Фотоэлектрическое слядящее устройство

 

641885 и восьмого элементов И, при этом выходы первого и второго элементов И соединены через первый элемент ИЛИ с первым выходом переключателя, третьего и четвертого элементов И через второй 5 элемент ИЛИ вЂ” со вторым выходом переключателя, пятого и шестого элементов И через третий элемент ИЛИ вЂ” с третьим выходом переключателя, седьмого и восьмого элементов И через чет- 10 вертый элемент ИЛИ вЂ” с четвертым выходом переключателя.

На фиг. 1 изображено расположение чувствительной системы в плоскости, перпендикулярной подвижному объекту и траек-15 тории егo движения; на фиг. 2 — путь отраженного луча в момент приближения объекта к границе зоны захвата с одной стороны; на фиг. 3 — то же, момент, когда объект находится в точке цепи; на фиг 4 — то же, в момент приближения объекта к границе зоны захвата с другой стороны; на фиг. 5 — состояние точного позиционирования в перспективе; на фиг. 6геометрические соотношения, показывающие, что изменения расстояния не влияют на позиционирование; на фиг, 7 — схема соединения преобразователей электрических сигналов с приводами управления объектом; на фиг. 8 — пример исполнения

ЗО логического переключателя.

Устройство состоит из поверхности 1 объекта, на которой расположены в вершинах правильного четъ рехуголы ика четыре фотодиода 2, а в центре четырехугольника — точечный источник 3 светового излучения, образующий угол ф. между перпендикуляром 4 угла падения света на отражающее зеркало 5, расположенное на каркасе 6, и равный ему угол отраже

40 ния света от зеркала 5 на фотодиод .2.

Выходы фотодиодов 2 связаны со входом преобразователей 7 — 10 сигналов, Длина зоны захвата, например в направлении перемещения Х равна длине зеркала 5

45 в этом направлении, например LX, Если плосксти транспортируемого объекта и размещенного на трассе каркаса 6 параллельны, то нормаль 11 к поверхности

50 объекта параллельна перпендикуляру 4, Пункт вероятного расположения источника 3 светового излучения — на трассе

12. Выходы преобразователей электрических сигналов 7 — 10 связаны со вхьдами логического переключателя 13, к выходам которого подключены приводы

1 4- 1. 7 управления объектом. Логический переключатель 13 выполнен на восьми элементах И 18-25, четырех элементах

ИЛИ 26-29 и четырех инверторах 3033, причем первый вход переключателя соединен со входами 19 и 23 элементов И и входом инвертора 33, второй— со входами элементов И 18 и 24 и входом инвертора 31, третий — со входами элементов И 20 и 22 и входом инвертора 32, четвертый — со входами элементов И 21 и 25 входом инвертора 30, а выходы инверторов соединены: инвертора 30 — со входами элементов И 18, 19,22 и 23, инвертора 31 - со входами элементов И 20 - 23; инвертора 32 со входами элементов И 18, 19,24, 25; инвертора 33 - со входами элементов И

20,2,24 и 25, при этом выходы элементов И 18,19 соединены через элемент ИЛИ 26 с первым выходом переключателя, элементов И 20 и 21 через элемент ИЛИ 27 со вторым выходом переключателя, элементов И 22 и 23 — через элемент ИЛИ 28 с третьим выходом переключателя, элементов 24 и 25 через элемент ИЛИ 29 с четвертым выходом переключателя.

Устройство работает следующим образом.

Пусть объект перемещается в направлении транспортировки Х, При этом расстояние между двумя соседними фотодиодами 2 при длине зеркала Х составляет величину. 2 . Х, По причине оптической взаимосвязи, согласно фиг. 2 вЂ, 4, световой луч источника 3 не может попасть на фотодиод 2, пока расстояние между нормалью 11 и перпендикуляром 4 боль;ше, чем длина зеркала, т.е, З + LX. Если объект 1 приблизился к пункту назначения настолько, что 33 = L Х, то фотодиод будет находиться в какой-то точке перпендикуляра 4 и примет свет от источника 3. При дальнейшем перемещении в этом же направлении расстояние Л п стоянно уменьшается и при 33=0 нормаль 11 совпадает с перпендикуляром

4, Тогда расстояние обоих фотодиодов от проекции нормали 11 в направлении X составляет .Х, и оба диода воспримут свет. То же произойдет при приближении объекта 1 к выбранной точке с другой стороны. Изменится лишь последовательность активизации диодов. Таким же образом протекает процесс в направлении Y

Точное позиционирование иллюстрируется фцг. 5. Все четыре фотодиода 2 равнэудалены на расстояние L Х от пр екции

641885 перпендикуляра 4 в направлениях Х и (, т.е, все 4 выдают сигнал.

Наведение осуществляется следующим образом. Через преобразователи сигналов 710 подключаются выходные сигналы диодов на вход переключателя 13, выполненного так, что только при одном входном сигнале через соответствующий выход переключателя включаются два привода из четырех

14 — 17, которые воздействуют на пере-Е0 мещение в направлении перпендикуляра 4, Это перемещение может привести к тому, что сработают два других фотодиода 2, т. е. позиционирование закончено в одном направлении, или все четыре, тогда позицио- нирование закончено в обоих направлениях.

