Устройство для ввода информации

 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для ввода информации в ЭВМ, и может быть использовано для свода координатной, графической , текстовой информации, а также может найти применение в системах автоматики и телемеханики для дистанционного управления объектами. Целью изобретения является расширение области применения устройства зэ счет увеличения объема вводимой информ&ции и увеличения чувствительности к управляющему воздействию. Поставленная цель достигается введением

СООЗ СОВГТСК<,"Х

СОЦИАЛ И СТИЧ Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 06 F 3/023

ГОСУДАРСТоЕИ- ЦЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPN ГКНТ СССР

OIHYiCAHYi= ИЗСБ -ЕТ НКЯ Б

К АВТОРС 0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4616496/24 (22) 05.11.88 (46) 15.01.92. Бюл. М 2 (71) Винницкий политехнический институт (72) В,Ал аврилов, B.Ï.Îíèùóê, Т.Е.Дацюк и

Н.Т. Карпенко (53) 681.327(088.8) (56) Томашевский Д.И. и др. Графические с д .Таз с "-том 37! .3 а

РЭА. — М.: Советское радио, 1980, с.65.

Авторское свидетельство СССР

t4 370602, кл. G 06 F 3/02 ° 1970.

Авторское свидетельство СССР

М 1361535, кл. G 05 F 3/023, 1986....ЯЛ,, 1705816 A l (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМА:,:ИИ

<57) Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройс вам для ввода информации в ЭВМ, и может быть испо«,эовано для ввода координатной, графической, текстовой информаци<л, а также может найти применение в системах автомати:.и и телемеханики для дистанционного уп",авления обьектами. Целью изобретения является расширение области применения устройства зэ счет увеличения обьема вводимой информации и увеличения чувствительности к управляющему воздействию.

Поставленная цель достигается введением

1705816

15

25

40

4Г цилинд;,и . ских держателей в виде подвижн1 х 4 и неподвижных 5 шт .ф<о з, в.-1полнен<лом pII,11: 1; правления 1з гз11дс стер:;эня круглого сечен я, а корпуса 3 — цилиндрическим, закреплением стсрж11я в коопусе 3 гибкой мембраной 2, особым расположениИзобретение относится к вычислитепьной технике, в частности к устройствам ручного ввода информации в вычислительные систем.i, и может быть использовано для ввода координатной, графической и текстовой информации.

Известн.. устройство для ввода информации, содержащее рукоятку двухкоординатного переклзочателя шарового типа, преобразующего телесный угол поворота рукоятки во вращательное движение перпендикулярно установленному подвесу, шторки с диафрагменными отверстиями, систе;1у светадиодое и источников света.

К недостаткам устройства следует отнести наличие слох<ного механического узла, облада1ощего инерционностью, люфта."зи, что влияет на то<1носгь и скоросзь ввода информации. Кроме гого, вводимая информация описывается только двумя координатами.

Известно устройство для ввода инфоомации, содержащее стеp:I;GIIb подпрух<иi e;IsIoi o рычага управ зения с двумя группами контактов, связанных с рычагом управ:ения и его шарниром.

Недостатками этого усгройства являются Ilèoкая скорость ввода информации, связанная со свободными xGдами рычага управления, ограниченный объем вводимой информации, обусловленный огрэниченны л кofil

Контакты обладаюг низкими эксплуатационны1;и ха актеристиками.

Наибг .е близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату явг<:,е, я устройство для ввода информации, содержэ<цее корпус, рычаг управ< е IIns, выполненный в виде эащемленно i в корпусе балки с четырьмя взаимно перпендикулярными зкертсснными ребрами, н» которым рэc11aлох;сны r.ров<1<зочные тен",Gрэзисторы, вкл:э:III111» ьо взаимно противополо,кнь1е плечи двух мос.ros постоя1 но<0 тока, н, ли,евой ство зне хор "I <<,3 эа <раплена "к.:ла с информа

С<" « ВО«аМИ.

