RU169865U1 - Sensitive Manipulation Grip - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к робототехнике и может быть использована при создании исполнительных устройств манипуляторов в антропоморфных системах. Заявленный захват включает звенья, соединенные вращательными парами, которые образуют кинематическую схему, аналогичную кисти оператора. При этом во вращательных парах установлены датчики углового перемещения звеньев энкодеры. Также захват включает связанный с «кистью» блок сравнения, который получает данные с энкодеров «кисти», а также аналогичные данные от задающего устройства и на основании сравнения данных формирует сигнал очувствления для системы обратной связи задающего устройства. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей и повышении точности очувствтления без усложнения конструкции. 3 ил.The utility model relates to robotics and can be used to create actuators for manipulators in anthropomorphic systems. The claimed capture includes links connected by rotational pairs, which form a kinematic scheme similar to the operator’s brush. At the same time, rotational pairs are equipped with sensors for the angular displacement of the encoder links. The capture also includes a comparison unit connected to the “brush”, which receives data from the “brush” encoders, as well as similar data from the driver and, based on the data comparison, generates a sensing signal for the driver feedback system. The technical result consists in expanding the functionality and increasing the accuracy of sensation without complicating the design. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к робототехнике и может быть использована при создании исполнительных устройств антропоморфных роботов.The utility model relates to robotics and can be used to create actuators for anthropomorphic robots.

С каждым годом в мире возникает все больше ситуаций, требующих от людей выполнения самых разнообразных работ в тяжелых, опасных, а подчас и несовместимых с жизнью условиях. В ответ появляются все новые средства экстремальной робототехники. Правда, в своем большинстве они очень похожи друг на друга. Как правило, для выполнения задач на суше это самоходное колесное или гусеничное шасси с установленными на нем манипулятором, средствами наблюдения или другим оборудованием. Управление осуществляется дистанционно по радио или кабелю, а питание - от аккумуляторов или также по кабелю. Эти роботы создаются уже не один десяток лет. Сложившимися за это время коллективами накоплен большой опыт по их разработке и применению, в ряде случаев весьма эффективному. Однако нельзя отрицать, что такая техника имеет (как и любая другая) ограниченные возможности и, соответственно, сферы применения. И все так же люди, рискуя здоровьем и жизнью, работают в завалах, на пожарах, в условиях химического, биологического и радиоактивного заражения, борются с преступниками и террористами. Причем чаще всего это происходит не в чистом поле, а в зданиях и различных сооружениях, кабинах, трюмах и других подобных помещениях, т.е. в условиях, изначально созданных для человека, с учетом его двурукости, двуногости, типичных размеров, массы и, если можно так сказать, кинематики тела.Every year in the world there are more and more situations that require people to perform a wide variety of work in difficult, dangerous, and sometimes incompatible with life conditions. In response, there are all new means of extreme robotics. True, for the most part they are very similar to each other. As a rule, to perform tasks on land, this is a self-propelled wheeled or tracked chassis with a mounted manipulator, surveillance means or other equipment. The control is carried out remotely by radio or cable, and the power is supplied by batteries or also by cable. These robots have been created for decades. The teams that have developed over this time have gained extensive experience in their development and application, which in some cases is very effective. However, it cannot be denied that such a technique has (like any other) limited capabilities and, accordingly, the scope of application. And still, people, at the risk of health and life, work in the rubble, in fires, in conditions of chemical, biological and radioactive infection, and fight criminals and terrorists. Moreover, most often this happens not in a clean field, but in buildings and various structures, cabins, holds and other similar rooms, i.e. under conditions originally created for a person, taking into account his two-armed, two-legged, typical sizes, mass and, so to speak, kinematics of the body.

