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

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании адаптивных систем управления манипуляционными роботами. Известны устройства для управления адаптивными роботами, содержащие датчик скорости конвейера, два фотодатчика, источник излучения, реверсивный счетчик, триггеры, элемента И, ИЛИ, НЕ l J. Данное устройство обеспечивает совмещение центра схвата и с центрами только круглых предметов. Наиболее близким тегсническим реше нием к изобретению является устройст во, содержащее источник излучения, оптически связанный с первым и вторым фотодатчиком, последовательно соединенные датчик скорости конвейера и элемент И, первый элемент ЗАПРЕ реверсивный счетчик и три триггера СЗ. Недостатком этого устройства явля ется его сложность и низкая надежность , обусловленные наличием третьего фотодатчика и значительным количеством элементов управления. Цель изобретения - упрощение и по вышение надежности устройства. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник излучения, оптически связанный с первьлм и вторым фотодатчиками, последовательно соединённые датчик скорости и эле мент И, а также первый элемент ЗАПРЕ реверсивный счетчик и три триггера, введены второй и третий элементы ЗАПРЕТ и последовательно соединенные четвертый триггер и четвертый элемент ЗАПРЕТ, выход которого подключен к первому выходу устройства, второй вход - к выходу третьего триг гера, а третий вход - к первому входу первого, второго и третьего элементов ЗАПРЕТ и выходу элемента И, соединенного вторым входом с выходдом второго триггера, первый вход которого подключен ко второму входу первого элемента ЗАПРЕТ, первому вхо ду первого триггера и выходу первого фотодатчика, а второй вход - ко второму выходу устройства, выходу и nep вому входу реверсивного счетчика и первому входу четвертого триггера, соединенного вторым входом с выходом второго фотодатчика, вторым входом третьего элемента ЗАПРЕТ и первым входом третьего триггера второй вход которого подключен к выходу третьего элемента ЗАПРЕТ, выход первого элемента ЗАПРЕТ соединен со вто рым входом первого триггера, подключенного выходом ко второму входу второго элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен со вторым входом счетчика. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит источник 1 излучения, конвейер 2, предмет 3, датчик 4 скорости конвейера, первый фотодатчик 5, второй фотодат ик 6, элемент И 7, первый элемент ЗАПРЕТ 8, первый триггер 9, второй элемент ЗАПРЕТ 10, счетчик 11, второй тригГер 12, третий элемент ЗАПРЕТ 13, третий триггер 14, четвертый элемент ЗАПРЕТ 15, четвертый триггер 16, X , У - выходные сигналы устройства, V - скорость конвейера с предметом. Устройство работает следующим образом. Перемещаемые конвейером предметы 3 должны обладать тем свойством, что их центры совпадают с центрами описанных вокруг них окружностей, В исходном положении центр схвата робота находится в точке Л над фотодатчиком 6, Конвейер 2 перемещает со скоростью V предмет 3. Принцип наведения схвата нацентр предмета 3 заключается в том, что схват, перемещаемый приводом робота со скоростью V по катету АС , и предмет 3, двигаясь по катету раваобеяренного треугольника ДСЕ , совместятся в точке с . Так как предмет 3 перекрывает луч второго фотодатчика б раньше, чем его центр окажется в точке Е , то на отрезке Мм движения центра предмета 3, когда перекрыт луч второго фотодатчика 6, схват перемещается со скоростью V/2. Вследствие этого, после выхода предмета 3 из-под луча второго фотодатчика 6, центр схвата и центр предмета 3 окажутся на равных расстояниях от точки С . Теперь предмет 3 и схват будут двигаться со скоростью V и их центры совместятся, в точке с . Расстояние ЛС, которое должен пройти схват, определяется как разность отрезков ЛВ и 6С , . Отрезок определяется при движении предмета между лу1ами первого и втогрого фотодатчика 5 и 6. В исходном положении в счетчике 11 записан код отрезка Лб , все триггеры 9, 12, 14 и 16 обнулены, сигналы X и равны нулю. При перекрытии предметом 3 луча первого фотодатчика 5 (центр предмета 3 - в точке К) сигналом фотодатчика триггер 12 переводится в единичное положение и импульсы датчика 4 будут проходить через элемент И 7 на прямой вход элемента ЗАПРЕТ 8 и прямой вход элемента ЗАПРЕТ 10. Так как при этом на инверсном входе элемента ЗАПРЕТ 8 и сбросовом входе триггера 9 сигнал станет нулевым, импульсы будут проходить через элемент ЗАПРЕТ 8 на счетный вход триггера 9, с выхода которого с вдвое меньшей частотой импульсы пойдут на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 10, вычеркивая каждый второй импульс, пришедший на его прямой вход. Таким образом, каждый второй импульс датчика 4, поступая с выхода элемента ЗАПРЕТ 10 на вычитающий вход счетчика 11, будет вычитаться из кода счетчика 11. Поэтому после выхода предмета из-под луча фотодатчика 5 (центр предмета в точке L) из счётчика11 вычтется код отрезка FL КР KL/2.

