Устройство для регистрации положения движущегося объекта

 

Прибор предназначен для использования с целью регистрации положения, достигнутого движущейся частью, такой как рука промышленного робота, перемещаемой ротационным двигателем. Цель изобретения - гювышение надежности за счет обеспечения защиты от перерывов в питании от внешнего источника. Прибор содержит преобразователь углового положения, такой как синус-косинусный вращающийся трансформатор, способный генерировать по крайней мере один сигна л, показывающий положение, достигаемое двигателем во время вращения, счетное средство, соединенное с преобразователем углового положения, которое может хранить накопленный счет сигнала, генерируемого самим преобразователем, и показывать положение , достигнутое движущейся -частью, и блок питания, такой как буферная батарея, способная поддержать работу преобразователя положения и счетного средства даже при отсутствии внешнего электропитания, 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

СО)ОЗ CODl: ГСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

П 9) (l )) (s>)s G 01 В 7/30

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ з.п. ф-лы, 4 ил. (21) 4613185/28, 22) 24.10.89 (46) 23.08.93. Бюл. Иг 31 (31) 67952-А/88 (32) 24.10.88 (33) IT (71) Комау Сп.А. (Щ, Тексас Инструментс

Инкорпорейтед (US) (72) Пьетре Калканьо, Эрнесто Де Феррари (IT), Брус Л. Беверли и Алан Д. Мак Натт (US) (56) Авторское свидетельство СССР

N101374б,,кл. 6 01 8 7/30, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ПОЛОЖЕНИЯ ДВИЖУЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА (57) Прибор предназначен для использования с целью регистрации положения, достигнутого движущейся частью, такой как рука промышленного робота, перемещаемой ротационным двигателем. Цель изобреИзобретение вообще относится к приборам (устройствам) для регистрации положения, достигаемого движущейся частью, перемещаемой ротационным двигателем.

Изобретение было разработано в частности с целью возможного использования для регистрации положения, достигаемого одной или несколькими осями промышленного робота.

Целью настоящего изобретения является предоставление прибора для регистрации положения, достигаемого движущейся частью, перемещаемой вращающимся валом, который не порождает вышеуказанные недостатки и который даже при сбое внешнего электропитания способен сохранять информацию, относящуюся к положению, достигнутому движущейся частью робота относительно всех своих возможных осей движения, т.е. повышение надежности за

2 тения — г)овышение надежности за счет обеспечения защиты от перерывов в питании от внешнего источника. Прибор содержит преобразователь углового положения, такой как синус-косинусный вращающийся трансформатор, способный генерировать по крайней мере один сигнал, показывающий положение, достигаемое двигателем во время вращения, счетное средство, соединенное с преобразователем углового положения, которое может хранить накопленный счет сигнала, генерируемого самим преобразователем, и показывать положение, достигнутое движущейся -частью, и блок питания, такой как буферная батарея, способная поддержать работу преобразователя положения и счетного средства даже при отсутствии внешнего электропитания, 3 счет обеспечения его питанием при сбоях внешнего питания. В соответствии с настоящим изобретением эта цель достигается при помощи описанного выше типа устройства содержащего: датчик углового положения (обычно синус-косинусный вращающийся трансформатор). связанный с ним блок обработки и блок сервоуправления; датчик нарушения внешнего питания, канал формирования автономного питания, преобразователь аналог-цифра соединенный с выходом датчика углового положения, двухпозиционный переключатель, первый вход которого соединен с выходом блока сервоуправления, второй вход — с выходом канала формирования автономного питания, при этом выход двухпозиционного переключателя соединен с датчиком углового положения, блок обработки выполнен в ви- .

1836621

50 де процессора и соединен входами с выходом датчика нарушения внешнего питания и с выходом преобразователя аналог-цифра, а его выход соединен с управляющим входом двухпозиционного переключателя.