По этой причине развиваются и другие направления экстремальной робототехники. Создаются средства с самой разнообразной кинематикой и размерами исполнительных механизмов. Существенно различаются они и по динамическим, и по энергетическим характеристикам. В качестве одного из таких средств может использоваться робототехнический комплекс, включающий в себя антропоморфный робот и мобильный пост управления. Робот по кинематике, размерам и массе аналогичен человеку, снабжен автономным источником энергии, средством связи с постом управления, а также мощной системой управления, позволяющей выполнить некоторые действия в супервизорном или автоматическом режиме (например, самостоятельный выход с места работ при отсутствии связи). Такой робот может иметь значительные преимущества в среде, приспособленной для человека.For this reason, other areas of extreme robotics are developing. Funds are created with the most diverse kinematics and sizes of actuators. They differ significantly in both dynamic and energy characteristics. As one of such tools, a robotic complex including an anthropomorphic robot and a mobile control post can be used. The robot is similar in kinematics, size and mass to humans, equipped with an autonomous energy source, a means of communication with the control station, and a powerful control system that allows you to perform some actions in supervisor or automatic mode (for example, independent exit from the workplace in the absence of communication). Such a robot can have significant advantages in an environment adapted to humans.

Одним из перспективных способов создания системы управления для такого антропоморфного комплекса является создание системы на основе копирующих манипуляторов, в которых задающие устройства крепятся на теле оператора, а исполнительные являются частями антропоморфного робота.One of the promising ways to create a control system for such an anthropomorphic complex is to create a system based on copying manipulators in which the master devices are mounted on the operator’s body and the executive ones are parts of an anthropomorphic robot.

Настоящая полезная модель направлена на создание конкретно захвата антропоморфного робота. Если проводить аналогии с человеческим телом, то захват антропоморфного робота соответствует по своей кинематической схеме кисти человека.The present utility model aims to specifically capture an anthropomorphic robot. If we draw analogies with the human body, then the capture of an anthropomorphic robot corresponds in its kinematic scheme to the human hand.

В настоящий момент крайне актуально стоит задача создания захватов манипуляторов, которые способны передавать ощущения оператору (через задающее устройство). Это обусловлено тем, что если оператор не сможет «чувствовать» объект в захвате, то захват за счет большой потенциальной силы может легко повредить тот объект, с которым через этот захват работают. Наиболее это актуально при работе с дорогостоящими хрупкими материалами или же с опасными материалами, повреждение которых может иметь существенные последствия.At the moment, it is extremely urgent to create grippers for manipulators that are capable of transmitting sensations to the operator (via a master). This is due to the fact that if the operator cannot “feel” the object in the capture, the capture due to the large potential force can easily damage the object with which they work through this capture. This is most relevant when working with expensive brittle materials or with hazardous materials, damage to which can have significant consequences.

Из уровня техники известен захват манипулятора, содержащий основание, исполнительные группы звеньев, взаимодействующие с захватываемыми объектами, при этом звенья соединены между собой и основанием вращательными парами, приводы звеньев, модули оценки силового нагружения, установленные на рабочей и оппозитной сторонах звеньев, блок анализа информации, регистрируемой модулями оценки силового нагружения (см. JP 2015066614 A, B25J 15/08, опубл 13.04.15).The grip of the manipulator is known from the prior art, comprising a base, executive groups of links interacting with the objects to be captured, the links being connected to each other and the base by rotational pairs, link drives, force loading assessment modules mounted on the working and opposite sides of the links, an information analysis unit, recorded by the load assessment modules (see JP 2015066614 A, B25J 15/08, published on 04/13/15).

Недостатком известного решения является отсутствие возможности прямой оценки (восприятия) силового нагружения звеньев оператором.A disadvantage of the known solution is the lack of the possibility of a direct assessment (perception) of the force loading of the links by the operator.

Другим известным аналогом заявляемого объекта является очувствленный захват манипулятора, содержащий задающее устройство, систему управления и исполнительный механизм, имеющий корпус, привод перемещения губок захвата, выходной вал которого кинематически связан с механизмом перемещения губок, датчик измерения усилия, выполненный в виде упругого элемента и элемента обратной связи, датчик положения губок захвата, кинематически связанный с указанным валом, при этом дополнительно оснащен корректирующим функциональным блоком, вход которого соединен с датчиком положения губок захвата, а выход - с элементом обратной связи (см. SU 831612 A1, B25J 15/00, опубл. 23.05.81).Another well-known analogue of the claimed object is a sensed grip of the manipulator, containing a master device, a control system and an actuator having a housing, a drive for moving the gripper jaws, the output shaft of which is kinematically connected with the mechanism for moving the jaws, a force measurement sensor made in the form of an elastic element and an inverse element connection, the position sensor of the jaw jaws, kinematically connected with the specified shaft, while additionally equipped with a corrective functional unit, the input of which it is connected to the position sensor of the jaw jaws, and the output is connected to a feedback element (see SU 831612 A1, B25J 15/00, publ. 23.05.81).

