СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
Информационные системы адаптивных систем управления вырабатывают управляющие сигналы с учетом состояния внешней среды. Информация получается при помощи датчиков. Группа датчиков дает информацию о состоянии объекта контроля и управления. Эту группу можно разделить на датчики внутренней информации и внешней информации.
Объкт роботы, технологические объекты и т.д. -- адаптивное, автономно-функционирующие устройство. Активное, целенаправленное физическое и информационное взаимодействие с внешней средой отличительное свойство робота. Физическое взаимодействие
осуществляется вспомогательными органами -- манипулятор---двигатель (эффекторные подсистемы). Информационное измерение объекта осуществляется сенсорными датчиками.
Сенсорные датчики – это чувствительные элементы, преобразующие неэлектрические величины в электрический выходной сигнал различного характера (импульсный, аналоговый, дискретный).
Классифицируют сенсорные датчики по следующим направлениям:
Рис 1. Обобщенная структура системы управления роботами (иерархическая)
2. На I нижнем уровне, представляющем управление исполнительными системами приводов робота, реализуется управление по определенным степеням подвижности робота. На этом уровне используется информация о состоянии манипулятора (внутр.), информация о состоянии среды не используется.
На II уровне используется управление по жесткой программе. Программирование ведется на уровне Ассемблера и типичная инструкции: переместить по X на 5, по Y на 3. Этот уровень характерен для роботов первого поколения.
На III уровне синтезируется информация о внешней среде (адаптивная). Наряду с использованием жестких программ II уровня могут использовать управление на I уровне, адаптивное управление. Роботы П-го поколения.
Если требуется задавать программу в виде наименований операций и их последовательности, то используют процедурный уровень - IV уровень. На
этом уровне законченные сложные действия синтезируются на жестких программных модулях.
Пример: взять деталь 5. Программное обеспечение на IV уровень строится в виде интерпретатора с входного процедурно-ориентированного языка. С помощью лингвистических методов исходная программа реализуется на командах низшего уровня и исполняются. Адаптация может быть не предусмотрена на IV уровене.
На IV уровене производится анализ информации от датчиков состояния внешней среды, на основе которого строится модель внешней среды. В дальнейшем осуществляется автоматическое планирование действий робота с учетом задания оператора и модели внешней среды. В процессе функционирования робота модель постоянно корректируется, осуществляется самообучение. Т. е. IV уровень определяет интелектуальные возможности робота и возможности его функционирования без участия оператора.
Интелектуальные роботы. Пример: собрать узел 8. Уровень программирования: проблемно-ориентированный.
Устройства сбора информации о состоянии рабочих органов пр (датчики внутренней информации)
Основные параметры движения робота-манипулятора - линейные и угловые перемещения его звеньев. Если они известны, то скорость и ускорение могут быть вычислены по ним дифференцированием.
Рис 2. Основные параметры движения робота-манипулятора.
Потенциометрические датчики наиболее распространены в силу их высокой точности, унифицированности сигнала, дешевизны. У обычных датчиков точность 1-5%. Многооборотные потенциометры при малых габаритах имеют повышеную точность и чувствительность и позволяют измерять углы поворота более 360°. Недостаток низкая износоустойчивость, более высокая износоустойчивость у трансформаторов (ВТ и сельсин). Для ВТ недостаток -нелинейность функции преобразования, диапозон измеряемых углов - 180°.
Рис 3. Потенциометрические датчики
Индуктивные датчики используются для измеренений небольших перемещений. Для измерения угловых и линейных перемещений широкое распространение получили цифровые датчики: кодовые - код соответствует перемещению, число-импульсные на выходе которых число импульсов соответствует перемещению.
Рис 4. Цифровые датчики
При движении кодирующей пластины вправо, сигнал в I канале опережает сигнал во II канале. После получения гармонического сигнала из фотоприемника, прямоугольные прямой и обратный сигналы дифференцируются и подаются на две импульсно-потенциальные схемы "И", на потенциальные управляющие входы которых в качестве стробирующих подается сигнал II канала.
Тактильные датчики
Датчики касания монтируются на внутреней стороне губок схвата, либо на внешней стороне, если они используются для поисковых операций.
Рис.6
.
Сотни, десятки Гц, слабая износоустойчивость, не устойчивость к агрессивным средам. Герконы. Герметическое контактное устройство.
Рис. 7 ТАКТИЛЬНЫЕ ДАТЧИКИ
При соприкосновении с воздухом, коэфициент преломления которого меньше коэфициента преломления акрила, свет внутри акрила полностью отражается. А при прикосновении резины, свет рассеивается и виден с другой стороны.
Датчики проскальзывания
Необходимость в датчиках проскальзывания появляется тогда, когда манипулятор работает с крупным предметами и необходимостью обеспечить минимальные усилия для удерживания предмета. Поскольку момент начала проскальзывания предугадать невозможно, то датчик проскальзывания (ДП) и система управления схватом должны быть быстродействующими. Различают 3 способа определения проскальзывания:
Колебания;
Преобразование проскальзывания во вращательное движение;
3. Метод основаный на перераспределении усилий между сжимаемыми поверхностями
Рис. 9 ДАТЧИКИ ПРОСКАЛЬЗЫВАНИЯ
Вместо пьезопреобразования может быть электромагнит, тогда обычно игла заменяется колесиком.