К нсдосгаг,=.ми этого иэьестного устройстзза с< сдует о» и огр,зниченное хоем держатеззсй на одинаковом расстоянии

or мембраны 2 в дгу; плоскостях, а также особо11 намогко11 проволочных тенэорезиcT<)poQ 6 и klx вхлю I< 11,1chl 9 MQGTbl постоянного тоха. 4 ил., 1 табл. личество вводимой информации. обусловленное тем, что устройства рабо гает в одной плос<о< ти (перпендикулярной оси рычага управления), жесткость рычага управления неравномерна в различных направлениях нажатия, что вызывает неравномерность выходного злектричес.<ого сигнала при одинаковом усилии нах<атия на ручх управления в различных направлениях, чго привод<лт к низкой чувствительности и усилению нажатия. Кроме того. для получения максимально возможного выходного сигнала (ограничснйого ynpyrcII деформацией тенэорсзисторов) требуется относ;1тельно большое усилие для nреодол ния жесткости рь<чага и его ребер.

1„ ель 11эобрстения — расширение пбл«а° сти применения устро,<сз са за счет ув fl«1чения объема вводимой информации и увеличения чувствительности к управляющему воздействию.

Поставленная цель достигается введенисм цилиндрических держа елей в устройство для ввадэ информации, содержа<<зее корпус, на лицевой стороне которого закреплена шкала с информац онными символами, рычаг управления и тсиэодатч1 ки

llа проволочных тензорезисторах, выполнением рычага управления в виде стержня круглого сечения, а корпуса — ци:<индрическим, закреплением стержня в корпусе гибкой мембранo é, - ñ- !.-û..l рэспо.зозкенисм ц<ллиндриче" ких дер хателей ilа о.,инаковом расстоянии от г:;,бхой м, мбраны в двух плоскостях, а также oco .1G.I намот<.ой проволочных тенэореэисторов и их <зкл<очснием s мосты настоян 1ого тока.

На фиг.1 представлена консгрукция устройства; на фиг.2 — разрез Л-А нз ф,зг.!; на фиг,З вЂ” разрез 5 -1"- на фиг.1; на ф.1ã.4-схема в .. оче11ил -ген=ор ..исторов в,"1осты постоя1 ного тока.

YcToGècT8o (фиг.1) сойер)хит подви.".<ный рычаг 1 управ<зени11 в виде стер:: ня круглого ссчснз<зi, котовы <посредсгвом гибкой мембраны 1 соединен с корпусом 3, в ы Гl о л н < -: l < ««:< м ц!1л и н д j и з е с I< и м . «× д р ь l . i а Г е 1 на одинаково 1 р: CTGíi :.1 д<эух сторон в

<зв ««< плоскoc гях GT Mob op Ill 2 укреплс<зы

1705816 по два цилиндрических держа3е1я в в,ric подвижных штифтов 4. На корпусе устройства, на то1л же расстоянии от мембр",t-:ь 2 укреплены по два цилиндрических дг". чателя в виде vån. движных штифтов 5. М:-жду подвижнь ли 4 и неподвижными 5 штифтами вдо;.b рычага 1 намотаны по три проволочных тензодатчика в виде тензорезисторов 6 (на фиг.2-4 тензорезис|оры 6 обозначены R1- R12). Тензорезисторь вкп|очены в плечи трех мостов постоянного то::R.

На лицевой стороне корпуса закреплена шкапа 7 с информационн1,1ми символаь л.

Штифтгл 4, расположеннь е с одной стороны от мембраны 2, находятся под угасал

90 по отношению K подвижным штифтам 4 с дру ой стороны, что позволяет расположить с противоположных сторон OT мембраны 2, напротив подвижных 4 неподвижны штифты 5. Подвижные 4 и неподвиж.1ые 5 штифты, расположенные с одной стсронь

От мембраны 2, находятся под углом 90" один к другому по той же причине, Гаклм образом, с каждой стороны от мембраны 2 подвижные 4 и неподвижные 5 штифты расположены ортогонально, что соответст»уст расположению осой Yooðïèíýò Х и Y1фиг.2, 3).

Устройство работает следующ|лм образом.

