Устройство для управления манипулятором Советский патент 1984 года по МПК G05B11/00 

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании дистанционно управляе мых роботов-манипуляторов. Известно устройство для управле ния манипулятором, содержащее блок управления № многостепенной исполнительный механизмс датчиками пол жения, на конце которого установле на рукоятка управления Cl. Однако устройство не обеспечива ет ощущение усилий оператору, с которыми он воздействует на рукоят ку. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее задающую ру коятку и шаговый привод, связанный с исполнительным механизмом 2.. Недостатком известного устройст ва является то, что -оператор не ощ щает усилий, с которыми он воздейс вует на рукоятку, так как в устрой стве нет обратной связи между датчиками, измеряющими усилия, и рукояткой. Вследствие этого управление с помощью известного устройств требует специальной подготовки оператора для того, чтобы исключит возможные случаи неточного позицио нирования охвата, вызванные, например, слишком резкими движениями руки оператора. Цель изобретения - улучиение эксплуатационных характеристик устройства. Поставленная цель достигается тем/ что устройство содержит установленные на задающей рукоятке первый и второй магнитоэлектрические механизмы, генератор импульсов.и последовательно соединенные датчик положения задающей рукоятки, дифференциальный усилитель, первый эле мент с односторонней проводимостью первый ключ и первый формирователь импульсов, а также последовательно подключенные второй элемент с односторонней проводимостью, второй ключ и второй формирователь импульсов, выход которого соединен с первым входом шагового привода, подключенного вторым входом к выходу первого формирователя импульсов, выход дифференциального усилителя соединен с входом второго элемента с односторонней проводимостью, выход генератора импульсов подключен к вторым входам первого и второгоключей, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго магнитоэлектрических механизмов. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит рукоятку 1, рычаг 2, датчик 3 положения задающей рукоятки, первый 4 и второй 5 элементы с односторонней проводимостью, дифференциальный усилитель 6, первый 7 и второй И магнитоэлектрические механизмьй, первый и второй ключи 9 и 10 соответственно, генератор 11 импульсов постоянной ампер-секундной площади, первый и второй формирователи 12 и 13 импульсов соответственно, шаговый привод 14, исполнительный механизм 15, схват 16. Устройство работает следукщим образом. Оператор усилием, приложенным к рукоятке 1, поворачивает рычаг 2 вокруг опоры, В результате этого смещение рычага- 2 через механическую связь замеряется датчиком 3 положения, В состоянии равновесия показания датчика 3 равны нулю. При этом на выходе дифференциального усилителя 6 напряжение также равно нулю. Ключи 9 и 10 закрыты и не пропускают импульсы с генератора 11 импульсов постоянной ампер-секундной площади на входы магнитоэлектрических механизмов 7 и 8, При повороте рычага 2 равновесие нарушается и в зависимости от направления поворота (вверх или вниз) датчика 3 положения вырабатывает сигналы той или иной полярности, В зависимости от полярности напряжения, которое подается на вход дифференциального усилителя б и далее на элементы 5 и 4 и на входы ключей 9 и 10, импульсы с генератора 11 поступают в обмотки магнитоэлектрических механизмов 7 или 8. Под действием сигнала, подаваемого на управлягаций вход ключа 10 (или 9) с выхода дифференциального усилителя б через элементы 5 (4) ключ 10 (9) начинает пропускать импульсы с генератора 11 постоянной ампер-секундной площади в обмотку магнитоэлектрического механизма 7 или 8. Усилие компенсации действует на рукоятку 1 и рычаг 2, возвращая их в исходное состояние равновесия. По достижении равновесия напряжение на выходе усилителя 6 становится равным нулю и ключ 10 (или 9) закрывается. Среднее количество компенсируюцих импульсов, прошедших на обмотку магнитоэлектрических механизмов 7 или 8, пропорционально усилию, приложенному к рукоятке 1. В -процессе поступления импульсов с генератора 11 в обмотки механизмов 7 или 8 с выходов ключа 10 (или 9) импульсы генератора проходят на входЕл формирователей 12 и 13. С выходов последних снимаются импульсы, сформированные по длительности и амплитуде, которые поступают на входы шагового привода 14. В зависимости от того, с какого из формирователей 12 или 13 снимаются импульсы, шаговый привод 14 двигается в одну или обратную сторону, перемещая при этом исполнительный механизм 15 вместе со схватом 16. Величина перемещения исполнительного механизма 15 пропорциональна числу импульсов, поступивших на вход шагового привода 14.

При повороте рукоятки 1 с рычагом 2 в обратную сторону импульсы с выхода формирователя 12 или 13 поступают на второй вход шагового привода 14, в результате чего исполнительный механизм 15 перемещается в обратную сторону.

Применение изобретения позволит за счет обеспечения воспроизведения на рукоятке усилий, с которыми оператор воздействует на рукоятку, улучшить эксплуатационные характеристики устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ, содержащее задающую рукоятку и шаговый привод, связанный с исполнительным механизмом, отличающееся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик устройства, оно содержит установленные на задающей рукоятке первый и второймагнитоэлектрические механизмы, генератор импульсов и последовательно соединенные датчик положения задающей рукоятки, дифференциальный усилитель, первый элемент с односторонней проводимостью, 1ервый ключ и первый формирователь импульсов, а также последовательно подключенные второй элемент с односторонней проводимостью, второй ключ и второй формирователь импульсов, выход которого соединен с первым входом шагового привода, подключенного вторым входом к выходу первого формирователя импульсов, выход дифференциального с S усилителя соединен с входом второго элемента с односторонней проводимо(Л стью, выход генератора импульсов подключен к вторым входам первого и второго ключей, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго магнитоэлектрических механизмов. Т m---(-Lr п f 2 Ж с со