Привод относительного поворота звеньев манипулятора

 

СОК)З СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСИОМ,Ф CBMPETEJlbCTBV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3709667/25-08 (22) 13.12.83 (46) 07.05.86. Бюл. Р 17 (71) Дальневосточный ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. В.В. Куйбышева и Николаевский ордена Трудового Красного

Знамени кораблестроительный институт им. адм. С.О. Макарова (72) Ю.М. Запорожец, Ю.П. Кондратенко и В.Ф. Филаретов (53) 62 1.222.72(088.8) (56) Заявка Великобритании Ф 1493193, кл. В 25 3 11/60, 1974. (54) (57) ПРИВОД ОТНОСИТЕЛЬНОГО ПОВОРОТА ЗВЕНЬЕВ ИАНИПУЛЯТОРА, содержащий установленную на основании с возможностью поворота ось, жестко связанную с одним из звеньев,два постоянных магнита и два электромагнита, соединенных с системой управления, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем увеличения количества точек позиционирования и уменьшения габаритов, постоянные магниты выполнены в виде двух секторов, расположенных в одной плоскости по обе стороны от оси, жестко связаны с этой осью и намагничены параллельно оси во встречном один относительно другого направлении, электромагниты выполнены двухполюсными и закреплены на другом звене параллельно друг другу по обе стороны от секторов так, что их полюса повернуты один относительно другого на (51) g В 25 J 9/18//В 25 д 17/00

90", а система управления выполнена в виде программного блока с тремя выходами, датчика положения оси,блока сравнения, один из входов которого соединен с датчиком положения оси и первым выходом программного блока, двух блоков формирования управляющего импульса и релейного элемента, входы которых соединены с выходом блока сравнения, интегратора, вход которого соединен с выходом первого блока формирования управляющего импульса, трех блоков умножения, первый вход первого из которых связан с вторым выходом программного блока, второй вход — с выходом интегратора, а третий вход — с выходом релейного элемента, блока памяти, один вход которого соединен с выходом второго блока формирования управляющего импульса, а другой — с датчиком положения оси, сумматора, один . вход которого соединен с выходом первого блока умножения, а другой — с выходом блока памяти, блоков формирования косинусоидальной и синусоидальной функций, входы которых соединены с выходом сумматора, а также двух усилителей, при этом выход каждого блока формирования функций через последовательно соединенные второй блок умножения, первый усилитель и последовательно соединенные третий блок умножения и второй усилитель подключен к обмотке электромагнита, а входы второго и третьего блоков умножения соединены с третьим выходом программного блока.

Из(1бт;ететтие от rorèòñrr к машин(-строению, в частности к промыщлен-ным роботам, и может быть использовано asrrr автоматизации тет(иологтгтеc кттх ттроцессов, Цель изобретения - рясштрение те нологических roзможностей манипуля= op=- путем увеличентirr количества то тек познциопировяиия и . мент, зе MF габаритов.

Ня фиг. 1 пок-iaÿrr т ривод общин вид., ня фиг. 2 — функциональная схе ма управления.

1 QO т 2

)ых (:о(ттттт(ены с выходом сумматора

? 1, и двух усилите:тей 2 и 2 5, при это.. выход каждого блока 22 и 23 !opr ëp(!íÿrièÿ функ(;ий через последо:а((:-srr rro соединенные блок 18 умножения и усилитель 2, а также блок 19 умтт:женття и усилитель 23 соединен соотв(тственно с обмоткой 8 и 9 элек:ромягнитов. 1>торые входы блоков 18

l9 умножения подключены к третьему выхсду программного блока 10.