К недостаткам такого решения можно отнести неудобства выполнения датчика измерения усилия в виде пружинного элемента, а также невозможность применения подобных конструкций в антропоморфных системах.The disadvantages of this solution include the inconvenience of performing a force measurement sensor in the form of a spring element, as well as the impossibility of using such structures in anthropomorphic systems.

Другое известное техническое решение - автоматический антропоморфный захват (международная заявка WO 2004026540 А1, A61F 2/58, B25J 15/00, опубл. 01.04.04), который включает несколько «пальцев», выполненных с суставами, которые содержат датчики усилия. Именно за счет датчиков усилия и обеспечивается очувствление захвата.Another well-known technical solution is an automatic anthropomorphic capture (international application WO 2004026540 A1, A61F 2/58, B25J 15/00, published 01.04.04), which includes several "fingers" made with joints that contain force sensors. It is due to force sensors that the sensation of capture is ensured.

Однако существенный недостаток такого подхода, как и в предыдущем аналоге, - использование пружинных датчиков силы, которые снижают точность очувствления, усложняют конструкцию, а также сужают область применения.However, a significant drawback of this approach, as in the previous analogue, is the use of spring force sensors, which reduce the accuracy of sensation, complicate the design, and also narrow the scope.

Таким образом, использование пружинных динамометров зачастую является крайне не эффективным.Thus, the use of spring dynamometers is often extremely inefficient.

Более современный подход - использование тактильных датчиков (датчиков касания), которые могут быть выполнены пьезоэлектрическими (см., например, RU 118579 U1, B25J 15/00, опубл. 27.07.12), однако они также обладают существенным недостатком - датчик контактирует с внешней средой, при этом также существенно ограничивается точность и чувствительность. Также при работе с опасными материалами или агрессивной внешней средой такой датчик может быть поврежден.A more modern approach is the use of tactile sensors (touch sensors), which can be piezoelectric (see, for example, RU 118579 U1, B25J 15/00, publ. 07.27.12), but they also have a significant drawback - the sensor is in contact with an external environment, while also significantly limited accuracy and sensitivity. Also, when working with hazardous materials or an aggressive environment, such a sensor may be damaged.

Сущность настоящего технического решения заключается в устранении недостатков известных аналогов и создании очувствленного захвата, который бы максимально точно передавал усилия на задающее устройство (оператору), при этом не включал бы датчиков касания или непосредственно датчиков силы на основе динамометров.The essence of this technical solution is to eliminate the shortcomings of the known analogues and create a sensible grip that would transmit the efforts to the driver (operator) as accurately as possible, while not including touch sensors or directly force sensors based on dynamometers.

Технический результат, на достижение которого направлена заявленная полезная модель, заключается в обеспечении возможности регистрации и передачи оператору через задающее устройство взаимодействия звеньев захвата с внешними объектами. Обобщенно, технический результат может быть сформулирован как расширение функциональных возможностей устройства, без усложнения конструкции дополнительными датчиками. Также технический результат заключается в том, что заявленный захват может быть применен именно при создании антропоморфных систем. Очевидно также, что при осуществлении настоящего захвата достигается упрощение конструкции и повышение надежности в сравнении с известными аналогами, так как исключается контакт датчика очувствления с внешними поверхностями, которые могут представлять собой агрессивную среду. Также на основании рассмотренных далее примеров реализации специалисту будет очевидно, что существенно повышается точность очувствления, так как она пропорциональна разности в повороте звеньев задающего и исполнительного устройства.The technical result, to which the claimed utility model is directed, is to enable registration and transmission to the operator through a master device of interaction of the capture links with external objects. Generally, the technical result can be formulated as an extension of the functionality of the device, without complicating the design of additional sensors. Also, the technical result is that the claimed capture can be applied precisely when creating anthropomorphic systems. It is also obvious that during the implementation of this capture, simplification of the design and increase of reliability are achieved in comparison with the known analogues, since the contact of the sensing sensor with external surfaces, which can be an aggressive environment, is excluded. Also, on the basis of the implementation examples discussed below, it will be obvious to the specialist that the sensation accuracy is significantly increased, since it is proportional to the difference in the rotation of the links of the driver and the actuator.

