Устройство для регистрации перемещения объекта в пространстве

 

О П,И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Соцнвлистичесннз ресяубиик

»»894753 (Sl ) Дополнительное к авт. санд-ву(22) Заявлено 0602.80 (2I ) 287304у18-25 (53)М. Кл.

G 06 К 15/18 с присоединением заявки М

9еудэрствеай кеюает

CCCP ав аааам кзебретениВ

II OfgpbtVI4 (231йрнорнтет(53) УДК 62-512 (088. 8) Опубликовано 301281 Бюллетень Рй 48

Дата опубликования описания 30.1 281

Н.Д. Гордеева, B.È. Капран, В.Г, Романюта и Л.И. 0матова (72) Авторы изобретения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТА

В ПРОСТРАНСТВЕ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при разработке и исследовании систем и устройств, предназначенных для слежения за перемещением объекта в пространстве или визуализации это" го перемещения.

Известен способ Фиксации состояния системы при изучении многопараметрических физико-технических процессов и устроиство для его осуще»

v 10 ствления, содержащее датчик, перемещение которого передается через меха" нические преобразователи-линеаризаторы на электроннолучевую трубку

Устройство позволяет визуализиро3S вать пространственное перемещение датчика, однако механическая. связь датчика с регистратором не позволяет получить достаточную точность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для регистрации перемещения объекта в пространстве, содержащее

2 преобразователь перемещения объекта в пространстве, соединенный со схемой. измерения, к которой подсоединены усилители, связанные с регистратоРом (2".1. о

Однако известное устройство содержит элементы механической связи преобразователя с регистратором, что не позволяет получить необходимую точt ность регистрации, например, при изучении действий оператора.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для регистрации пере" мещения объекта в пространстве, содержащее преобразователь перемещения объекта в пространстве, соединенный со схемой измерения, к которой подсоединены усилители, связанные с регистратором, снабжено выполненным в виде проволочной катушки, соединенной с высокочастотным генератором, излучателем и выполненным в виде пус894753

50 тотелого куба, на гранях которого размещены проволочные катушки, приемником электромагнитного излучения, преобразователь перемещения представляет собой помещенный в куб и выполненный из диэлектрического материала шарик, на котором закреплена являющаяся катушкой электромагнитного излучателя обмотка, витки которой расположены. в плоскости, параллельной одной из граней куба, разделенной, по крайней мере, на две равные симметричные части, в каждой из которЫх установлены соединенные последовательно катушки приемника электромагнитного излучения с витками в плоскости этой грани, а на перпендикулярных этой грани остальных гранях куба катушки приемника выполнены в виде рядовой обмотки граней, причем витки противопо«го ложных граней соединены последовательно и встречно и лежат в плоскостях, пар аллел ьных плоскости вит ков излучателя.

На чертеже изображен преобразова-, 25 тель перемещения с излучателем и приемникомм ..

Преобразователь выполнен в виде шара 1 из диэлектрического материала, на котором намотана катушка 2, являюзо щаяся обмоткой электромагнитного излучателя. Проволочная катушка 2 соединена с высокочастотным генератором 3. Шар 1 размещен внутри приемника электромагнитного излучения, ко-! торый выполнен в виде пустотелого куба, на гранях которого расположены проволочные катушки. Грань 4 куба, плоскость которой параллельна плоскости, в которой расположена обмотка излучателя, разделена на равные 4о симметричные части. В каждой части

Намотана катушка. Витки каждой катушки лежат в плоскости грани 4. Катушки g соединены между собой последовательно. Выводы от группы всех ка" 4s тушек этой грани присоединены к усилителю 6. Четыре грани 7-10 куба, которые перпендикулярны грани 4, снабжены приемной катушкой. Все катушки выполнены рядовой намоткой. 1(аждый виток такой катушки лежит в плоскости, параллельной плоскости грани 4 (или плоскости витков излучателя}.

Катушки граней 7 и 8 соединены последовательно и встречно и подключены к усилителю 11, а катушки граней 9 и 10, соединенные аналогично катушкам 7 и 8, подключены к усилителю 12. Выводы усилителей 13-15 подсоединены к измерительной схеме (на чертеже не показана).

При использовании преобразователя в качестве устройства для регистра" ции, например, движения руки челове,ка-оператора шар 1 снабжается указателем положения намотки, например на нем наносится цветная полоска либо .закрепляется штырь, ручка и т.п. В случае использования преобразователя для этой цели шар должен свободно перемещаться в пространстве и поэтому он свободно лежит перед началом работы на дне куба. Размеры куба должны быть не меньше изучаемой зоны движений руки оператора. Выходы усилителей в этом случае включаются на вход визуализирующего устройства, либо записываются MB регистраторе для последующего, анализа. В любом случае использования устройства усилители целесообразно выполнять нелинейными, чтобы корректировать возникающие при перемещении излучателя нелинейные зависимости выходного сигнала.

Например, в случае использования, преобразователя как устройства для регистрации перемещения руки оператора устройство работает следующим образом.

При положении излучателя в центре приемника наводимые им сигналы на встречно включенные катушки равны ну" лю и на выходе фазочувствительных усилителей 6, 12 и 13 выходной сигнал отсутствует. При смещении излучателя относительно центра приемника по одной или всем координатам в соответствующих катушках наводится ЭДС и на выходе усилителей появляется сигнал, амплитуда и полярность которого указывают величину и направление смещения. Так как по мере приближения к катушкам амплитуда ЭДС нарастает нелинейно, то усилители имеют переменный коэффициент усиления с зависимостью от входного сигнала, обратной нелинейности нарастания ЗДС, что обеспечивает точное соответствие выходного сигнала перемещению излучателя в пространстве.

Изобретение позволяет создать надежные устройства для автоматизации систем управления, разработать и оптимизировать построение систем человек - машина и т.п.

894753

Формула изобретения

2. Авторское свидетельство СССР 525978, кл. G 06 K 15/20, 1.976 (прототип) .

1

Составитель Н. Преображенская

Редактор Л. Пчелинская Техред М. Надь Корректор С. Щомак

Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 11492/80

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

Устройство для регистрации переме" щения объекта в пространстве, содержащее преобразователь перемещения объ- ф екта в пространстве, соединенный со схемой измерения, к которой подсоединены усилители, связанные с ре- гистратором, отличающееся тем, что, с целью повышения точности 19 измерения, оно снабжено, выполненным в виде проволочной катушки, соединенной с высокочастотным генератором, изизлучателе м и выполненным в виде пу стотелого куба, на гранях которого М размещены проволочные катушки, приемником электромагнитного излучения, а преобразователь перемещения представляет собой помещенный в куб и выпол-ненный из диэлектрического материала шарик, на котором закреплена являющаяся катушкой электромагнитного излучателя обмотка, витки которой расположены в плоскости, параллельной одной из граней куба, разделенной на две симметричные части.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции It 2142117, кл. G 01 и 7/00, опублик. 1973.