При этом ни>ке показан схемный узел, который может быть соединен в функциональном смысле с движущейся частью (например, посредством непосредственной установки на руки или на основании робота) так, чтобы быть в состоянии оставаться вместе с прибором в течение его активного срока службы даже когда, например, робота переносят с площади завода-изготовителя на место эксплуатации или с одного места эксплуатации на другое.

Б предпочтительном варианте прибор, соответствующий изобретению, также содержит средство обнаружения прерывания в подаче внешнего электропитания и.средство тактирования, способное выборочно и по существу прерывистым образом активировать укаэанный преобразователь при непрерывном прерывании подачи внешнсго электропитания, В предпочтительном варианте тактируюьцее средство может быть возбуждено на первой (обычно низкой) частоте и по крайней мере на второй частоте, которая выше, чем указанная первая частота, и которая функционально связана с номинальным максимальным ускорением или скоростью движущейся части.

Когда происходит сбой внешнего электропитания, оегистрирующий прибор, cGOT ветствующий изобретению, автоматически активируется беэ какой-либо потери информации. Если сбой внешнего питания продолжается, то с целью снижения расхода энергии блока питания, обычно сос1оящего из буферной батареи, преобразователь (обы lHO состоящий из синус-косинусного вращающегося трансформатора) не активируется постоянно, как при Обычной работе прибора, а возбуждается прерывистым образом при помощи сигнала импульсного возбуждения, предпочтительно состоящего из импульсного с/гнала прямоугольHой или трапецеидальной формы с длительность1о, равной полуволне напряжения сети переменного электропитания.

В частности подразумевается, что такое возбуждение может быть выполнено в основном на низкой частоте (например, с периодом возбуждающего импульса

20 — 500 мсек), когда преобразователь обнаружит, что движущаяся часть, с которой он связан, Остановилась или почти Останови лась. С другой стороны, когда преобразователь обнаружит значительное перемещение движущейся части, возбу><дающая частота

30 >5

40 увеличится по крайней мере на один порядок величины (например, посредством подачи возбуждающегЬ импульса каждые две мсек) во избежение какой-либо потери информации.

На фиг, 1 представлена блок-схема общей структуры прибора, соответствующего изобретению; на фиг, 2 — возможная временная диаграмма возбуждающего сигнала, генерируемого прибором, показанным на фиг. 1; на фиг, 3 — так называемая таблица истинности; на фиг. 4 — схематичный алгоритм возможной последовательности работы прибора, показанного на фиг. 1, Фиг. 1 является общей схемой прибора, предназначенногодля регистрации положения, достигаемого движущейся частью (например, рукой робота, на рисунке не показанной), перемещаемой ротационным двигателем 1, вал которого вращается вокруг соответствующей оси х>.

Соединение между валом двигателя 1 и движущейся частью (обычно осуществляемое через набор передач) таково, что имеется прямая связь между положением, достигаемым валом двигателя 1 во время последовательных вращений вокруг оси х1, и положением, достигаемым движущейся частью во время перемещения, Необходимо также отметить, что решение, описанное ниже с упоминанием, в частности, одной движущейся части, перемещаемой соответствующим двигателем 1, может быть воспроизведено в многократной форме так, чтобы сделать возможной регистрацию положения, достигаемого множеством движущихся частей промышленного робота, каждая из которых перемещается соответствующим двигателем.

В частности, устройство, соответствующее изобретению, предназначено для применения вместе с промышленным роботом, имеющим шесть или восемь воэмо>кных осей движения, Преобразователь (датчик) углового положения 2, обычно состоящий из так, называемого синус-косинусного вращающегося трансформатора, связан с валом двигателя 1, Как известно, синус-косинусный вращающийся трансформатор можно сравнить с небольшой вращающейся электрической машиной, состоящей из ротора и статора с двумя обмотками, расположенными под углом 90 (или, наоборот, с двумя обмотками расположенными под углом 90 на роторе, и одной на статоре).

Подавая на клеммы одной иэ обмоток синусоидальное возбуждающее напряже1836621

6000 об/мин. с ускорениями порядка 800 квадрантов/с2.