Таким образом, использование и осуществление заявленной полезной модели согласно формуле позволит создавать антропоморфные системы на основе копирующих манипуляторов, в которых задающие механизмы установлены на теле оператора. При этом для захватов такой антропоморфной системы будет обеспечена обратная связь - очувствление. При этом в сравнении с другими известными подходами к решению данной задачи достигается повышение точности очувствления, надежности работы системы обратной связи, особенно с опасными или грязными материалами. Также очувствление обеспечивается для всей поверхности «пальцев» захвата, а не для отдельных точек, в которых установлены датчики. Также расширяется область возможного применения антропоморфных систем, созданных с использованием заявленного захвата.Thus, the use and implementation of the claimed utility model according to the formula will make it possible to create anthropomorphic systems based on copying manipulators in which the driving mechanisms are installed on the body of the operator. At the same time, for captures of such an anthropomorphic system, feedback will be provided - sensation. Moreover, in comparison with other known approaches to solving this problem, an increase in the accuracy of sensation, the reliability of the feedback system, especially with hazardous or dirty materials, is achieved. Also, sensation is provided for the entire surface of the "fingers" of the grip, and not for individual points at which the sensors are installed. The scope of the possible use of anthropomorphic systems created using the claimed capture is also expanding.

Техническая задача решается, а результат достигается тем, что очувствленный захват манипулятора включает дополнительно в себя энкодеры (датчики поворота звеньев), которые расположены внутри вращательных пар, связывающих звенья. Дополнительно в конструкцию захвата введен функциональный блок сравнения, который сравнивает углы поворота звеньев захвата, полученные с энкодеров, с данными о повороте звеньев задающего устройства, которые подаются в блок в процессе работы, и по результатам сравнения выдает сигнал, который передается на задающее устройство и на основании которого может быть максимально точно сформирован сигнал для обратной связи задающего устройства.The technical problem is solved, and the result is achieved by the fact that the sensed capture of the manipulator additionally includes encoders (rotation sensors of the links), which are located inside the rotational pairs connecting the links. Additionally, a comparison function block has been introduced into the capture design, which compares the rotation angles of the capture links received from the encoders with the data on the rotation of the links of the driver, which are supplied to the unit during operation, and, based on the results of the comparison, generates a signal that is transmitted to the driver and the basis of which a signal can be generated as accurately as possible for the feedback of the master.

Так как заявленный захват создан для работы в составе антропоморфных систем вместе с задающим устройством, то в целях лучшего понимания далее заявленный захват будет описан в связке с задающим устройством. Однако стоит отметить, что в рамках настоящей полезной модели правовая охрана на «внешний» признак - задающее устройство - не испрашивается, а в формуле полезной модели задающее устройство охарактеризовано как «внешний» признак лишь с целью характеристики захвата как отдельной части общей системы - копирующего манипулятора антропоморфного робота.Since the claimed capture was created to work as part of anthropomorphic systems together with a master device, for the purposes of a better understanding, the claimed capture will be described further in conjunction with a master device. However, it is worth noting that, in the framework of this utility model, legal protection for an “external” feature — the master device — is not claimed, and in the utility model formula the master device is characterized as an “external” feature only for the purpose of characterizing the capture as a separate part of the overall system — the copy manipulator anthropomorphic robot.

Сущность полезной модели поясняется чертежами.The essence of the utility model is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема очувствленного захвата манипулятора вместе с задающим устройством.In FIG. 1 is a schematic diagram of a sensed gripper of a manipulator together with a master device.

На фиг. 2 представлен вариант выполнения задающего устройства.In FIG. 2 shows an embodiment of a driver.

На фиг. 3 представлена часть исполнительного механизма.In FIG. 3 presents part of the actuator.

