SU736975A1 - Apparatus for controlling the movement of walking apparatus - Google Patents

Description

блока коррекции, генератора линейно-нарастающего напр жени  и блока вычислени  величин порогов.a correction unit, a linearly increasing voltage generator, and a unit for calculating threshold values.

На фиг. 1 изображены диаграммы движени  конечностей устройства при «поочередной походке; на фиг. 2 - блок-схема зстройства управлени  движением шагающего аппарата.FIG. Figure 1 shows the movement patterns of the limbs of a device during an "alternate gait;" in fig. 2 is a block diagram of the motion control unit of the walking apparatus.

Устройство содержит пульт 1 управлени , блок 2 вычислени  величин порогов, блок 3 пороговых элементов, блоки 4 и 5 вычислени  лродолжительностей фаз переноса и опоры, генератор 6 линейно-нарастающего напр жени , блок 7 коррекции, блоки 8 управлени  движени ми шарниров конечностей, блок 9 запуска, блок 10 вертикального опускани  конечностей, логическую схему 1L И, блок 12 датчиков углового положени  шарниров и бло.к 13 тактильных датчиков.The device contains a control panel 1, a block 2 for calculating threshold values, a block 3 for threshold elements, a block 4 and 5 for calculating the duration of the transfer and support phases, a linearly rising voltage generator 6, a correction block 7, blocks 8 for controlling the movement of hinge limbs, block 9 launch, vertical limb lowering unit 10, logic circuit 1L, block 12 of sensors of angular position of hinges and blocks of 13 tactile sensors.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Рассмотрим работу на примере шагающего аппарата, имеющего симметричнюе относительно продольной оси расположение конечностей. Кажда  конечность аппарата имеет, например, три степени свободы и состоит из двух шарниров: двухстепенного шарнира бедра и одностепенного шарнира голени. Причем, одна степень свободы шарнира бедра обеспечивает движение конечности вперед-назад, а друга  степень вместе с шарниром голени обеспечивает движение конечности в вертикальной плоскости.Consider the work on the example of the walking apparatus, which has a symmetrical arrangement of the limbs relative to the longitudinal axis. Each limb of the apparatus has, for example, three degrees of freedom and consists of two hinges: a two-stage hinge of the thigh and a single-stage hinge of the tibia. Moreover, one degree of freedom of the hinge of the hip provides the movement of the limb back and forth, and the other degree together with the hinge of the shin provides the movement of the limb in a vertical plane.

Управление каждой конечностью осуществл етс  независимо от остальных по командам своего блока управлени  движени ми . Целенаправленные движени  аппарата осуществл ютс  координацией движеНИИ конечностей за счет формировани  и поддерл ани  задавното типа по,ходки. На фиг. 1 показана диаграмма формировани  «поочередной .походки. Данна  походка характеризуетс  поочередным переводом каждои конечности в фазу переноса (обозначено жирной чертой), причем очередность перевода выбрала, на прИ|Мвр, вида 1-2-3- 4-5-6, где 1-3- номера конечностей левой стороны аппарата в направлении движени , а 4-6 - правой стороны. Вид фазы определ етс  по движению в первом шарнире: ири движении вперед - фаза переноса , назад - опоры. Причем, в интервале времени /i-/2 (Дл  первой конечности ) производитс  изменение наиравлени  движени  в первом шарнире (фаза опоры), адвижение во втором и третьем шарнирах сохран етс  до момента tz, что позвол ет поставить конечность на опору. В этот момент времени конечность № 2 переходит в фазу переноса.Each limb is controlled independently of the rest by the commands of its motion control unit. Targeted movements of the apparatus are carried out by coordinating the movement of the extremities due to the formation and support of an assortment of movements. FIG. Figure 1 shows a diagram of the formation of an "alternate walk." This gait is characterized by the alternate transfer of each limb to the transfer phase (indicated by a bold line), and the order of translation has chosen, on the line | Mvr, of the form 1-2-3-4-5-6, where 1-3 are the numbers of the limbs on the left side of the apparatus in the direction of movement, and 4-6 - the right side. The type of phase is determined by the movement in the first hinge: forward movement — transfer phase, backward support. Moreover, in the time interval Ii / 2 (For the first limb), the movement control in the first hinge is changed (support phase), the movement in the second and third hinges remains until tz, which allows the limb to be supported. At this point in time, limb No. 2 enters a phase of transference.

На пульте / уп равлени  1выби|рают заданный тип походки и скорость движени  On the console / control 1, select the specified type of gait and speed of movement.

аипрата. Сигнал, Соответст1вующ1ий дайной походке, noicmyraaeT на блок 2 вычислени  порогов, осуществл ющий вычисление дл  и аждой конечности некоторо-го значени  порога , соответствующего номеру конечности и заданной походке. Вычисленные значени  поступают на блок 3 пороговых элементов, на второй вход которого поступает сигнал с генератора 6 линейно-нарастающего напр жени , период которого равен периоду шага. Как только сигнал генератора превышает величину порога данной конечности, на выходе блочка 3 по вл етс  сигнал, перевод щий блок 8 управлени  данной конечностью в соответствующую фазу, например фазу переноса. Спуст  заданное врем  переноса, также определ емое пороговым значением, блок 8 управлени  переводит конечность в фазу опары: Но так как регул рные движени  конечностей описываютс  уравнениемaiprata The signal corresponding to the walking gait, noicmyraaeT to the threshold calculation unit 2, performs the calculation for each limb of a certain threshold value corresponding to the limb number and the given gait. The calculated values are fed to a block 3 of threshold elements, the second input of which receives a signal from a linearly increasing voltage generator 6, the period of which is equal to the step period. As soon as the generator signal exceeds the threshold value of this limb, a signal appears at the output of the block 3, which transfers the control unit 8 of this limb to the appropriate phase, for example, the transfer phase. After a predetermined transfer time, also determined by a threshold value, control unit 8 transfers the limb to the opare stage: But since the regular movements of the limbs are described by the equation