Выходные сигналы, генерируемые на линиях 4 и 5 синус-косинусным вращаю5 щимся трансформатором, посылаются на фильтр 10, состоящий из пассивных компонентов, которые имеют высокое входное сопротивление на подаваемой синус-косинусному вращающему трансфор10 матору частоте возбуждения.

Вследствие этого характеристики фильтра 9, который предназначен главным . образом для выполнения функции шумоподавления, должны соответствовать — в част15 ности там, где выбирается более высокая частота отсечки — выбору возбуждающей частоты, Например, приемлемая величина входного сопротивления для фильтра 10 по край20 ней мере 500 кОм на частоте возбуждения.

Частота спада обычно выбирается в пределах октавы за частотой возбуждения.

Как синусный, так и косинусный сигналы 4, 5 после выхода с фильтра 10 направля25 ются на устройство регистрации углового положения (квадрантный детектор) 11.

Последнее должно определять алгебраический знак синусного и косинусного сигналов. Для этой цели оно содержит ряд

30 полностью дифференциальных компараторов напряжения с высоким. входным сопротивлением.

Последовательно соединенный фильтр

10. и квадрантный детектор 11 образуют

35 преобразователь аналог-цифра.

В простейшей конфигурации схема 11. включает просто два компаратора с порогом около нуля, способных распознавать знак (положительный или отрицательный)

40 синусного и косинусного сигналов, и логическую сеть, способную генерировать на выходе устройства 11 на линии шины данных 12 процессора 13, работающего как микроконтроллер устройства, двухраз45 рядный кодированный логический сигнал в соответствии с показанной ниже преобразующей таблицей.

Предложенный метод преобразования не состоит просто в выборе назначения дан50 ной логической величины (например, "О".) положительному знаку синусного или коси-, нусного сигнала и противоположной логиче- ской величины ("1") отрицательному знаку. ние, на парах клемм двух других обмоток можно получить два одинаковых синусоидальных напряжения (в основном ортогональной между собой или синусной и косинусной формы), показывающие угловое положение, достигнутое валом двигателя, с которым связан синус-косинусный вращающийся трансформатор.

На блок-схеме фиг. 1 позиция 3 обозначает совокупность клемм обмотки возбуждения, в то время как позиции 4 и 5, с другой стороны, обозначают пары выходных клемм, на которых присутствуют два сигнала углового положения синусной и косинусной фермы соответственно.

При нормальной работе робота, с которым связан прибор 1, устройство общего управления 6, называемое сервоуправлением, непосредственно подает возбуждающее напряжение на синус-косинуснйй вращающийся трансформатор 2. Обычно это синусоидальное напряжение с частотой порядка 2,6 — 3,0 кГц или 5,0 кГц и амплитудой порядка 32 В или 5-6 B полного размаха.

Если говорить более точно, синусоидальное возбуждающее напряжение достигает входа 3 синус-косинусного вращающегося трансформатора 2 через линию

7, которая тянется от сервоуправления 6 через переключатель твердого состояния (на и риме р, тра нэи стор) 8, двухпозиционный переключатель, связанный с виделителем мощности 9:

В приведенном выше описании предполагалось, что синус-косинусный вращающийся трансформатор организован таким образом, чтобы обеспечить показанйе с угловым разрешением, эквивалентным квадранту или 90О. Очевидно, также можно использовать синус-косинусные вращающиеся трансформаторы, способные обеспечить более точную способность, например, в один октант. . Также необходимо отметить, что выбор синус-косинусного вращающегося трансформатора как углового преобразователя 2 не должен считаться ограничителем реализации изобретения: можно рассмотреть использование угловых преобразователей другого типа, таких как индуктосин, В любом случае, датчик углового положения 2 выбирается так, чтобы он мог контролировать беэ потери информации перемешения двигателя 1 движущейся час- 5 ти, связанной с ним, до номинальных максимальных уровней скорости и ускорений.