Устройство работает следующим обРазом

Устройство содержит установленную на звене 1 с возможностью повсрота ось ?, жестко связанную со зве-ном 3, двя ттостоянных магнита 4 и 5, выполненных ь виде двух секторов, расположенных в одной плоскостr! по обе стороны от оси 2, жестко с ней связанных и намагниченных паряллеттт:,— но оси во встречном один относительно другого направлении. Двя двухполюсных электромагнита, закрепленных па

ocr-овянии параллельно друг другу по обе стороны от постоянных магнитов

4 и 5 тяк, что их полюса 6 и 7 повернуты один относительно,.цругого на 90 . Обмотки 8 и 9 электромагни-тов соецннены с системой утгравления, выттолненнот ": в виде программного блока 10 с тремя выхоцами., датчика 11 положения оси 2, блока 12 сравнения, один из входов которого соединен с датчиком r1 положения оси и гервым выходом программного блока 10, двух блоков 13 и 14 формирования управляющего импульса и релейного элемента

15, входы которых соединены с выходом блока 12 сравнения. ин" åãðàòîðà 16., вход которого соединен с выходом бло— ка 13 формирования управляющего сигнала, тРех блоков 17, 18 и 19 умно)1(е.= ния, первый вход блока 17 из которых .".вязан с вторым выходом программного блока 10> ="торой Hход интегратора l6 и третий вхоц — с выходом релейного элемен а 15, блока

20 памяти, один вход которого соединен с выходом блока 14 формирования управляющего сигнала, а. другой датчиком 11 положения оси 2,, сумматора 21, один вход которого соединен с выхоцом блока 17 умножения, я другой — с выходом блок- 20 памяти, блока 22 формирования косинусоидяль-. ной функции и блока 23 формирования синусоидяльной функции, входы котоi5 С выхода программного блока 10 поступают задающие сигналы, причем ситнал, coîтветствующий ампли.уде ;т гармонических функций, определяющий требуемую грузоподъемность, поступает с третьего выхода блока 10 на входы (локов 18 и 19 умножения;

;-.игнал, соответствующий угловой частоте ы гармонических функций и irpoпорционалт,ттьттт требуемой угловой ско2* . Рости врятттения оси 2 (т.". вращаемого звена руки робота), подается с второго выхода блока 10 на первый вход блока 17 умножения, я сигнал, соответствующий требуемому угловому

1(ч;i:åðе ie.irierrrrr(r cf вращаемого звена, с нервог(> выхода блока 10 поступает н=.. один из входов блока 12. На втоРой т.ход блока 12 сравнения, как H первый вход блока 20 памяти, лов ступает сигнал с выхода датчика 11 положения оси. Таким обрaçoì, в блоке 20 памяти всегда хранится инфорi èöèÿ о текущем угловом положении (т оси ?, а на вьгходе блока 12 сравнеIr; питт (Рэрмируется сигнал рассогласования л(== (1т,д„- (р, который одноврег;å,"srro поqaeòcÿ на вход релейного элемента 15 и на входы блоков 13 и 14 формирования управляющих импульсов.

Бт(ок 13, выход которого подключен к -..торому входу блока 20 памяти, Tlp(!ars!rçHÿ÷åí для управпения этим блоком.., в частности при поступлении импульсного сигнала с блока 13 блок 20 памяти подает сигнал, соответствую3 Э щи- текущему значению (т =у на Вто

Рой вход сумматора 21, причем этот

cHãнал на выходе блока 20 памяти удерживается на одном уровне до поступления второго импульса с вы35 хода блока 13 формирования уттравляющегo Hlraóëü(rà. Первый импульс на выходе блока ",3 формируется при поступлении на его вход сигналаihcrrj) О.

1229033

Затем при поступлении с блока 12 сравнения сигнала/ь / = 0 (или /ь / f, где Я вЂ” величина, соответствующая точности .позиционирования промышленного робота) блок 13 прихЬдит в исходное состояние, а второй управляющий импульс формируется по— сле поступления на его вход очередного сигнала /лу/ > О.