Копирующий манипулятор, в составе которого функционирует заявленный захват, содержит задающее устройство (1), которое является подвижным и совершает движение, аналогичное исполнительному, что следует из определения копирующего манипулятора, исполнительный механизм (2), систему управления приводами (3) - моторные драйвера, функциональный блок сравнения (4) как часть захвата и элемент обратной связи (5) как часть задающего устройства. Описанный в настоящей полезной модели вариант выполнения задающего устройства является предпочтительным, однако никаким образом не ограничивает объема испрашиваемой охраны. Для специалиста будут очевидны и другие возможные варианты выполнения задающего устройства. Задающее устройство приводится в описании лишь для целей лучшего понимания сущности заявленного технического решения. Правовая охрана на задающее устройство не испрашивается.The copy manipulator, in which the claimed capture functions, contains a driver (1), which is movable and makes a movement similar to the actuator, which follows from the definition of the copy manipulator, the actuator (2), drive control system (3) - motor drivers, function block comparison (4) as part of the capture and the feedback element (5) as part of the master device. The embodiment of the master device described in this utility model is preferred, but does not in any way limit the scope of protection sought. For the specialist, other possible embodiments of the master device will be obvious. The master device is provided in the description only for the purpose of a better understanding of the essence of the claimed technical solution. Legal protection for the master device is not claimed.

Задающее устройство (1) размещается на кисти оператора (6) и представляет собой основание (7) и параллельные рычажные механизмы (8-11). Каждый из механизмов, например (9), включает подвижные звенья (12, 13), соединенные между собой и основанием (7) вращательными парами (14, 15). Каждая вращательная пара снабжена датчиком относительного поворота (16) - энкодером. Подвижное звено (13), образующее только одну вращательную пару, соединено с пальцем кисти (6). При этом данные с энкодеров могут передаваться на функциональный блок сравнения (4). Энкодеры задающего устройства выполнены предпочтительно магнитными. Однако возможны варианты осуществления, в которых энкодеры выполнены оптическими или электромеханическими. Одним из возможных вариантов выполнения системы определения поворота звеньев задающего устройства может стать, например, система, описанная в патенте US 4986280 А, опубл. 22.01.1991.The master device (1) is placed on the operator’s brush (6) and is a base (7) and parallel link mechanisms (8-11). Each of the mechanisms, for example (9), includes moving links (12, 13), interconnected with each other and the base (7) by rotational pairs (14, 15). Each rotational pair is equipped with a relative rotation sensor (16) - an encoder. The movable link (13), forming only one rotational pair, is connected to the finger of the brush (6). At the same time, data from encoders can be transferred to the comparison function block (4). The encoders of the driver are preferably magnetic. However, embodiments are possible in which the encoders are optical or electromechanical. One of the possible variants of the system for determining the rotation of the links of the master device may be, for example, the system described in patent US 4986280 A, publ. 01/22/1991.

Исполнительный механизм (2) выполнен по кинематической схеме аналогичной кисти оператора и включает: основание (17), исполнительные группы звеньев (18-22), каждое из которых, например (19), содержит подвижные звенья (23-25), соединенные между собой вращательными парами (26-28). Звенья (23, 24) приводятся в движение от приводов (не показаны). Движение звена (25) может выполняться от индивидуального привода или быть кинематически зависимым от движения звена (24). В каждой вращательной паре установлены датчики относительного положения звеньев (29) - энкодеры. Энкодеры (29) информационно связаны с входом (30) функционального блока сравнения (4). В предпочтительном варианте энкодеры выполнены магнитными. Однако возможны варианты осуществления, в которых энкодеры выполнены оптическими или электромеханическими.The actuator (2) is made according to the kinematic diagram of a similar operator brush and includes: a base (17), executive groups of links (18-22), each of which, for example (19), contains movable links (23-25) interconnected rotational pairs (26-28). Links (23, 24) are driven by drives (not shown). The movement of the link (25) can be performed from an individual drive or be kinematically dependent on the movement of the link (24). In each rotational pair, sensors for the relative position of the links (29) are installed - encoders. Encoders (29) are informationally connected to the input (30) of the comparison function block (4). In a preferred embodiment, the encoders are made magnetic. However, embodiments are possible in which the encoders are optical or electromechanical.