К примеру. могут быть приняты во внимание максимальные величины скорости двигателя, соответствующие 3000Выбор такого типа приведен к генерации двоичного кода Грея. Ввиду последующей обработки сигнала предпочтительнее иметь на выходе двоичный код, возрастающий в соответствии с нормальной чисто двоичной последовательностью.

1836621

35

45

55

Этот результат может быть получен либо посредством операции преобразования, выполняемой элементарной логической сетью, встроенной в устройство 11, либо посредством преобразования, выполняемого процессором 13, когда данные собираются на шине 12. В обоих случаях указанная операция является элементарной логической. операцией, метод реализации которой не нуждается в более подробном описании.

Двоичное кодирование, показанное в вышеприведенной таблице, имеет преимущество с точки зрения загрузки в память данных (которой обычно является резидентное запоминающее устройство с произвольной выборкой) процессора 13 накопленного элемента данных, относящегося к вращению двигателя 1 (и, следовательно, к положению связанной с ним движущейся части) и организованного, например, в шестнадцатиразрядную цепочку

Si, Sz...$16, где 51, Sz — (младшие разряды) являются двумя битами, несущими результат операции распознавания квадранта, проводимой устройство 10; Яз, S>4 являются двенадцатью накапливающими разрядами, предназнэченными для выражения положе„ния, достигнутого двигателем (и движущейся частью), с возможностью регистрации до

2 различных положений; S

Ротационный счет увеличивается или уменьшается, когда синус-косинусный вращающийся трансформатор 2 и связанные с ним схемы обнаруживают переход между, квадрантами 1 и 4, Если бит. направления имеет уровень логического "0", тогда ротационный счет будет уменьшен при переходе из квадранта 4 в квадрант 1. Если бит йаправления имеет уровень логической "1", ротационный счет увеличится при переходе из квадранта 1 в квадрант 4. Очевидно, это решение общеизвестного характера, приведенное здесь чисто в.качестве не ограничивающего примера, Частота, используемая для распознавания квадрантов, должна выбираться таким образом, чтобы избежать потери информации.

Обнаружение или выборка должны поэтому выполняться на соответственно более высокой частоте, которая тем выше, чем больше допустимые скорость или ускорение движущейся части, перемещаемой двигателем 1, Например, максимальная скорость роботов, выпускаемых в настоящее время за явителямЪ, соответствует скорости б вращения двигателя 1 порядка 6000 об/мин, к которой иэ предосторожности (чтобы учесть мгновение состояния избыточной скорости) полезно добавить дополнительный эа5 пас в 1000 об/мин, чтодаетобщую величину

7000 об/мин, ":

Максимальное ускорение зависит от до-. вольно большого числа факторов, таких как вес движущейся части и несущаяся им на10 грузка, соответствующие моменты инерции, механическая структура движущейся части и передаточные отношения. В качестве ориентира в контексте нормального применения осуществима величина максимального

15 ускорения порядка 800 квадрантов/с .

В общем, учитывая также присутствие шума в системе, предпочтительно выполнять выборку углового положения двигателя 1 по крайней мере дважды для каждого

20 квадранта при максимальной скорости движения, давая, однако, процессору 13 период времени для выполнения минимальной обработки отсчетов; предоставляемых синус-косинусным вращающимся

25 трансформатором 2 (с использованием про цедур, которые более подробно будут описаны ниже), перед загрузкой;их в память с произвольной выборкой в качестве данных считывания.

Говоря. в общем, вариант осуществления операции отсчета каждую миллисекунду может рассма риваться как преимущественный вариант также в отношении возможности иметь частоту выработки, представляющую долю йормальных возбуждающих частот, подаваемых на-вход

3 синус-косинусного вращающегося трансформатора 2, Как указано, также считается предпочтительным, чтобы процессор 13 обрабатывал данные sðàùåíèþ, предоставляемые детектором квадрантов 11, перед загрузкой их в свою, память с произвольной выборкой.