В исходном состоянии/h cp / = 0 (/ 1 / < ) на выходе интегратора 16 устанавливается сигнал нулевого уровня. При поступлении с блока 12 сравнения сигнала / q/> 0 на вход блока 14 формирования управляющего импульса на выходе последнего появляется нечетный выходной импульс, включающий в работу интегратор 16, реализующий функцию, соответствующую текущему глогленту времени, отсчитываемому от момента времени, в который с первого выхода программного блока 10 поступил сигнал (,„, т.е. интегратор реализует функцию 1

c =f dt. о

В момент времени t;, когда рассогласование/h p/ станет равным нулю, второй блок 14 подает четный управляющий импульс на интегратор 16, на выходе которого при этом устанавливается постоянный сигнал, соответствующий моменту времени t . В мо1 мент поступления следующего нечетного управляющего импульса (при

/dq/> О) на выходе интегратора 16 устанавливается сигнал нулевого уровня и реализуется указанная выше зависимость.

При поступлении сигнала ь на вход релейного элемента 15 на его выходе формируется сигнал

+ 1, при hg >0(h(j>E j

sign(V)= О, при ь О(-r.ср 6)

1, при gq =p (ьср -E.) который подается на третий вход блока 17 умножения, на второй вход которого поступает сигнал, соответствующий моменту времени t, с выхода интегратора 16. При этом на выходе блока 17 умножения формируется сигнал гд tsign(heal ), который поступает на первый вход сумматора 21, где он складывается с сигналом @, поступающим с блока 20 памяти. Результирующий сигнал ю tsign(hy)+Q с выхода сумматора 21 одновременно поступает на входы блоков 22 и 23 формиро25

55 вания косинусоидальной и синусоидаль— ной функций. Выходные сигналы Cos

latsign (ц) +(p,) и Sin(a t х Sign(q)+

+,) блоков 22 и 23 поступают соответственно на вторые входы блоков 18 и 19 умножения. На выходе блока 18 умножения формируется сигнал

Acos(<>tsign (ьд) +y 1, который, проходя через усилитель 24 с коэффициентом усиления К, поступает на обмотку 8 одного из электромагнитов (например, первого). На обмотку 9 другого электромагнита поступает с выхода усилителя 25 сигнал кЛзin(g tsign(6y )+

+(p,j, поступающего с выхода блока 19 умножения.

При подаче в обмотку 8 электромагнита тока, пропорционального косинусу заданного угла Ср поворота оси 2 с постоянными магнитами 4 и 5 и связанного с ним звена относитель- . но основания, а в обмотку 9 электромагнита тока, пропорционального синусу того же угла, между полюсами 6 и 7 сформируется магнитное поле, амплитуда основной пространственной гармонической которого займет угловое положение 1 . Постоянные магниты 4 и 5 втянутся в область поля с наибольшей интенсивностью так, что их ось повернется на такой же угол вместе с постоянными магнитами и 5 повернется связанное с ними через ось 2 подвижное звено. При по- . вороте оси 2 изменяется выходной сигнал q> датчика 11 положения, а амплитуда сигнала на выходе блока 12 сравнения уменьшается. Когда вращающееся звено, связанное с осью 2, повернется на угол q>, на выходе блока 12 сравнения установится сигнал нулевого уровня scp = О(/aq/ E ) .

В этот момент с первого выхода программного блока 10 поступает сигнал о новом значении г и т.д. и, таЗа . ким образом, осуществляется движение звена промышленного робота по требуемой траектории. Направление вращения звена в сторону уменьшения рассогласования h q =Ч, д — q обеспечивается релейным элементом 15, согла-. сующим направление вращения со знаком рассогласования a(p.

Изменение токов в обмотках электромагнитов по закону косинуса и синуса следовательно, грузоподъемность звена определяется амплитудой А косинусоидального и синусоидального сигналов, задаваемой, как и частота вращения и, программным блоком 10., 1 . tf Хаюу юиариира (1

Корректор О.Луговая

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

$ 1? 29033 обеспечивает постоянство амплитуды основной пространственной гармоники магнитного поля и вращение магнитного потока с постоянной частотой; причем величина магнитного потока.и, Составитель Ф. Майоров

Редактор Н. Тупица Техред В.Кадар

Заказ 2405/12 Тираж 1031

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, iK-35, Раушская наб,, д. 4/5

IL м1