Датчики относительного поворота звеньев задающего устройства - энкодеры (16) - информационно связаны с системой управления приводами (3) и, параллельно, с входом (30) функционального блока (4) сравнения.Sensors of relative rotation of the links of the master device - encoders (16) - are informationally connected with the drive control system (3) and, in parallel, with the input (30) of the comparison function block (4).

Функциональный блок сравнения (4) представляет собой конструктивный элемент захвата и конструктивно связан с исполнительным механизмом - вышеописанной кистью при помощи сборочных операций. Функциональный блок может быть выполнен, в одном из вариантов, в виде программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС), при этом он выполнен с возможностью получения данных с энкодеров исполнительного механизма (29) и энкодеров задающего устройства (16). В других вариантах выполнения функциональный блок сравнения (4) может быть выполнен на базе микропроцессора.The functional comparison unit (4) is a structural element of the capture and is structurally connected with the actuator - the above-described brush using assembly operations. The functional block can be made, in one of the options, in the form of a programmable logic integrated circuit (FPGA), while it is configured to receive data from the encoders of the actuator (29) and the encoders of the master (16). In other embodiments, a functional comparison unit (4) may be performed based on a microprocessor.

Выход (31) функционального блока сравнения (4) информационно связан с элементом обратной связи (5) задающего устройства. Активный элемент обратной связи (5) может быть реализован в виде вибровозбудителя (33), например микродвигатель с дебалансом, и устанавливается на звеньях (13) каждого рычажного механизма (8-11). Такая реализация обратной связи непосредственно в задающем устройстве является предпочтительной, но очевидно не единственно возможной и никаким образом не ограничивает объема испрашиваемой охраны. Другим вариантом реализации обратной связи может стать, например, вариант, описанный в международной заявке WO 9851451 А2 (опубл. 19.11.1998).The output (31) of the comparison functional block (4) is informationally connected with the feedback element (5) of the driver. The active feedback element (5) can be implemented in the form of a vibration exciter (33), for example, a micromotor with unbalance, and is installed on the links (13) of each lever mechanism (8-11). This implementation of feedback directly in the master is preferable, but obviously not the only possible one and does not in any way limit the scope of protection sought. Another option for the implementation of feedback may be, for example, the option described in international application WO 9851451 A2 (publ. 19.11.1998).

Рассмотрим предпочтительный вариант осуществления настоящей полезной модели. Для полноты понимания работа заявленного захвата будет описана в рамках манипулятора копирующего типа, содержащего помимо захвата еще и задающее устройство, однако, как уже указывалось выше, охрана на задающее устройство не испрашивается.Consider a preferred embodiment of the present utility model. For completeness of understanding, the operation of the claimed capture will be described within the framework of the copy type manipulator, which, in addition to the capture, also contains the driver, however, as already mentioned above, protection for the driver is not claimed.

Сигнал управления создается задающим устройством (1). При движении пальцем, например указательным, происходит поворот звеньев (12, 13) в кинематических парах (14, 15). При этом формируются сигналы на датчиках относительного поворота (16). Далее эти сигналы поступают параллельно на вход (30) функционального блока сравнения (4) и на блок системы управления приводами (3) - моторные драйвера. Последние в соответствии с сигналами формируют закон движения звеньев (23, 24, 25).The control signal is created by the master (1). When you move your finger, for example, with your index finger, the links (12, 13) rotate in kinematic pairs (14, 15). In this case, signals are generated on the relative rotation sensors (16). Further, these signals are fed in parallel to the input (30) of the comparison function block (4) and to the drive control system block (3) - motor drivers. The latter, in accordance with the signals, form the law of movement of the links (23, 24, 25).

Происходит их поворот в кинематических парах (26-28). При этом датчики относительного положения звеньев (29) регистрируют величину угла поворота звеньев (23-25). Информация о численных значениях углов поворота поступает на вход 30 функционального блока сравнения (4).They rotate in kinematic pairs (26-28). In this case, the sensors of the relative position of the links (29) record the value of the angle of rotation of the links (23-25). Information on the numerical values of the rotation angles is input to the input 30 of the comparison functional block (4).