В исходном состоянии усилие к рычагу

1 не приложено, все проволочные тензореэисторы 6 (R1 R12, фиг.2) намотаны с одинаковым натягом и имеют одинаковое . электрическое сопротивление (далее — опротивление). При это мосты постоянного тока сбалансированы, выходные напряжения на их выходах отсутствуют (выходной сигнал равен нулю Овых х = О, U»> y = О, 1.4ых.z = О)

Рассмотрим работу устройства на примере ввода координатной информации при перемещении рычага 1 в пределах 360 (в направлениях Х,-Х; Y,-Y;-М, М;-К, К, фиг.2), при нажатии на рычаг 1 только в вертикальном направлении, а также при одновременном нажатии на рычаг 1 в вертикальном направлении и перемещении рыча а 1 в укаэанных направлениях в горизонтальной ппоскости.

Работа устройства поясняется таблицей.

При перемещении рычага 1 в горизонтальной плоскости (перпендикуляр|го оси рычага-1 управления) в направлении определенного символа, например+X, происходит перемещение яе1>;него конца рыч.:-, 1 управлония в сторо|11 нажатия, а ни>хнегс его Kot! ца — ь про тило«олс>ьну|о. Так к;; при этом расстояние между подви>кными и г,50

5с

ЗО

45 под и> ными штифтами 4 и 5 изменяется, происходит дополнительное >астяжение или с>катие (в пределах ynpyr«x деформаций) намотанных с предварительным натягом г|ровспочных тензорезисторов 6, причем тензср зисторы R7-R9 (фиг.З) сжимаются, а тензорезисторы R10 R12 растягиваются. TBY как .Онзорезисторы R7-R9 сжимаются, то их сопрстивле|1ие уменьшается (;1 — меньше, см. таблицу), а тен."орезис-, оры R10 — ",12 растягиваются и увеличивают свое сопрот,.влс".ие (fi — оольше). Тензороз. стори К11, R12 и 87, R8 включены соответственно в прстивополож|:ые плечи |лоста "Х". Увеличение сопротивления тензсрезисторов R 1, R12 и у1лоньшение RT, R8 приводит к появлению на выходе (верхне1л по схеме, г.:1. ф:;г.4а) моста постоянного тока сигнала положительной пс;;ярности (-"" в таблице). Тензорезисторы R1 -КЗ и R4Кб находятся t3 nr.oñêoñòè мини1 |льногс перс1лещения и сопротивление в них не изменяется ("0" в таблице), эти те.1зсрезистооь включень соответствующим образом в плечи моста "Y" (фиг,4б). 1ла выходе .лоста

"Y" вь ходной сигнал такж; будет равен нулю.

Гензорезисторы RÇ, R4, К9, R10, включеннь е в мост "Z" (фиг.4в), при это, работают следующи.л образом: R9 сжимается и уменьшает свое сопротивление (M), R10 растягивается и увеличивает свое сопротивление (Б), а КЗ и R4 находятся вне плоскости де1ср1лации и conротивление не изменяют (0), Тонзорозисторы R9 л К10(котср1 е изменяют сзое сопротивление) включены в противоположные плечи моста "Z", изгленяют сесе сопротивление одновременно и на одинаковую величину, компенсиp> друг друга; КЗ и R4 остаются постоянными, В. результате баланс моста "Z" не нарушается, сигнал на выходе госта равен нулю.

Таким образом, при нажатии ча рычаг 1 в сторону симвога +Х на выхода.: трех моcTGB появляются выход||ые сигналы: полоительной поляр|ности только HB выходе моста "X" и отсутствие сигналов на мостах

"Y" и "Z, что однозначно соответст Зует направлени|о нажатия.

Аналогично работает устройство при нажатии в произвольном направлении в пределах 360О. П и нажатиях в направлениях,отличны:; от осей Х и Y,например в сторону символов +К. -t M, -К, -Vi (фиг,2), будут рабе тать мсс|ы "Х" и "Y По таблице можно про;,...едить раЬОту устройства в этих напрае 1» .ниах нзжз: ия, Расс1лстрим работу устройства при верти:.яьно11 нажат|111 (пс oci. Z) усилием Р.