„У„ t,V, S,„U„ t, V, S,

где /п, IQ-длительности фаз переноса и опоры;where / n, IQ-duration of the phases of transfer and support;

п 0 - с ко рости ф аз;n 0 - with a factor of f az;

S -длина шага;S is the step length;

и пе|ри1од Сипнала генератора 6 равен периоду шага, тю изменение типа походки должно сопровождатьс  изменением длительностей фаз П ерено са и опоры, что при посто ииой длине шага т|ребует вычислени  соответствующих значений скоростей этих фаз. Такие вычислени  дл  заданной походки произвад то  в блоках 4 и 5.and the Sipnal generator 6 is equal to the step period, and the change in gait type should be accompanied by a change in the durations of the Prenos phases and supports, which, if the step length is constant, r |, the calculation of the corresponding values of the velocities of these phases takes place. Such calculations for a given gait are performed in blocks 4 and 5.

|Следующа  в волне пе;реноса конечНО|Сть не будет переводитьс  в фазу переноса до тех пор, пака с выхода блю1ка 13 тактильных датчкиов не 1придут сигналы на схему // М, соответствующие движению в фазе offiopbi всех конечностей. Если сигнал схемы 11-«О, то блок 9 запуска фиксирует сигнал генератора на достипнутом уровне, а если - «1, то оипнал генератора продолжает увеличиватьс  и происходит заданное по пропрамме переключение фаз движени .Next in the wave of transfer; Finite transfer will not be transferred to the transfer phase until the pack of 13 tactile sensors from the output of the bluetooth does not receive signals to the // M circuit corresponding to the movement in the offiopbi phase of all the extremities. If the signal of the circuit 11- "O", the start-up unit 9 fixes the signal of the generator at the reached level, and if it is -1, then the generator's signal continues to increase and the movement of the phases specified by the propam occurs.

При переключении каждой конечности в фазу сигнал с блоков 8 управле (нн  подступает на бло1К 10 вертикального опускани  К онеч1ности, обеапечива  движение этой монеч1Н10|СТ1и по вертикали к поверхности . Это дви;жение осуществл етс  за счет второго и третьего щарниров и преК|ратито  при достижении поверхности по сигналу с блока 13 тактильных датчиков. ТаиЕм о разом, неровности поверхности не будут вли ть на изменение фаз переноса и опоры, что .способствует поддерживанию заданного типа поход|ки.When switching each limb to the phase, the signal from the 8 control units (nn rises to the vertical blocking unit 10 K), the movement of this moneton H10 | CT1 and vertical to the surface. The movement; at the expense of the second and third joints and preK | reaching the surface by a signal from the block of tactile sensors 13. At once, surface irregularities will not affect the change of the phases of transfer and support, which contributes to maintaining a given type of walk.

Измен   в произвольный момент времени ТИ1П походки на пульте 1 блоки 2-5 практически мгновенно перевод т блоки 8 в режим новой походки. При этом переходной пери.од отсутствует.Change at an arbitrary time TI1P gait on the remote 1 blocks 2-5 almost instantly transferred blocks 8 to the new gait mode. In this transition period.od missing.

такое иэманен е может происходить при дро.иэВОлыных угловых пожажени х 1с:онеч1но1стей. Поэто м у по си1Г.нала,м с блока 12 датчиков )тл10 ВОго положени  в блоке 7 ко|ррвкции текул1,ие значени  угловых положений сравниваютс  с программно зада/ваемымй дл  моментов лераключеми  фаз  , если они ipaiBiHH, то в бло«е 7 вырабатываетс  си:пнал, 1пр01пор:цио. расоогласаванию и измен ющий скорость переноса каждой ,ко неч1ности таа(, что:бы придти в .конце фазы neipeHOica в зада иое положение. Such imanen e can occur in the case of hand-crafted 1c corner burners: only one. Therefore, the unit is equipped with a 12-gauge unit and 10 gauges in a position in block 7 of the com- partment, the current angular positions are compared with the software set points for the key points, if they are ipaiBiHH, then in block 7 Produced by: pnal, 1pr01por: cyo. to the disagreement and changing the rate of transfer of each end of taa (that: would come at the end of the neipeHOica phase to the desired position.

Данное ус11рой1ст1во травлени  движением шагающего аппарата за счет фор.м.ирова ИЯ THina похощки по задаваемым длительност м фаз nepeHOica и опоры, а та1кже использование вертикального опускалс  конечности на О1порную поверхность обеспечивает 1по,ддер1жа.ние заданного типа походжи при епо перест1роен1ии и воздействии внешщ«х возбуждений в процессе движени  акпарата .This method of etching by the motion of the walking apparatus due to the shape of the thrashing for the specified duration of the nepeHOica phases and the support, and also the use of the vertical descent of the limbs on the O1 support surface provides one for a given type of walk during the extremity and the impact of the outer surface. x excitations in the process of movement of the device.

Claims (1)

1. Автор(акое (овидетельство СССР то за вке № 2350825/(, кл. А 61 F 5/02, В 62 Д 57/02, 1976 ((прототип).1. Author (a certificate (USSR certificate then application number 2350825 / (, cl. A 61 F 5/02, B 62 D 57/02, 1976 ((prototype)). i:iii: ii aiut.faiut.f