Технічні засоби робототехнічних систем

Лекція 15

Тема: СЕНСОРНІ ПРИСТРОЇ ВНУТРІШНЬОЇ ІНФОРМАЦІЇ ПР

План

1. Основні поняття і визначення

2. Пристрої для вимірювання лінійних і кутових переміщень

3. Пристрої для вимірювання лінійних і кутових швидкостей

4. Пристрої для вимірювання прискорень

Література:

1. Системы очувствления и адаптивные промышленные роботы/ Под ред. Е.П. Попова, В.В.Клюева - М.: Машиностроение,1985. – 256с.

2. Фу К., Гонсалес Р., Ли К. Робототехника: Пер. с англ. – М.: Мир, 1989. - 624с., ил.

3. Промышленные роботы для миниатюрных изделий/ Под ред. В.Ф.Шаньгина. - М.:Машиностроение,1985. – 264с

4. Егоров Ю.Н., Голубев Н.Л. Уроки робототехники. – М.: Радио исвязь,1990

1 Основні поняття і визначення

Давачі внутрішньої інформації або давачі стату робота служать для виявлення величин, що характеризують внутрішній стан робота, тобото для визначення положення і швидкості руху ланок маніпулятора, а також зусилля в його ланках. За допомогою цих давачів здійснюється зворотній зв’язок і реалізується коректуюча дія в системі керування роботом з метою забезпечити необхідну якість і точність його дій. Ці давачі по своїй суті є перетворювачами механічних параметрів ПР в електричні сигнали.

За видом механічного переміщення, яке вимірюється, давачі ділять на лінійні і обертальні.

За видом вихідного сигналу давачі внутрішньої інформації ділять на аналогові і дискретні. Аналогові - вихідний сигнал подається у вигляді беперервно змінних значень напруги чи струму(потенціометри) або у вигляді неперервно змінної фази напруження змінного струму (індутосини). Дискретні - вихідний сигнал подається у вигляді цифрового коду (цифрові давачі) або у вигляді релейного сигнала (давачі типу шляховий вимикач, що подає сигнал в той момент, коли ланка досягає попередньо встановлених точок позиціонування. Шляховими вимикачами є мікровимикачі, безконтактні перемикачі, геркони).

За методом вимірювання вхідної величини розрізняють давачі з абсолютним і відносним відліком.

При виборі давачів стану робота враховують ряд вимог, які ставлять до давачів ПР:

• висока надійність і стійкість до завад, включаючи можливість працювати в умовах електромагнітних завад, коливань напруги і частоти;

• стійкість до змін параметрів навколишнього середовища (вібрація, температура, вологість);

• малі габарити і простота конструкції, пристосованість до розташування в ЗП та інших частинах маніпулятора з жорсткими обмеженнями на площу і об’єм простору розміщення;

• простота обслуговування;

• мала собівартість.

При виборі давача стану слід врахувати зв’язок його з мережею живлення, зв’язок з системою керування ПР і, власне, зв’язок з самою рухомою ланкою робота, переміщення якої треба виміряти. Тому, на рисунку 15.1 приведені варіанти конструктивних схем розташування давачів стану робота з ланками маніпулятора. На практиці зазвичай надається перевага обертальним давачам переміщень, оскільки вони більш технологічні, відрізняються легкістю приєднання до рухомої ланки і забезпечують хорошу роздільну здатність. Давачі переміщень розташовують або безпосередньо до рухомої ланки або через механічну передачу.

Слід відмітити, що при вимірюванні лінійного та кутового переміщення рухомої ланки перевага надається варіанту безпосереднього приєднання давача до рухомої ланки, ніж через передачі, що підвищує результуючу точність і зменшує похибки вимірювання.

2. Пристрої для вимірювання лінійних і кутових переміщень

   1. Потенціометри

На ведених або тихохідних валах редукторів, розташованих між двигунами і маніпуляторами, можна встановити потенціометри. Потенціометр є електромеханічним перетворювачем, вихідна напруга якого є, як правило, лінійною функцією положення рухомого контакту (бігунця) відносно резистивного елементу, а, отже, кута повороту його валу. На рисунку 15.2 а показано, що переміщення ланки через механічний зв’язок (МЗ) (штрихова лінія) перетворюється в переміщення бігунця потенціометра R_б. Дійсному переміщенню відповідає пропорційно напруга U_з.

Якщо ввімкнути два потенціометри, як показано на рисунку 15.2 б, то за допомогою задаючого потенціометра R_з ми зможемо задавати напругу U_з, а, отже, і переміщення ланки робота. Ланка маніпулятора рухатиметься до того часу поки U_з= U_б. Цей давач стану робота працюватиме за методом відносного відліку.

На рисунку 15.3 приведені основні розміри і параметри повідкових потенціометрів типу ПТП. Потенціометри характеризуються простотою конструкції, малими габаритними розмірами, дешевизною. Залежно від матеріалу резистивного елемента потенціометри ділять на провідкові, плівкові, пластикові і ін.