При этом гензорезисторы К7-К13 растяги170Ы1а ваются все на одну длину и увеличивают

cI.o8 сс протиалсние на одчу вели .ину, э тензорезисторы R I--BG с..",кмаются и уменьшают сопротивление также на одну величину.

Тензорезисторы Н7, ЯO, Я11, Я12, включенные в мост "Х", одновременно увеличивают сопротивление на одинаковую величину, что не приводит к разбалансу моста "Х", т.е, выходнОЙ сиглал Uasx,x = О, Тензорезисторы

R1, R2, Н5, Яб, включенные в мост "Y", одновременно íà одинакову о величину уменьшают сопротивление, что также не приводит к изменению выходного сигнала с моста "Y".

Тензорезисторы, включенные в мост

"Z", изменяют сопротивление следующим образом: Я9 и R10 увеличивают сопротивление, а R3, Я4;меньшают, что приводит к разбалансу I .;ста "Z" и появлению на его выходе сигнала положительной полярности.

По таблице можно проследить работу устройства при одновременном нажатии в вер-,икэльном и соответствующ .х горизонтальных направлениях.

Комбинация полярности, э также величина выходного сигнала из трех мостов однозначно несет информацию О направлении и усилии нажатия на рычаг управления, Предлагаемое устройство позволяет расширить область применения устройства путем увеличения обьема вводимой информации за счет ввода пространственной информации а системе трех координат Х. Y, Z.

Кроме информац ü.. соотве1сгву10щей нажатию на рычаг 1 уп„=вления в горизонтальо ном напрэвгении а пределах 360 в координатах);, Y устройс-.ао позволяет получить си, нал, прог1орциональный усилию нажатия на ры -:г 1 управления в вертикальном нэправлллии по оси Z. Так, например, при.вводе теKOToB и информации сигнал, соответств;;ощкй нажатию нэ р:чаг 1 управления в вертикальном направлении, может служить управляющим сигналом переключения реги-тра (KOnI; I cTIIO регистpoB,ì0õ;ет с00гветствсвэть определенному ус .liIMIQ пж::этия нэ ручку управления), перевода каретки (хуpcOpB) нэ новую стр;ку или получения другой ьспомогательнои информации. Крсмз того, устройство СОлэдэет большой чувствительность:-О к управляющему возу,::-йсгв IIÎ зэ счет меньшего усилия нажатия Ilà рычаг 1 упоэвления для полу Ieния определенного уровня сигнала. Так кэк в прототипе рычаг одним концом жестко закрепген ч Kopll се устройства и жесткость рычага оп еделяется жертвенными ребрами (когоры.; явл, естся рс..брами же=ткости), T0 .,.Ове,lo выходного сигнала HE:Оэ номе10

Q0

55 ран (при одинаковом усилю. нажатия) в р: зличныx нэпрэвлени:lõ на эт. я и опре.;е яется упругими свойствами рычага управления при его изгибе.

В предложенном устройстве оба конца рычага управления перемещаются и уровень выходного сигнала зависит от других сгойств тензорезисторов, что в итоге приводит к одинаковому уровню выходного сигнала при одинаковом усилии нажатия на рычаг управления в произвольном направлении.

Формула изобретения

Устройство для ввода информации, содержащее корпус, на лицевой стороне которого закреплена шкала с информационными символами, рычаг управления и тензодатчики на проволочных тензорезисто".ах, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет увеличения объема вводимой ин зрмации и увеличения чувствительности к управляющему воздействию, оно содержит цилиндрические держатели, рычаг управления выполнен в виде стержня круглогосечения, закрепленного в середине внутри коопуса, выполненного цилиндрическим, гибкой мембраной. цилиндрические держаTpIIè расположены по четыое на одинаковом