В первом случае переключатель 13 дает лишь один сигнал.

Из фиг. 6 следует, что срабатывание и отключение чувствителыпях элементов в процессе движения определяется только расстоянием между нормалью 11 и перпендикуляром 4, и изменения рассточний между параллельными плоскостями каркаса 6 и объекта 1 не имеют никакого значения. Если расстояние между названными плоскостями имеет величи30 ну Р, то перпендикуляр 4 и световой луч образуют угол d,Ð, и продолжение светового луча пересекает нормаль 11 в вероятной точке 12 Р. ПосколькуЭ= L Х, отраженный световой луч пересечет пер35 пендикуляр 4 как раз на расстоянии Р от зеркала 5, при котором фотодиод 2 воспримет свет, Если расстояние между параллельными плоскостями составляет

Со величину G, то перпендикуляр 4 и световой луч образуют другой угол Д.G продолжение светового луча пересекает нормаль 11 в вероятной точке 12 G, а отраженный луч пересекает перпендикуляр с5

4 на расстоянии С от зеркала 5, прн котором он снова воздействует на фотодиод

2. Вследствие оптических и геометрических закономерностей, оптический процесс не зависит в определенных преде50 лах от изменения расстояния между каркасом 6 и объектом 1, но если противолежащие плоскости не точно паралле п ны, то это действует на точность системы.

Если объект-штабелируюший кран высотой 3 м, имеющий кол .бапия порядка 2 см, то угол отклонения от параллельности сс

cTGBHT 22 углОБых мин ты. Б этом

Во втором случае вообще не дает выходного сигнала, так как объект не нуждается в перемещении ни в одном направлении. Последующие операции перемещения транспортного устройства могут начаться только после остановки и закрепления объекта 1, когда все четыре фотодиода одновременно дают сигнал. Таким образом, с помощью точного позиционирования исключаются вынужденные перерывы движения. Логический переключатель может быть выполнен различным образом. Если входы обозначить А, В, С, Е, а выходы Al, Bl, Cl, El и указать точки одинаковых логических суждений L, то можно ойисать целесообразные функции соединений следующим образом. случае идеальный световой луч не попадает B центр фотоприемника, а отклонич ся от него на расстояние, максимум которого составляет 0,4 мм. Если светоприемником является фототранзис тор

КР101, световсспрп»имающая поверхность которого 2 мм, то точность гарантируется с четырехкратным запасом.

Таким образом, устройство позволяет осущес ьлять точное позиционирование штабелирующих кранов, Формула изобретения

Фотоэлектрическое следящее устройст-во, содержащее точечный источник светового излучения и связанные с ним через оптический элемент, размещенный в центре позиционирования, четыре одинаковых фоточувствительных элемента, расположенных в вершинах правильного четырехугольника, причем выходы всех фоточувствительных элементов соединены через преобразователи электрических сигналов со входами логического переключателя, вь ходы которого соединены с приводами подвижного объекта, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью упрошеш1я конструкции, точечный источник светового излу е»ия расположен в центре четырехугольника, оптический элемент выПОЛ»Ел В ВИДЕ ОТРОЖОЮШЕГО 36PKAEIII В форме Ipï..iðeõóãîiiûiiiêà с соотношением сторон 1/2, логцчоскпй переключатель выло»»eii »а вось..ш элементах И, четырех эло.„е»тах И„:!И и еилре.". и»вертерах, причем первый вход переключателя соединен со входами второго и шестого элементов И и входом четвертого инвертора, второй — со входами первого и седьмого элементов И и входом второго инвертора, третий — со входами третьего и пятого элементов И и входом третьего инвертора, четвертый — со входами четвертого и восьмого элементов И и,входом первого инвертора, а выходы инверторов сое- to динены: первого — со входами первого, второго, пятого и шестого элементов И, второго — с о входами третьего, че вертого, пятого и шестого элементов И, третьего — со входами первого, второго, 15 седьмого и восьмого элементов И, четвертого - со входами третьего; четвертого, седьмого и восьмого элементов И, при этом выходы первого и второго элементов И соединены через первый элемент ИЛИ с первым выходом переключателя, третьего и четвертого элементов

И через второй элемент ИЛИ - со вторы выходом переключателя, пятого и шестог î элементов И через третий элемент ИЛИс третьим выходом переключателя, седьмого и восьмого элементов И через четвертый элемент ИЛИ вЂ” с четвертым выходом переключателя.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе:

1, Авторское свидетельство СССР

N 408269, кл. 605 В 1 1/1 4, 1 971.

6418В5

Фиг. Р

Составитель T. Ястребова

Редактор H. Ахмедова Техред 3. Фанта Корректор Л. Мельниченко

Заказ 7565/59 Тираж 4б ф Подлисн ое

UHHHHH Государственного комитета СССР по дедам изобретений и открытий

113035, Nосква, Х55, Раун.ская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4