Такая обработка способна учесть любые ошибки считывания при использовании критериев, схематически показанных в таблице истинности на фиг. 3, В этой таблице входы ряда соответствуют угловому положению (квадранту), представленному 2-разряднь1м логическим сигналом, выдаваемым детектором квадрантов 10 на базе описанных выше критериев, Входы колонок, с другой стороны, представляют моментальный элемент данных, ранее запомненный процессором 13.

Всегда существует вероятность, что может произойти "ошибка квантования" квадранта, когда синус-косинусный вращающийся трансформатор 2 расположен на одной иэ синусных или косинусных осей, 1836621

:3 a ошибка квантования имеет определенное значение при переходе двух квадрантов (1 и 4), который характеризует нулевую точку, то есть угловое положение, при котором в соответствии с описанными выше критериями имеет место увеличение (или уменьшение) ротационного счета внутри процессора 13. Однако ошибками квантования в трех других переходных точках между квадрантами можно пренебречь.

В таблице, показанной на фиг. 3, вход

"ОК" обозначает состояние, в котором данные, предоставленные детектОром квадрантов 10, соответствуют данным процессора

13..

С другой стороны, ячейки, помеченные

15

"ЕРР" относятся к ситуациям, в которых имеется различие в 1800 (двух квадрантов), показание того, что устройство могло потерять точную информацию относящуюся к 20 положению двигателя для части. управляемой последним, Об этой ситуации может быть дана внешняя сигнализация с последующим изменением логического, уровня соответству- 25 ющего бита состояния.

В таблице ячейки символы "+1" и "-1" соответствуют ситуациям, при которых два входа ряда и колонки отличаются только наодин квадрант в нулевой точке. В этом кон- 30 кретном случае процессор 13 увеличит или уменьшит на 1 свое значение, хранимое в соответствующем регистре памятй. Во всех случаях процессор 13 хранит свои данные о квадрантах и вмешивается только путем ре- 35 гулировки ротационных отсчетов.

Что касается выбора процессора или микроконтроллера 13, предпочтительным считается выбор компонента с 16-разрядной внутренней архитектурой. 40

Такой компонент обычно снабжается э внутренней. памятью с произвольной выборкой, которая делает ненужным использование подобной памяти, расположенной вне процессора". 45

Упомянутый компонент отличаетея в особенности тем, что он может работать в

"режиме ожидания" с минимальным потреблением электрической энергии, как будет более подробно описано ниже, и это 50 особенно выгодно при работе, когда происходят прерывания подачи внешней электроэнергии.

Работа процессора 13 регулируется программной памятью (операционной сис- 55 темой), состоящей из программируемого постоянного запоминающего устройства 14, и тактируется главной тактовой схемой 15(показанной для яс ости как компонент вне процессора 1М . использованием 5-вольтного напряжения постоянного тока, подаваемого, например, регулятором 16, Последний соединен с питающей сетью

V (состоящей в показанном примере из источника напряжения 17-36 В) через преобразователь постоянного тока 17. Последний питает зарядное устройство батареи 18, предназначенное для поддержания буферной батареи 19 в заряженном состоянии.

Чтобы собранное устройство можно было объединить с управляемой движущейся частью, считается предпочтительным выбрать запаянную свинцом батарею, работающую при напряжении 6 Вольт с емкостью заряда порядка 0,9 А/ч.

В любом случае предпочтительно обеспечить соединения для возможности подключения к внешней батареи большей емкости.

Зарядное устройство 18 обычно должно быть достаточно мощным для обеспечения полного заряда батареи 19 до максимальной емкости в течение периода времени порядка 0.5 часа, t

По-прежнему в отношении возбуждения внутренних компонентов настоящего устройства позиция 20 обозначает схему управления питанием, которая связана с процессором 13. Основной функцией схемы 20 является обеспечение работоспособности всех активных компонентов устройства, подлежащих подключению к буферной батэрее в случае сбоя питания электрической сети.

В частности, управляющая схема 20 предназначена в случае сбоя в сети электропитания, по существу, для прерывистой активации синус=косинусного вращающегося трансформатора 2 и всех компонентов, которые обрабатывают сигналы углового положения и ротационного счета, получаемые с названного синус-косинусного вращающегося трансформатора.

