Система управления очувствленным манипулятором Советский патент 1981 года по МПК G05B11/00 B25J13/00 

(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ОЧУВСТВЛЕННЫМ МАНИПУЛЯТОРОМ

1

Изобретение относится к робототехнике иможет быть использовано при создании систем управления очувствленным манипулятором.

Известна система управления очувствленнь1м манипулятором, содержащая исполнительный и задающий органы, датчик положения, датчик скорости, блоки управления и приводы, которая не исключает автоколебаний при работе на упор til .

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому является система, содержащая первый датчик положения, механически связанный через первый датчик момента с первым двигателем, вход которого подключен к выходу первого блока управления, первым входом соединенного с выходом первого датчика момента, а также второй датчик положения, механически связанный через второй датчик момента со вторым двигателем,

вход которого подключен к выходу BIOрого блока управления, первым входом соединенного с выходом второго датчика положения, а вторым входом - с выходом первого датчика положения Г2Т.

Недостаток известной системы состоит в том, что при соприкосновении

исполнительного органа с препятствием в системе могут возникать колебательные процессы. Это объясняется . тем, что оператор не может мгновенно скомпенсировать момент, возникающий на задающем органе под действием силы реакции. Колебания можно устранить путем уменьшения величины скорости движения манипулятора или

10 уменьшением коэффициента усиления устройства управления двигателем задающего органа. Однако в первом случае ухудшаются динамические характеристики манип: ляционной системы, а во втором - ухудшается точность восприятия сил и моментов опера.тором.

Цель изобретения - повышение точности системы.

20 Цель достигается тем, что система содержит источник эталонного сигнала, апериодическое звено и последовательно соединенные дифференциатор, блок выделения модуля, компаратор и ключ,

25 второй вход KOTOpoio подключен ко входам апериодического звена и дифференциатора и к выходу второго датчика момента, а выход - к выходу апериодического звена и второму входу

30 первого блока управления, причем выход источника эталонного сигнала сое динен со вторым входом компаратора. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемой системы. Система содержит задающий орган 1, первый датчик 2 положения, первый датчик 3 момента, первый двигатель 4, первый блок 5 управления, исполнительный орган б, второй блок 7 управления, второй двигатель 8, второй датчик 9 момента, второй датчик 10 положения, блок 11 с регулируемой постоянной времени, источник 12 эталонного сигнала, апериодическое звено 13, ключ 14, компаратор 15 дифференциатор 16, блок 17 выделения модуля. Система управления работает следующим образом. При малой скорости изменения сигнала, второго датчика 9 момента, исполнительного органа 6 ключ 14 замкн и сигнал с выхода датчика 9 момента поступает непосредственно на вход пе вого блока управления двигателем 4. Если скорость изменения сигнала датч ка 9 момента превышает некоторую величину, определяемук значением опорного напряжения U, происходит срабатывание компаратора 15, ключ размы кается и в цепь между датчиком 9 момента и блоком 5 управления двигателем 4 задающего органа 1 оказывается включённым апериодическое звено 13 с коэффициентом передачи равным едини це и постоянной времени Т-. Таким образом, напряжение на дви гателе 4 задающего органа 1, при от сутствии сигнала на выходе первого датчика 3 момента, определяется сле дующим Образом, (вГ),10м1,14 JMI)/ где К - коэффициент усиления устро ства управления двигателем задающего органа; выходной сигнал моментного датчика исполнительного ор на; t - текущее время; и - опорное напряжение; К - коэффициент передачи дифференцирующего звена и схемы определения модуля. Применение предлагаемой системы позволяет обеспечить высокую точность отображения усилий при удовлетворительном качестве процесса управления в случаях соприкосновения манипулятора с объектом манипулирования или препятствием. Формула изобретения Система управления очувствленным манипулятором, содержгицая первый датчик положения, механически связанный через первый датчик момента с первым двигателем, вход которого подключен к выходу первого блока управления, первым входом соединенного с выходом первого датчика момента, а также второй датчик положения, механически связанный через второй датчик момента со вторым двигателем, вход которого подключен к выходу второго блока управления, первым входом соединенного с выходом второго датчика положения, а вторым входом - с выходом первого датчика положения, о т л и чающаяся тем, что, с целью повышения точности системы, она содержит источник эталонного сигнала, апериодическое звено и последовательно соединенные дифференциатор, блок выделения модуля, компаратор и ключ, второй вход которого подключен ко входам апериодического звена и дифференциатора и к выходу второго датчика момента, а выход - к выходу апериодического .звена и второму входу первого блока управления, причем выход источника эталонного сигнала соединен со вторым входом компаратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Кулемов B.C., Лакота Н.А. Динамика систем управления манипуляторами. М., Энергия, 1971,с.211. 2.Кулемов B.C., Лакота Н.А. Динамика систем управления манипуляторами. Энергия, М., 1971, с.243 (про.тотип) .