|
Ультразвуковой дальномер, снабженный эластичными тактильными датчиками, сигнализирующими о близости твердой поверхности.
Для регистрации этих свойств создано множество различных устройств. В качестве примера мы рассмотрим лишь наиболее распространенные сенсорные устройства, информирующие о координатах и скорости объекта в рабочей зоне робота. К ним относятся, в частности, оптические дальномеры локационного типа. Принцип их действия состоит в том, что свет от источника, которым является специальная лампа или лазер, направляется через диафрагму на предмет и, отразившись от него, попадает на фотоприемник, сигнал от которого, усиленный электронной схемой, поступает в блок расшифровки: оттуда координаты объекта посылаются на один из уровнен системы управления робота. Расстояние до предмета (его координаты) определяется по времени распространения импульса света от источника до приемника, которое в 2 раза превышает время, необходимое световому сигналу для попадания в фотоприемник после отражения от предмета.
Существуют такого же локационного типа ультразвуковые и радиодальномеры, действующие подобно оптическим; у них вместо световых волн для зондирующего импульса используются ультразвуковые или радиоволны. На рисунке 36 показан общий вид ультразвукового дальномера. Важнейшими сенсорными устройствами стали в настоящее время телевизионные системы; их называют системами технического зрения. Основное назначение таких систем — получение видеоинформации об объектах внешней среды с целью их обнаружения, распознавания и идентификации (отождествления с алойными). Для этого робот оснащают не только одним «глазом», но и двумя, чтобы его «зрение» было тереоскопнческим (объемным); иногда создают направленную подсветку для его «глаз», чтобы они видели прежде всего нужную цель, и т. д. Сердцем любой телевизионной системы является ВМ, обрабатывающая по составленному для нее алгоритму полученные от телекамеры сигналы.
Скорость движения объекта в рабочей зоне манипулятора (змеряют при помощи прибора, называемого корреляционным змерителем1. Устроен он аналогично дальномеру. Отраженный предмета сигнал попадает в электронную схему, где сравнивается с таким же сигналом, пришедшим несколько раньше. По результатам сравнения вычисляется скорость движения предмета. Взаимосвязь всех главных составных частей робота, или как действует любое робототехническое устройство
Вы получили представление о всех основных элементах и узлах роботов. К более детальному рассмотрению их технических инструкций мы вернемся, когда будем рассказывать о конкретных примерах применения робототехники, а сейчас подведем ^который итог, чтобы получить более полное представление о работе как целостном устройстве. Выясним, как же все эти элементы и узлы работают вместе, взаимодействуя между собой. Иначе говоря: каков же принцип действия любого робота?
Прежде всего в его систему управления должна быть введена :манда на выполнение определенной операции. Эта команда может поступить от человека-оператора или вычислительной машины, управляющей цехом или отдельным технологическим процессом. Операция может быть задана с различной мерой дробности в зависимости от степени «разумности» робота, пример: «переместить схват вправо на 10 мм» — для робота с относительно простой системой управления. Наличие элементов искусственного интеллекта предполагает богатую сенсорную систему: такой робот произвести сборку деталей по чертежу, который «прост» телекамера, отреагирует нужным образом на устную команду человека-оператора, расшифровав ее для себя с мощью дешифратора речи, и пр. От латинского слова correlalio — соотношение, соответствие; название отбора подчеркивает его основной принцип действия; сравнение приходящих валов и определение соотношения между ними.
Попав в систему управления робота, команда передается от одного уровня иерархии к другому — сверху вниз, все более детализируясь. Высший уровень СУ запрашивает при этом у сенсорной системы информацию об окружающей среде, о положении, ориентации и состоянии объекта манипулирования, о наличии препятствий в рабочей зоне манипулятора. Обработав эту информацию и руководствуясь полученным заданием, он выдает команды на стратегический уровень, который, детализируя задание, в свою очередь передает его тактическому уровню. Во время детализации задания стратегический, а затем и тактический уровни тоже запрашивают необходимые сведения у сенсорной системы. Датчики обратной связи сообщают в СУ координаты, скорости, ускорения звеньев манипулятора, усилия, развиваемые приводами, отмечают моменты касания манипулятором предметов в рабочей зоне, а при захвате объекта манипулирования сообщают о наличии или отсутствии проскальзывания объекта при перемещении схвата. Тактический уровень СУ, пересчитав параметры движения манипулятора в сигналы управления по всем степеням подвижности, выдает команды непосредственно на исполнительный уровень—на привод манипулятора, который, «повинуясь» их воздействию, совершает заданную рабочую операцию.
Безусловно, описанная схема функционирования робота достаточно абстрактна. В ней не учитывались специфические для той или иной области их применения конструктивные особенности. А ведь существующие сейчас роботы очень разнообразны по назначению, степени «интеллекта», по техническому воплощению основных элементов, а значит, и по внешнему виду. С некоторыми конкретными образцами современных промышленных роботов вы познакомитесь в следующем разделе. Рассмотренный же нами здесь общий принцип действия роботов позволит лучше разобраться в том, какую работу и как они выполняют в каждом случае.
|