Это по существу прерывистая работа предназначена для уменьшения расхода энергии, используемой от буферной батареи 19.

Линия 21 обозначает соединительный интерфейс, который позволяет процессору

13 осуществлять связь через свой последовательный порт 22 с сервоуправлением 6

Могут посылаться двухсто ран н ие сообщения путем использования различных протоколов, таких как двоичные протоколы и протоколы А С11.

При нормальной работе системы, когда устройство эапитано (или присутствует сетевое питание), данные углового положения, загруженные в процессор 13, посредством сигналов, генерируемых си1836621

12 нус-косинусным вращающимся трансформатором 2 (возбуждаемым сервоуправлением 6 через линию 7 и двухпозиционный переключатель 8), могут, таким образом, передаваться на сервоуправление 6.

Это значит, что кроме работы в условиях, когда происходит сбой питания (что будет описано ниже) устройство способно обеспечить сервоуправление 6 во время нормальной работы системы — уже полностью обработанными данными о положении и перемещении.

Вследствие этого прибор, соответствующий изобретению, обеспечивает эффективную децентрализацию всей системы центрального процессора также в отношении к любым функциям исправления ошибок, использующим описанные выше, с привлечением таблицы фиг. 3.

В случае прерывания подачи внешнего электропитания, которое может произойти из-за отключения робота (например, при временной остановке работы или для переноса его на другой завод) или в результате сбоя питания, сервоконтроллер 6 уже не будет способен подавать синусоидальный сигнал для возбуждения синус-косинусного вращающегося трансформатора 2 на линии

7.

Отсутствие возбуждающего сигнала обнаруживается датчик нарушения внешнего питания сигнала 23, соединенной с линией

7, которая передает соответствующее сообщение по шине данных 12 процессора 1Ь

Последний воздействует на переключатель 8 и управляющую схему 20, изменяя конфигурацию устройства таким образом, что все его активные компоненты могут быть запитаны буферной батареей 19, активируя вспомогательный возбуждающий источник (управляемый генератор импульсов} 24, включенный в настоящее устройство, Вспомогательный возбуждающий источник (управляемый генератор импульсов)

24 соединен с возбуждающим входом 3 синус-косинусного вращающегося трансформатора 2 посредством двухпозиционного переключателя 8, переключение которого управляется процессором 13, Возбу>кдающий сигнал, приложенный генератором 24 ко входу синус-косинусного вращающегося трансформатора 2 имеет не синусоидальную форму, как в случае обычной работы системы, а как правило, импульсную форму.

Если говорить более точно. он может состоять из прямоугольных (или трапецеидальных) импульсов Р>з с длительностью примерно 100 микросекунд, то есть с длительностью. рэвнойл длительности полуволн

55 синусоидального возбуждая>щего сигнала частоты 5 кГц, подаваемого на синус-косинусный вращающийся трансформатор во время обычной работы.

Вспомогательный возбуждающий источник (управляемый генератор импульсов)

24 активируется управляющей схемой 20 в соответствии с тактовым сигналом, вырабатываемым схемой 15, как минимум, на двух рази ых частотах.

Последовательно соединенные зарядные устройство 18, буферная батарея (19) и управляемый генератор импульсов 24 образуют канал формирования автономного питания.

Первая частота (период Тг1 на фиг. 2), обычно являющаяся низкой (например, импульс возбуждения с периодам 20 — 500 миллисекунд), предназначена для использования в режиме ожидания, то есть, когда есть основания ожидать, что движущаяся часть, связанная с двигателем 1, будет перемещаться очень медленно (например, вследствие перемещения, передаваемого оператором вручную во время сборки или изменения конфигурации робота) или не будет двигаться совсем; в последнем случае просто необходимо проверить, стоит ли движущаяся часть в, одном и том же положении.

