Тактильный датчик для устройств распознавания образов Советский патент 1987 года по МПК G06K9/00 

в волокнах волоконно-оптического преобразователя, расположенных против места деформации. Коэффициент отражения определяется по величине

1

Изобретение относится к устройствам восприятия информации о внешней среде и может быть применено в очув- ствленных промышленных роботах для распознавания формы и параметров ориентации деталей.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет яьщеления признаков объемных объектов.

На чертеже показан тактильный датчик.

Датчик содержит твердую сферу 1, закрепленную на конце стержня 2. В теле сферы 1 вмонтированы оптичес .кие волокна 3, торцы которых выходя на поверхность сферы 1 и равномерно распределены по ней. Снаружи сферы имеется сферическая мембрана 4, вьшолненная из непрозрачного эластичного материала, например, резины Внутренняя поверхность мембраны 4 обладает свойством ДIiффyзнoгo отражения света, т.е. имеет однородный матовый белый цвет. Мембрана 4 установлена по отношению к твердой сфере 1 с зазором, который заполнен прозрачной жидкостью с показателем преломления, приближающимся к показателю преломления оптических волокон 3. Уровень жидкости поднят по трубке для создания в мембране 4 некоторого избыточного давления. Точной сферичности оболочки 4 не требуется, важно обеспечить наличие зазора.

Оптические волокна 3 образуют волоконно-оптический преобразователь, который вьшеден через звенья руки манипулятора 5 на неподвижное основание. Устройство содержит камеру 6 в которой установлены электроннолучевая трубка 7 (ЭЛТ) и черный экран 8, в отверстиях которого по строкам в виде матрицы закреплены другие торцы оптических волокон 3.

токов фотоприемников 10 и 11. Это дает информационные признаки иследуемого объекта. 3 з.п. ф-лы, 1 ил,

Для проектирования изображения ЭЛТ 7 на экран 8 имеется объектив 9. Уменьшение, даваемое объективом при проектировании изображения, выбрано

таким, что диаметр изображения светового пятна ЭЛТ меньше диаметра оптического волокна на величину, пре- вьшающую погрешность формирования растра ЭЛТ. Перед экраном 8 и экраном

ЭЛТ 7 в соответствующих отсеках камеры 6 расположены на максимальном удалении по оптической оси от экранов фотоприемники 10 и 11, образующие блок фотоприемников .

Предлагаемое сенсорное устройство работает следующим образом.

Манипулятор 5 перемещает закрепленную на нем сферу 1 датчика по вертикали вниз над тарой с деталями до упора в объект (деталь) 12. При этом, чтобы не сдвинуть деталь, манипулятор 5 работает в режиме силоограничения. Б случайной точке касания с деталью мембрана 4 сенсора прогибается до контакта с твердой сферой 1 и принимает в окрестности точек касания форму детали. Если поверхность детали резьбовая, то мембрана 4 принимает форму внешнего цилиндра резьбы. Коэффициент оптического отражения оптических волокон 3 зависит от зазора между мембраной 4, и твердой сферой 1. В недоформированном состоянии оболочки зазор с учетом возможных неточностей сферы столь велик, что создаваемый при этом коэффициент отражения равен нулю, ЭЛТ 7 осуществляет периодический обход лучом всех оптических волокон 3. При этом коэффициент отражения оптических волокон 3 влияет на видимую яркость торца возбуждаемого пятном ЭЛТ светового волокна на экране 8, Эта яркость и измеряется фотоприемником 10 по методу бегущего луча, применяемому при счи- тьюании информации в читающих авто5

0

5

матах. При этом влияние погрешности растра устраняются за счет указанного уменьшения диаметра пятна по отношению к диаметру торца оптического волокна. Величина светого потока, вводимого в оптические волокна 3, определяется фотоприемником 11. По величине токов фотоприемников 10 и 11 определяются коэффициенты отражения для каждого оптического волокна 3 волоконно-оптического преобразователя, с помощью которых определяют конфигурацию детали 12, контактирующей с мембраной 4,

Формула изобретения

1. Тактильный датчик для устройств распознавания образов, содержащий источник света, блок фотоприемников, волоконно-оптический преобразователь первая группа торцов волокон которого оптически связана через блок фокусировки с источником света, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет вьщеления признаков объемных объектов, он содержит упругий элемент, вьтолненный в виде мембраны, одна часть которой охватыРедактор Н.Бобкова Заказ 7811/49

Составитель А.Кашин Техред М.Ходанич

Корректор

Тираж 694Подписное

ВНИШ1И Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

5

0

5

вает с зазором вторую - руппу торцов волокон волоконно-оптического преобразователя и выполнена с диффузно отражающей внутренней поверхностью, первая группа торцов волокон волоконно-оптического преобразователя оптически связана с первым оптическим входом блока фотоприемников, другая часть мембраны соединена с волоконно-оптическим преобразователем, источник света оптически связан с вторым оптическим входом блока фотоприемников, группа выходов которого являемся выходом датчика.

2.Датчик ПОП.1, отличаю- ш, и и с я тем, что первая группа торцов волокон волоконно-оптического преобразователя образует плоскую поверхность, а вторая группа торцов образует сферу.

3.Датчик поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что зазор между второй группой торцов волокон волоконно-оптического преобразователя и мембраной заполнен иммерсионной жидкостью.

4.Датчик non.l, отлича ю- щ и и с я тем, что источник света

30

выполнен трубки.

в виде электронно-лучевой

Составитель А.Кашин Техред М.Ходанич

Корректор Т.Колб

Изобретение относится к устройствам восприятия информации о внешней среде. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет выделения признаков объемных объектов. При прикосновении мембраны 4 датчика к объемному объекту 12 она деформируется. За счет этого изменяется коэффициент отражения (Л ю 00 00 оо