p сс10янии От гибкОй м .-.м0оэпы а ДоyA влО скостях, перпендикулярных продольной Оси стержня, причем в первой плоскости два цилиндрических держателя закреплены диаметрально противоположно на стержне, два других диаметрально расположенных цилиндрических держателя перпендикулярны к первым и закреплены на цилиндрическом корпусе, во второй плоскосги два диаметрально расположенных цилиндрических держателя закреплены нэ стержне пенпердикулярно цилиндричес им держателям, закрепленным на стержне в первой плоскости, э два других цилиндрических держателя,::О BTopîè плоскости расположен. диаметрально и закреплены на цилиндрическом корпусе и"..ðïåHäèêóëÿðè0 цилиндричс. ким держателям, закрепленным на стержне. и цилиндрическим дер :этелям, закрепленным на цилиндрическом корпусе в первой плоскости, нО цилиндрическихдер;KàTåiIÿх, расположенных в разных плоскостя;, паоэллельно продол.: с: Оси стержня, намотаны flo три проволочных те. Орезисторэ, включе.-;них в три моста пос-G::,.-IíO. тока, при этом по два гц,о..оло-.ных те.: ор — зистора, намотанных нэ диаметрально рзспо .оженные цилиндрические держатели. закрепленные в первой гглоскости на стср.

ЫНЕ, а Во ВтОРОй ПЛОСКОСТИ вЂ” Hi3 ЦИГII×ãIPËческом корпусе, включены B первый мост постоял ю-о гс.;, по д:-а провело нсгх тен10

1705816 мост постоянного тока,в третии мост постоянного тока вкл(обмены четыре проволочных тензорезистора, намотанных по одному на пары цилиндрических держателе ) в первой

5 и второй плоскостях. зорезистора, намотанных на диаметралкно располо.. енные цилиндрические дер>катели, закрепленные в первой плоскости на ., ЛИНдрИЧЕС(От) КОроуСЕ; а ВО ВтсрОй ПЛОскости — на стер.кне, вкл)очтзны во второй

Состояние мостьм прм одновременном наметим о вертит авь ноев м горнзонтавьмон»вправлен»се

Состояние месм ° лрн в ртисальг. зм »апатии иа рычаг тпраапенма ь г .чня в гО(нзгСн аль Ой

Бгrl- 7

Состояние резсторлв

Ссг„т1янна гюгов» l» наметим нт рычат тл тл г Y. Ыс

Пгл лсР ность

Состояг. в

C.êòàÿê»e тснзорсэисторэв

Поляриост тенэорезыст ров

R5, R6

R7. R8

R 10

l40eта

R9

R3 В4 ггг. R2 кэ т. яз2 та в о

О

У

-М M и рм н е на им c: м -(меньше), тенэорезисторы тменьгнают свое -свсютивявнне, Б -(больше), тензорсзисторы увеличивают свсе сстротнвление.

+ - поаомитеяьнав полярность моста (погоните..гное напряяенив на веря»ем по сасне вывода носта):

- - отрицательная лолярнтгсть моста;

О - тенэоретисторы и мос ы не мэменяют csoего состояния.

Напрасленив

»апатия в гор»ао,таль нод плосKDe»I ьХ

+к

Фт

+М

-Х .к

М и о

Б

Б

О

М

М

М о

S о

М

М

Б

Б

О

Б

Б

О

М

М

0

М

М

О

Б

О

Б

Б

О

М

M

0

Б

Б

С

6

О

М

0

О

0 о

О

0

О о

0 о

О о

О

О о

О

0 о

О о о о

Ф

+

+

+ ь

+ е а

+

i 7G;>816

/7ИР

Состаеител ь А.Осипова

Техред M.Моргентал Корректор M,Кучерязал Редактор Л.Маковская

Закаа 193 Тира:х Порписное

ГНЫЫГ Л Госудэрстзенн ого ко и.е а,о изо5ретснияи и отц.:-. тия.л при ГКНТ СССР

113035, Ь сс|. еэ,:,-. г,">, РэgI . 1 на0., 4/5

П оиз"-одственно-издательский ко;:Ь.нот "Патент", г, У;:--..город, ул.Гагар нз, 101