Вторая частота (период Т на фиг. 2), обычно являющаяся более высокой (по крайней мере на один период величины), может соответствовать, например, выделению импульса через каждые 2 миллисекунды, Поэтому эта же частота, которая по существу сравнима с частотой, на которой во время нормальной работы системы происходит отсчет данных о квадрантах, вырабатываемых устройством 11.

Эта вторая возбуждающая частота используется всякий раз, когда данные о квадрантах, полученные от синус-косинусного вращающегося трансформатора 2, показывают, что двигатель 1 движется быстро или со скоростями движения, сравнимыми с теми, что возникают во время обычной работы, Эта ситуация может иметь место в момент, непосредственно следующий за прерыванием подачи внешнего электропитания, когда движущаяся часть продолжает перемещаться в течение определенного периода времени благодаря инерции (в особенности если ее не тормозят) или при переключении робота.

В общем, переключение на более высокочастотную ступень возбуждения может быть осуществлено автоматически процессором 13, когда последний обнаруживает. что двигатель l движется или «го заc>эвля1836621 ют двигаться с такой. скоростью. при которой возбуждение на низкой частоте ожидания может привести к потере данных о положении.

На фиг. 2а в схематичной форме показана возможная последовательность, по которой иэ обычного состояния работы системы (фаза А), когда происходит подача внешнего питания, сервоуправлением на синус-косинусный вращающийся трансформатор 2, переходят к аварийной работе, обеспечиваемой прибором 1, после сбоя внешне о питания и невозможности вследствие этого возбуждения синус-косинусного вращающегося трансформатора сервоунравлением

6, B частности, во время аварийной работы происходйт следующая последовательность . первая фаза B (движение. робота по инерции), в которой источник 24 подает свои возбуждающие импульсы Ргз с более высркой частотой (например, импульс Ргз с длительностью 100 микросекунд подается через каждые 1.,1 миллисекунды), и вторая фаза ожидания С; в которой после обнаружения микропроцессором отсутствия движения или отсутствия быстрых движений источник 23 переходит к.работе с бблее низкой частотой, и импульсы Р2з выдаются с интервалами, например, в 20 миллисекунд.

После пребывания в фазе С в течение определенного периода времени при восстановлении подачи электропитания от сети (с последующей обновленной генерацией синусоидального возбуждающего напряжения сервоуправлением 6) -работа системы возвращается к описанной выше фазе А.

На фиг. 2в в схематичной форме показана ситуация, при которой переход от низкочастотной работы в режимеъжидания (фаза

С) к обычной работе системы не происходит прямо, а включает возврат к фазе быстрого возбуждения (фаза В), например, из-эа быстрого движения, переданного роботу внешним оператором.

На фиг, 4 схематично, в форме алгоритма, показана возможная логическая последовательность работы процессора 13, В алгоритме, показанном на фиг, 4, стадия 25 является тестом, который процессор может выполнять всякий раз, когда происходит цикл считывания данных о квадрантах, чтобы провериъь, не показывает ли датчик нарушения внешнего питания 23 возможного прерывания подачи электропитания и синусоидального возбуждений напряжения, обеспечиваемого сервоконтроллером 6.

Если эти условия не имеют места, процессор 13 продолжает управлять работой настоящего устройства в соответствии с критериями нормальной работы системы, 5 при необходимости передавая сервоконтроллеру 6 данные углового положения через интерфейс связи 21.

Если; с другой стороны, процессор 13 получает от датчика нарушения внешнего

10 питания 24 сообщение, указывающее на прерывание г1одачи электропитания и синусоидального возбуждающего напряжения. то процессор 13 сам во время последующей стадии 26 вызывает переключение двухпо15 зиционного переключателя 8 и вынуждает йастоящее устройство полностью перейти

° на питание, обеспечиваемое буферной батареей 19 под управлением устройства 20.

В этой точке процессор 13 может

20 вызвать посылку вспомогательным источником (генератором импульсов) 24 возбуждающего импульса синус-косинусному вращающемуся трансформатору 2 (стадия 27), чтобы возже перейти (в соот-25 ветствии с критериями, описанными выше с привлечением табл. фиг. 3) к считыванию данных углового положения, предоставляе- мых детектором 11.

