т через нулево потенциал, в моменты этого перехода нуль-органами 11 вырабатываютс  кратковременные импульсы, которые поступают на входы ключей 8. Из группы o°3o()5 no /4i;ge|g|- fc g3gg-ii g -E,Vf ,,

ключей 8 замкнутыми оказываютс  включенные в каналы, по которым быпа превышена уставка скорости изменени  управл ющего сигнала. Такое включение необходимо дл  того, чтобы избежать ложного срабатывани  триггера 9. Оно осуществл етс  подачей управл ющего напр жени  с триггеров 7. Если триггер 7 не опрокинулс , то управл емый им ключ 8 разомкнут и наоборот. Ждущий мультивибратор 10 служит дл  задержки импульсов, прошедших по замкнутьм ключам 8 на его вход. Задним фронтом импульса, формируемого мультивибратором 10, опрокинувшиес  триггеры 7 и 9 возвращаютс  в состо ние ожидани  импульсов от дискриминаторов 14. Устройство переключаетс  в позиционный режим управлени .

Claims (2)

1.Патент США 3280991, кл. 214-1, опублик. 1971.

2.Авторское свидетельство СССР , № 633725, кл. В 25 J 13/00, 1978

(прототип).