SU736975A1 - Устройство управлени движением шагающего аппарата - Google Patents

Description

блока коррекции, генератора линейно-нарастающего напр жени  и блока вычислени  величин порогов.

На фиг. 1 изображены диаграммы движени  конечностей устройства при «поочередной походке; на фиг. 2 - блок-схема зстройства управлени  движением шагающего аппарата.

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.

Устройство работает следующим образом .

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.

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.

На пульте / уп равлени  1выби|рают заданный тип походки и скорость движени 

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  уравнением

„У„ t,V, S,

где /п, IQ-длительности фаз переноса и опоры;

п 0 - с ко рости ф аз;

S -длина шага;

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.

|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 .

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.

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.

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.

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 .

Claims (1)

1. Автор(акое (овидетельство СССР то за вке № 2350825/(, кл. А 61 F 5/02, В 62 Д 57/02, 1976 ((прототип).

i:ii

aiut.f