В функциональном блоке сравнения (4) производится сравнение численных значений, поступающих с датчиков (16, 29) соответственно задающего устройства и захвата. При совпадении величины на выходе (31) сигнал управления на вибровозбудитель (33) не формируется.In the comparison function block (4), the numerical values coming from the sensors (16, 29), respectively, of the master and capture are compared. If the value at the output (31) coincides, the control signal to the vibration exciter (33) is not formed.

При наличии силового взаимодействия любого из звеньев (23-25) с внешним объектом показания энкодера (29) фиксируются и не изменяются. При этом с энкодера (16) величина сигнала продолжает возрастать вследствие движения пальцев оператора.In the presence of force interaction of any of the links (23-25) with an external object, the encoder readings (29) are recorded and not changed. At the same time, from the encoder (16), the signal value continues to increase due to the movement of the operator’s fingers.

В соответствии с разницей численных значений сигналов, поступающих с датчиков (16, 29) соответственно задающей системы и захвата, пропорционально их величине на выходе (31) функционального блока (4) формируется сигнал управления на вибровозбудитель (33). При этом чем больше разница сигналов с датчиков (16, 29), тем больше частота, генерируемая вибровозбудителем (33). Вибрация воспринимается оператором как наличие взаимодействия исполнительного устройства (2) с внешним объектом.In accordance with the difference in the numerical values of the signals coming from the sensors (16, 29) of the master system and the capture, respectively, in proportion to their value at the output (31) of the function block (4), a control signal is generated on the vibration exciter (33). Moreover, the greater the difference between the signals from the sensors (16, 29), the greater the frequency generated by the vibration exciter (33). Vibration is perceived by the operator as the presence of interaction of the actuator (2) with an external object.

Таким образом, заявляемое устройство обеспечивает регистрацию и передачу оператору через задающее устройство взаимодействия звеньев захвата с внешними объектами.Thus, the claimed device provides registration and transmission to the operator through a master device for the interaction of the capture links with external objects.

Приведенный пример осуществления заявленного захвата полностью описывает один из вариантов осуществления копирующего манипулятора антропоморфного робота, в котором может быть применен настоящий захват. Также указанный пример осуществления полностью подтверждает возможность достижения заявленного технического результата. При этом данный вариант является предпочтительным, но никак не ограничивает объема испрашиваемой охраны. Для специалиста в данной области на основании приведенного описания будут очевидны и другие возможные реализации заявленного устройства в объеме формулы полезной модели.The given example of the implementation of the claimed capture fully describes one of the embodiments of the copy manipulator of an anthropomorphic robot in which the present capture can be applied. Also, this example implementation fully confirms the possibility of achieving the claimed technical result. Moreover, this option is preferable, but does not limit the amount of protection sought. For a person skilled in the art based on the above description, other possible implementations of the claimed device in the scope of the utility model formula will be apparent.

Claims (1)

Очувствленный захват манипулятора, выполненный с возможностью взаимодействия с задающим устройством, размещенным на кисти оператора и имеющим элементы обратной связи и подвижные звенья, соединенные вращательными парами, содержащий подвижные звенья, соединенные вращательными парами, отличающийся тем, что он снабжен энкодерами для регистрации углов поворота звеньев захвата и блоком сравнения, связанным с энкодерами и выполненным с возможностью получения от задающего устройства значения углов поворота звеньев задающего устройства, сравнения этих значений со значениями энкодеров и формирования сигнала для передачи на элементы обратной связи задающего устройства, пропорционального разности значений углов поворота звеньев, полученных от энкодеров, и задающего устройства, при этом звенья захвата выполнены по кинематической схеме, аналогичной кинематической схеме кисти оператора. The sensed grip of the manipulator, made with the possibility of interaction with a master device placed on the operator’s brush and having feedback elements and movable links connected by rotational pairs, comprising movable links connected by rotational pairs, characterized in that it is equipped with encoders for recording the rotation angles of the gripping links and a comparison unit associated with the encoders and configured to obtain from the master device the values of the rotation angles of the links of the master device, with the equalization of these values with the values of the encoders and the formation of a signal for transmitting to the feedback elements of the driver, proportional to the difference between the values of the rotation angles of the links received from the encoders and the driver, while the capture links are made in a kinematic scheme similar to the kinematic scheme of the operator’s brush.

Images