Задающее устройство для управления манипулятором

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах ручного управления роботами-манипуляторами как непосредственно в процессе выполнения рабочих операций, так и в режиме обучения. Кроме того, задающее устройство может быть использовано в автоматизированных системах управления, где формирование команд управления частично или полностью возложено на оператора. С целью повышения точности манипулирования и упрощения управления путем обеспечения соответствия между координированным и перемещениями рукоятки и манипулятора, устройство снабжено упругими пластинами консольно закрепленными на каждом рычаге, тензодатчиками, расположенными на противоположных плоскостях каждой упругой пластины, тремя парами упоров, подпружиненных к основанию, и тремя парами упоров, установленных на основании с возможностью регулировочного перемещения, а также шестью электрическими мостами, в два смежных плеча каждого из которых включены тензодатчики одной из упругих пластин, и шестью усилителями с регулируемыми коэффициентом усиления, входы которых соединены с диагоналями соответствующих электрических мостов, а выходы усилителей, подключенных к мостам, содержащим тензодатчики одной пары рычагов, соединены с входами соответствующего сумматора, при этом одна из упругих пластин каждой пары рычагов установлена с возможностью взаимодействия с одной из пар упоров, подпружиненных к основанию, а другая упругая пластина - с возможностью взаимодействия с одной из пар упоров, установленных на основании и имеющих возможность регулировочного перемещения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Э Ю М

РЕСПУБЛИК

091 (lf) рцg В 25 J 13/02, 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н АВтоРсному свидетельству В"

1 (21) 4480089/25-08 (.(22) 05.09.88 (46) 23.07.90. Бюл. У 27 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электрифицирован-. ного транспорта, Василеостровский центр научно-технического творчества молодежи "Вариант" и Ленинградский политехнический институт им. М.И.Калинина (72) М.И.Бойко, А.О.Тютчев, И.Ю.Нацвин, В.М.Жирнов, Ю.P.Лопаткин и Н.С.Павлова (53) 621-229.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Р 1348167,кл. В 25 J 13/02, 1986. (54) ЗАДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ (57) Изобретение относится к машиног

2 строению и может быть использовано в системах ручного управления роботамиманипуляторами как непосредственно в. процессе выполнения рабочих операций, так и в режиме обучения. Кроме того, задающее устройство может быть использовано в автоматизированных системах управления, где формирование команд управления частично или полностью возлсжено на оператора. Целью изобретения является повышение точности манипулирования и упрощения управления за счет обеспечения соответствия между координированным переме г щением рукоятки и перемещением манипулятора. При перемещении рукоятки 1 от 0 до 10 оператор проходит через три режима работы устройства: первый— эона нечувствительности, где за

15 вие чего изменяют свое сопротивление тенэодатчики 14, происходит разбаланс моста, который усиливается усилителем 20. Оператор начинает работать в режиме микроперемещения, что соответствует участку а-Ь кривой зависимости выходного сигнала от прикладываемого усилия (фиг.3) или угла перемещения (фиг.4). Подбирая коэффициенты усиления усилителя 20, оператор задает величину угла с/ (крутизну характеристики) и таким образом подбирает передаточное отношение устройства в этом режиме работы

Участок а-Ь соответствует углу перемещения от 2 до 10 . Дальнейшее перемещение (более. 10 ) приводит к тому, что начинают взаимодействовать пластины 11, имеющие большую жесткость, с регулируемыми упорами 13.

Дальнейшее приложение усилия не при-. водит к перемещению рукоятки, оператор начинает работать в изометрическом режиме формирования команд управления. В этот момент происходит крутой слом кривой зависимости выходного сигнала (фиг.3 и 4). На участке

Ь-с практически исключается деформация .упругой пластины !О, поскольку пластина ll выбирается более жесткой.

Наклон кривой Ь-с (т.е. величина угла p) определяется также коэффициентом усиления второго усилителя 20.

Сигналы с обоих усилителей 20 поступают на вход сумматора, собранного на операционном усилителе 21.

Таким образом, перемещая рукоятку от 0 до 10 (или прикладывая уси— лие от 0 до 25Н) оператор проходит .-. через несколько режимов работы устрой ства: 1 — эона нечувствительности,где оператор начинает "чувствовать" на" правление движения, участок "Оа" кривой зависимости выходного сигнала;

II — режим микроперемешения (режим точного позиционирования рабочего инструмента), участок а-Ь кривой;

III — изометрический режим формирования команд управления (режим управления маршевой скоростью),участок Ь-с кривой зависимости выходного сигнала.

При этом, если в начале обучения предпочитают работать или в середине участка а-Ь кривой зависимости выход" ного сигнала, т ° е. в режиме микроперемещения, или на участке Ь-с, т.е. в изометрическом режиме, подчеркнуто

79772 6 переходя точку Ь на кривой, то по мере обучения операторы подбирают коэффициенты усиления таким образом, что начинают работать ближе к точке

S перегиба кривой Ъ, т.е. переходя с режима микроперемещения в изометрический режим формирования команд управления. При таком способе управления скорость перемешения рабочего инструмента манипулятора увеличивается,в 1,5-2 раза при той же точности его позиционирования.

Формула и з о б р е т е н и я

Задающее устройство для,управления манипулятором, содержащее связанную с основанием через шаровой шарнир штангу, рукоятку управления, установленную на штанге с воэможностью

20 перемещения вдоль ее оси, три пары рычагов, дне пары из которых жестко связаны со штангой и расположены взаимно перпендикулярно, а третья пара жестко связана с рукояткой, а

25 также три сумматора электрических сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности манипулирования и упрощения путем обеспечения соответствия между коор;, динкрованными перемещениями рукоятки и манипулятора, оно снабжено упругими пластинами, консольно закрепленными на каждом рычаге, тензодатчиками, расположенными на противоположных плоскостях каждой упругой пласти35 ны, тремя парами упоров, подпружиненных к основанию, и тремя парами упоров, установленных на основании с воэможностью регулировочного йере-. мещения, а также шестью электрически40 ми мостами, в два смежных плеча каждого иэ которых включены тенэодатчики одной иэ упругих пластин,и шестью усилителями с регулируемым коэффициентом усиления, входы которых сое45 динены с диагоналями соответствующих электрических мостов, а выходы усилителей, подключенных к мостам, содержащим тензодатчики одной пары рычагов, соединены с входами соответству50 ющего сумматора, при этом одна из уп ругих пластин каждой пары рычагов установлена -с воэможностью взаимодействия с одной иэ пар упоров, подпружиненных к основанию, а другая упру55 гая пластина — с возможностью взаимодействия с одной иэ пар упоров, установленных на основании и имеющих возможность регулировочного перемещения.

1579772

1579772

Составитель Ф.Майоров

Редактор .А.Шандор Техред M.Ходаниц Корректор М.Пожо

Заказ 1983

Тирам 704

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101