Задающее устройство для управления роботом-манипулятором Советский патент 1990 года по МПК B25J13/02 B25J19/00 

/// /77 /7/ /77 /77 /77 /77

Фиг.2

///

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано в качестве средства для полуавтоматического управления объектами, имеющими несколько степеней подвижности, например роботами- манипуляторами.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение удобства эксплуатации.

На фиг. 1 изображено задающее устдатчиков 5 и 7 вычисляется направление желаемого перемещения. По показаниям датчика 13 определяется скорость движения .. заданном направлении и при известном времени работы программы вычисляется перемещение схвата в декартовой системе к юрдинат, связанной с основанием мани- п.1чтора (вычисляются перемещения АХ, AY, AZ).

На шаге III по показаниям датчиков

ройство, общий вид; на фиг. 2 - функ- К 16 определяются угловые положения звеньев циональная схема управления манипулято-«; нипулятора. Затем решается прямая зад-чча кинематики, т. е. по показаниям датчиков 16 определяется положение схвата манипулятора в декартовой системе

например стрелки, и шарнирно соединенное g координат, связанной с основанием манипу- со звеном 2, которое в свою очередь лятора (определяется X, Y, Z). шарнирно соединено с основанием 3.На шаге IV определяется желаемое

Звено (стрелка) 1 вращается вокруг го- положение схвата в декартовой системе

координат, связанной с основанием манипулятора (, , Z

метром), закрепленным в звене 2, и мо- 20 Z+AZ). В случае, если задатчик ско- жет изменяться в пределах 0-360°. Звено рости 13 находится в начальном положении (скорость нулевая) желаемые значения не изменяются.

На шаге V решается обратная задаром.

Задающее устройство содержит звено 1, выполненное в виде указателя направления,

ризоптальной оси 4. Угол поворота стрелки 1 измеряется датчиком 5 (потенцио2 вращается вокруг вертикальной оси 6. Его угол поворота измеряется датчиком 7 (потенциометром) и также может изменяться в пределах 0-360°. Датчик 7 закреп- ча кинематики, т.е. желаемым значениям

., „,., .. С -Э/V V V л ««л. пл

лен на основании 3. Оси 4 и 6 пересекаются в точке 8.

Задающее устройство может быть использовано для полуавтоматического управления схватом 9 робота-манипулятора 10

положения схвата (X, Y, Z) определяются соответствующие им значения углов в шарнирах манипулятора.

На шаге VI формируются управляющие воздействия на приводы 15 манипулятора,

при перемещении схвата по вектору 11, зо соответствующие рассогласованию между

например для захватывания предмета 12. Величину скорости перемещения задают потенциометром 13, установленным на основании. Потенциометры 5, 7 и 13 электрически соединены с ЭВМ 14, выход которой электрически соединен с исполнительными устройствами (приводами) 15 робота- мичмпулятора 10, в суставах которого установлены датчики 16 положения, соединенные с входом ЭВМ 14.

Задающее устройство работает следую- днм образом.

Предположим, что схват 9 необходимо переместить в направлении вектора 11. Для этого оператор сначала ориентирует стрелку 1 в направлении, параллельном направжелаемыми значениями углов в шарнирах

манипулятора, полученными на шаге V, и значениями углов, считанных с датчиков 16.

Таким образом, осуществляется переме- 35 щение схвата 9 в соответствии с направлением, заданным стрелкой 1, и скоростью, заданной задатчиком 13.

40

Формула изобретения

Задающее устройство для управления роботом-манипулятором, содержащее основание, шарнирно связанные между собой звенья, первое из которых шарнирно установлено на основании, а оси вращения

/ смию желаемого движения (вдоль вектора 45 КОТ°РЫХ взаимно перпендикулярны между

собой и расположены соответственно в вертикальной плоскости для первого звена и в горизонтальной плоскости для последующих звеньев, потенциометрические датчики углов относительных поворотов звеньев, 50 установленные в каждом из шарниров,

;), а затем выведением потенциометра 13 (задатчика скорости) из начального положения задает скорость движения , 1та в заданном направлении. Возвраще- гием потенциометра 13 в начальное положение оператор прекращает движение ма- чичулятора.

При вращении стрелки вокруг осей 4 и 6 вращаются датчики 5 и 7, информация с которых о положении стрелки 1 ч пространстве поступает в ЭВМ 14, ко- сг)ая работает но следующему алгоритму.

На таге I вводятся показания с датчиков 5, 7 и 13. На шаге II по показаниям

датчиков 5 и 7 вычисляется направление желаемого перемещения. По показаниям датчика 13 определяется скорость движения .. заданном направлении и при известном времени работы программы вычисляется перемещение схвата в декартовой системе к юрдинат, связанной с основанием мани- п.1чтора (вычисляются перемещения АХ, AY, AZ).

На шаге III по показаниям датчиков

ча кинематики, т.е. желаемым значениям

/V V V л ««л. пл

положения схвата (X, Y, Z) определяются соответствующие им значения углов в шарнирах манипулятора.

На шаге VI формируются управляющие воздействия на приводы 15 манипулятора,

желаемыми значениями углов в шарнирах

манипулятора, полученными на шаге V, и значениями углов, считанных с датчиков 16.

Таким образом, осуществляется переме- щение схвата 9 в соответствии с направлением, заданным стрелкой 1, и скоростью, заданной задатчиком 13.

Формула изобретения

Задающее устройство для управления роботом-манипулятором, содержащее основание, шарнирно связанные между собой звенья, первое из которых шарнирно установлено на основании, а оси вращения

КОТ°РЫХ взаимно перпендикулярны между

собой и расположены соответственно в вертикальной плоскости для первого звена и в горизонтальной плоскости для последующих звеньев, потенциометрические датчики углов относительных поворотов звеньев, установленные в каждом из шарниров,

задатчик скорости перемещения, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения удобства эксплуатации, оно содержит два последовательно соединенные звена, второе из которых выполнено в виде указателя направления, при этом задатчик скорости перемещения установлен на основании.

Фие.1

Изобретение относится к робототехнике. Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение удобства эксплуатации. Для этого устройство содержит шарнирно соединенные звенья 1 и 2, установленные на основании 3. Звено 1 выполнено в виде указателя направления, например стрелки. В шарнирах звеньев установлены потенциометрические датчики углов относительных поворотов звеньев, а на основании 3 - потенциометрический задатчик скорости 13 перемещения схвата 9 робота-манипулятора 10. При соответствующей ориентации стрелки 1 в пространстве сигналы датчиков углов поступают в ЭВМ 14, куда также поступает заданный сигнал скорости перемещения от задатчика 13. По этим сигналам ЭВМ 14 формирует соответствующие управляющие команды на приводы 15 робота-манипулятора 10 для перемещения его схвата 9 по заданному вектору 11 с требуемой скоростью. 2 ил.