В частности это может состоять вопе30 рации считывайия данных 28, за которой следует проверочная операция 29, в которой применяется таблица истйнности, показанная на фиг. Э, с возможным выходом либо на операцию отображения ошибки 30

35 (в случае когда имеется возврат к одному из условий, характеризуемых ячейках Юдоль диагонали таблицы фиг. 3), либо на обычную загрузку 31 считанных данных в память про.цессора 13.

40 После операции проверки 32, в которой. процессор 13 считывает состояние датчика нарушения внешнего питания 23, изменяя . конфигурацию прибора для обычной работы системы — линии 33 в случае, когда датчик

45 23 указывает на восстановление подачи внешнего. электропитания и синусоидального возбуждающего напряжения сервоконтроллером 6, процессор 13 сам приступает к следующей проверочной операции 34, про50 веряющей, указывают ли загруженные данные движение по отношению к предыдущему запомненному положению.

Результат теста, проведенного на стадии 34, позволяет процессору 13 устано55 вить, необходимо ли осуществить возврат к стадии 27 с выдачей нового возбуждающего .импульса по истечении одного или другого периода (T> или Т ), соответствующего одной из двух различных возбуждающих частот.

1836621

Пока процессор 13 продолжает обнаруживать движение, он продолжает активировать вспомогательный источник (генератор импульсов) 24 (стадия 35, чтобы получить импульсное возбуждение синус-косинусного вращающегося трансформатора 2 на более высокой частоте (фаза В фиг. 2а).

Когда сравнение с предыдущей операцией считывания показывает, что никакого движения обнаружено не было (признак того, что движущая часть робота остановилась или перемещается на малой скорости), возврат к стадии 27 осуществляется после периода ожидания 36 имеющего деятельность,. равную длительности периода

Т, что устанавливает условие так называемого режима ожидания, Однако, как только проверка покажет существование движения, снова произойдет возврат к стадии 27, при коорой будет выдан новый. возбуждающий импульс на стадии 35 или после периода ожидания, имеющего длительность, равную длительности периода Т> на фиг. 2.

Очевидно, что при неизменности принципов изобретения, детали его реализации и воплощения могут значительно отличаться от описанных и проиллюстрированных. не выходя, однако, эа рамки настоящего изобретения.

Формула изобретения

1. Устройство для регистрации положения движущегося объекта, содержа4ее датчик углового положения, связанный с нйм блок обработки и блок сераоуправления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности за счет обеспечения защиты от перерывов в питании от

S внешнего источника, в него введены датчик нарушения внешнего питания, канал формирования автономного питания, йреобразователь аналог — цифра, соединенный с выходом датчика углового положения, двух10 позиционный переключатель, первый вход которого соединен с выходом блока серво. управления, второй вход- с выходом канала формирования автономного питания, а выход двухпозиционного переключателя сое15 динен с датчиком углового положения, блок обработки выполнен в виде процессора и соединен входами с выходом датчика нарушения внешнего питания и с выходом преобразователя аналог.— цифра, а его выход—

20 с управляющим входом двухпозиционного переключателя .

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что канал формирования автономного питания выполнен в виде последова25 тельно соединенных зарядного устройства, буферной батареи и управляемого гейерэтора импульсов.

3. Устройство по и, 2, о тл и ч а ю щ е ес я тем, что управляемый генератор импуль30 сов выполнен двухчастотным.

4, Устройство по п.1, о тл ич а ю щеес я тем, что преобразователь аналог — цифра выполнен в виде последовательно соединенных фильтра и квэдрантного детектора.

35 о а

1836621

01

77

Составитель И.Юрьева

Техред М.Моргентал Корректор Н Кешеля

Редактор О.Стенина

Производственно-издагел, к и омбинат Патент", г жrop->q, ул Ггн апина, 401

Заказ 3017 Тираж Г!одписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН Г СССР

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