Устройство управления звеном манипулятора с рекуперацией энергии Советский патент 1992 года по МПК B25J9/00 

Изобретение относится к машинострюению и может быть использовано для управления роботами и манипуляторами с рекуперацией энергии, применяемыми для автоматизации основных и вспомогательных операций в промышленности.

Цель изобретения - упрощение системы управления звеном манипулятора с рекуперацией энергии.

. На фиг. 1 изображена кинематическая схема манипулятора; на фиг, 2 - схема системы управления его подвижным звеном.

Устройство содержит подвижное ЗЕЮйЪ 1, связанное с основанием 2 упругими элё ментами 3 и 4. На подвижном звене имеются фиксаторы 5 и 6, ответные частиУи 8 которых размещены на основании. Подвижмое звено связано с приводным двигателем 9. На подвижном звене размещен постоянный магнит 10, а на основании в середине тра рории движения звена - магнитоуправляемый переключатель 11, выполненный, например, в виде геркона. Один из

выводов двигателя соединен с общим проводом, а другой - с переключающимся контактом магнитоуправляемого переключателя. Нормально замкнутый контакт соединен с неинвертирующим входом усилителя 12 и запоминающим элементом 13, выполненным, например, в виде конденсатора, второй вывод которого соединен с общим проводом. Инвертирующий входIусилителя связан с источником 14 эталонного напряжения. Выход усилителя соединен с нормально разомкнутым контактом магнитоуправляемого переключателя.

Устройство управления звеном манипулятора с рекуперацией энергии работает следующим образом.

При отпускании фиксаторов 5 и 7 подвижное звено 1 под действием сжатого упругого элемента 3 приходит в движение. Траектория его движения разделена на три участка, расположенных симметрично относительно ее середины. На первом участке производится измерение скорости подвижHoro звена 1 переключением привода 9 в режим генератора, При этом напряжение противоЭДС приводного двигателя 9 через нормально замкнутые конта1сты магнитоуправляемого переключателя 11 поступает на неинвертирующий вход усилителя 12 и запоминающий элемент 13, выполненный, например, в виде конденсатора. На втором участке траектории срабатывает магнитоупра вл я ем ы и переключатель 11 под действием постоянного магнита tO, закрепленного на подвижном звене 1, и тем самым переключает вывод приводного двигателя 0 к выходу усилителя 12, что приводит к подаче на него управляющего напряжения. Таким образом, привод переводится в режим работы двигателя. На неинвертирующий вход усилителя 12 при 3tOM подается напряжение с запоминающего элемента 13гравное напряжению противоЭДС двигателя в момент переключения, и соответствующее реальной скорости звена 1 в этот момент времени.

На инвертирующий вход поступает н пряжение от эталонного источника 14. равное напряжению противоЭДС двмгателя при скорости движения звена, соответствующей движению при Отсутствии потерь энергии, измеренной .в момент переключения магнитоуправляемого переключателя 11. На двигатель 9, таким образом, поступает управляющее напряжение, пропорциональное разности между эталонной и реальной скоростями звена 1 на момент переключения магнитоуправляемого перекл ючателя 11. На третьем конечном, участке траектории при соответствующем положении звена 1 снова срабатывает магнитоуправляемый контакт 11 и двигатель опять переводится в режим геяератора. Однако в дальнейшем напряжение противоЭДС двигателя до окончания движения по траектории не используется. АналОпдчным образом происходит движение подвижного элемента в противоположном направлении. Для этого выводы приводного двигателя необходимо поменять местами (схема, реализующая это переключение, на фиг. 2 не показана).

Коэффициент усиления усилителя 12 определяется теоретически или экспериментально таким, чтобы Подвижное звено 1 переместилось под действием упругих элементов 3 и 4 из одного крайнего положения в другое, зафиксировалось и конечная скорость его стала равна нулю, при изменении момента трения системы. Так, при увеличении, например, трения при движении звена

его реальная скорость снижается и управляющее напряжение, подаваемое на двигатель, возрастает, что приводит к возрастанию его момента и компенсации увеличения силы трения. Наоборот, при

уменьшении трения управляющее напряжение, подаваемое на двигатель, уменьшается, что уменьшает и величину компенсирующего эту силу момента.

Таким обра,зом, устройство управления

звеном манипулятора с рекуперацией при медленных изменениях в ограниченной области момента трения обеспечивает перемещение подвижного звена 1 по траектории, подход к точкам фиксации со

скоростью, близкой к нулю, фиксацию в них И позволяет упростить управление ним за счет исключения датчиков положения, скорости и вычислительного устройства для хранения и обработки получаемой от них

информации.

Формул а изобретения Устройство управления звеном манипулятора с рекуперацией энергии, включающее усилитель, электродвигатель, датчик

фиксированного положения, запоминающий элемент, источник эталонного напряжения, о т л ичающееся тем, что, с целью упрощения системы управления звеном, первый вывод электродвигателя связан через нормально замкнутые контакты датчика фиксированного положения с первым выводом запоминающего элемента и неинвертирующим входом усилителя,, а через нормально разомкнутые контакты с его выходом, инвертирующий вход усилителя при этом подключен к первому выводу источника эталонного напряжения, вторые выводы электродвигателя, источника эталонного напряжения и запоминающего элемента

объединены.

11

f// /// /7/

Изобретение относится к машиностроению. Цель изобретения -^ упрощение системы управления звеном манипулятора с рекуперацией энергии. Поставленная цель достигается тем, что алгоритм управления, связан с замером и запоминанием напряжения, пропорционального реальной скорости подвижного звена манипулятора, сравнением его с эталонным и кратковременной за- питкой электродвигателя полученной разностью, что обеспечивает необходимую коррекцию скорости, осуществляется без использования датчиков скорости и вычислительного устройства, 2 ил.