После выхода предмета 3 из-под луча фотодатчика 5 на его выходе и, соответственно г инверсном входе элемента ЗАПРЕТ 8 и сбросовом входе триггера 9 вновь появится единичный сигнал, иа выходе триггера 9 (инверсном входе элемента ЗАПРЕТ 10) будет нулевая сигнал и все импульсы датчика 4 будут, проходя через элемент ЗАПРЕТ 10, вычитаться из счетчика 11. Так будет работаь cxieMa на отрезке LM , пока предмет не переКТР9ЛЛ луч второго фотодатчика 6. При этом из счетчика 11 вычтется также и код отрезка LM .

При перекрытии предметом луча .фотодатчика 6 (центр предмета 3 в точке М) сигналом с его выхода триггер 16 переводится в единичное положение, ifa инверсном входе элемента ЗАПРЕТ 13 и сбросовом входе триггера 14 устанавливается нулевой сигнал. При этом на отрезке мм каждый второй импульс датчика 4 проходит через элемент ЗАПРЕТ 15 иа выход X к приводу робота и схват движется из точки со скоростью //2. По

прежнему импульсы датчика 4 вычитаются из счетчика 11.

После выхода предмета 3 из-под луча фотодатчика 6 центр предмета будет в точке N, а центр схвата в точке Р. При этом на инверсном входе элемента ЗАПРЕТ 13 и сбросовом входе триггера 14 появляется . единичный сигнал, на выходе триггера 14 (инверсном входе элемента

0 ЗАПРЕТ 15) устанавливается нулевой сигнал, и все импульсы датчика 4 проходят через элемент ЗАПРЕТ 15 иа выход t к приводу робота. Схват ста{ ет перемещаться из точки Р со ско5 ростью V . .

К этому моменту из счетчика вычтется код расстояния FL +LM+ WE + fENe FE + NE FH+NE 6C AP, Т.е. в счетчике останется код рассто яния Дв - ВС - АР PC . Схв&т и центр предмета, находясь на равных расстояниях PC мс от точки встречи С и двигаясь с одинаковой скоростью V (импульсы датчика 4 вычитаются из счетчика 11), совместятся в точке С . в этот момент счетчик 11 обнуляется, на его выходе появляется сигнал. При этом триггеры 12 и 16 опрокидываются, прерывая управление приводом робота от устройства адап0 тивного управления по выходу х , выдается сигнал 3 на систему программиого управления роботом, которая осуществляет захват предмета, и в счетчик 11 по входу D вновь запясы5 вается код расстояния АВ.

Применеиие изобретения позволят упростить устройство и повысит его надежность.

В

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АДАПТИВНЫМ РОБОТОМ, содержащее источник излучения, оптически связанный с первым и вторым фотрдатчикамн, последовательно соединенные датчик скорости и элемент И, а также первый элемент ЗАПРЕТ, реверсивный счетчик и три триггера, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности устройства, оно содержит второй и третий элементы ЗАПРЕТ и последовательно соединенные четвертый триггер и четвертый элемент ЗАПРЕТ, ввгход которого подключен к первому выходу устройства, второй вход - к выходу тре,тьего триггера, а третий вход - к первому входу первого, второго и третьего элементов ЗАПРЕТ и выходу элемента И, соединенного вторым входом с выходом второго триггера, первый вход которого подключен ко второму входу первого элемента ЗАПРЕТ, первому входу первого триггера и шлходу первого фотодатчика, а второй вход - ко второму выходу устройства, выходу и первому входу реверсивного счетчика и первому входу четвертого триггера, соединенного вторвлм входом с выходом BTopoio фотодатчика, вторым входом третьего элемента ЗАПРЕТ и первым входом третьего (Л триггера, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента с ЗАПРЕТ, выход первого элемента ЗАПРЕТ соединен со вторым входом первого триггера, подключенного выходом ко второму входу второго элекюнта ЗАПРЕТ, выход которого соединен со вторым входом реверсивного счетчика. го о О1