Устройство для контроля объектов Советский патент 1992 года по МПК G05B23/02 

о

со

Изобретение относится к автоматике и предназначено для автоматизированного контроля перемещающихся звукоуправляе- мых игрушек.

Известны устройства для измерения частоты вращения вала, определения направления его вращения, содержащие датчики скорости, формирователи импульсов, логические элементы, устройства индикации.

Известно также устройство для проверки звукоуправляемых игрушек, содержащее звуковой генератор, излучатель, блок питания, блок управления.

Наиболее близким к предлагаемому является универсальное проверочное устройство ПУМА-2, содержащее блок запуска, блок управления, формирователь стимулирующих импульсов, блок питания, блок измерения и контроля параметров, вход которого является входом устройства для подключения объекта контроля, выход блока питания подсоединен к шине питания объекта контроля, вход формирователя стимулирующих сигналов связан с первым входом блока управления, вход запуска которого подключен к выходу блока запуска.

Недостатками известного устройства являются узкая область применения, сложность электрической схемы и большая потребляемая мощность.

Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет обеспечения возможности контроля работоспособности перемещающихся игрушек, управляемых звуком.

Указанная цель достигается тем, что выход блока управления соединен с входом управления выходным напряжением блока питания, причем формирователь стимулирующих сигналов включает последовательно соединены звуковой генератор и излучатель, выход которого является выходом устройства для подключения информационного входа объекта контроля, вход запуска звукового генератора является входом формирователя стимулирующих импульсов, а блок измерения и контроля параметров содержит датчик вращения ведущего колеса перемещающейся звукоуправляемой игрушки, узел измерения скорости вращения и узел определения направления вращения, входы которого соединены с выходами основного и дополнительного отсчетов датчика вращения ведущего колеса перемещающейся звукоуправляемой игрушки, выход основного отсчета которого связан с входом узла измерения скорости вращения, з вход является входом блока измерения и контроля параметров.

На фиг, 1-8 приведены схемы предлагаемого устройства.

Устройство для проверки звукоуправляемых игрушек (фиг.8) состоит из блока 1 управления, соединенного с генератором 2 команд, один выход которого соединен с блоком 3 питания, питающим проверяемую игрушку 4, другой выход - со звуковым генератором 5, который с помощью излучателя

0 6 воздействует на звукочувствительный элемент звукоуправляемой игрушки 4, ведуш,ие колеса которой механически соединены с датчиком 7 скорости, выходы датчика подключены к измерителю 8 скорости и опреде5 лению 9 направления вращения.

Блок 1 управления (фиг.6) состоит из однополюсного выключателя. Когда устройство не работает контакты выключателя замкнуты, а на выходе блока 1 - высокий

0 уровень.

Генератор команд (фиг 1) состоит из мультивибратора на элементах DD2 1, DD2.2 счетчика с дешифратором DD1 и двух D-триггеров DD3.1, DD3.2, работающих в

5 счетном режиме. Мультивибратор генерирует прямоугольные импульсы частотой около 1,0 Гц (частота подбирается для каждого типа игрушки переменным резистором R3), поступающими на счетный вход счетчика

0 дешифратора, Выход счетчика дешифратора через диоды VD1 и VD2 (в зависимости от типа игрушки их может быть меньше и больше 2, катодами они соединяются вместе, а анодами подключаются к выходам счетчика5 дешифратора DD1) соединяется с входом блока 5. Выход триггера на элементе DD3.2, соединенном с входом блока питания, служит для переключения блока питания с нормального напряжения на пониженное и

0 обратно,

Блок питания (фиг.2) предназначен для питания игрушки напряжением 5 и 5В, состоит из операционного усилителя DA1, эмиттерного повторителя на транзисторах

5 VT2, VT3, VT4, источника опорного напряжения VD3, R5 и транзистора VT1, переключающего блок на напряжение 5 и 6 В.

Звуковой генератор (фиг.З) состоит из симметричного мультивибратора на тран0 зисторах VT5, VT7, усилителя на составном транзисторе VT8, VT9 и ключа на транзистор VT6.

Датчик скорости (фиг.4) построен по двухканальной схеме. Каждый канал состо5 ит из усилителя VT10, VT12 и VT11, VT13. одновибратора, формирующего импульсы постоянной длительности и состоящего из транзисторов VT14, VT16 и VT15, VT17, усилителя-инвертора VT18 и VT19. На входы усилителей подключены фотодиоды, которые расположены по одну сторону от непрозрачного диска с отверстиями. По другую сторону от диска расположена лампа накаливания HL1, которая засвечивает фотодиоды только через отверстия в диске. Диск находится на одном валу с двумя роликами, к которым прижимаются ведущие колеса игрушки и приводят их во вращение. С такой же скоростью вращается диск с отверстиями,

.Измеритель скорости (фиг.5) состоит из RC-фильтра на элементах R46...R48 и С20...С22, порогового устройства на элементах DD2.3, DD2.4 и элементов индикации VD8, VD9.

Определитель направления вращения (фиг.7) состоит из логического устройства на элементах DD4, DD5, триггера DD6, элементов индикации VD12, VD13.

Устройство работает следующим обра- зом.

Проверяемая игрушка 4 вставляется в специальные пазы устройства таким образом, что ведущее колесо игрушки взаимодействует с роликом фотодатчика, приводя его во вращение, а звукочувствительный элемент игрушки располагается напротив излуча ел 6. Клеммы батарейного отсека игрушки соединяются с помощью разъема с выходом блока 3 питания. С помощью вы- ключателя, расположенного в блоке 1 управления, оператор включает генератор 2 команд, управляющий работой генератора 5 и блока 3 питания.

Звуковой генератор 5 генерирует ток звуковой, плавно убывающей частоты, в результате излучатель 6 воздействует на звукочувствительный элемент игрушки 4 звуком скользящего тона, Звук скользящего тона необходим для того, чтобы разница в амплитудно-частотной характеристике усилителя звуковой частоты каждой игрушки, проверяемой на предлагаемом устройстве, не влияла на процесс проверки,

Во время прихода положительного им- пульса на вход звукового генератора из блока 2 транзистор VT6 открывается, конденсатор С5 разряжается через R13 и транзистор VT6. В результате этого потенциал эмиттеров транзисторов VT5, VT7 по- нижается до 0, мультивибратор работает на максимальной частоте. После заряда конденсатора С9 транзистор V6 закрывается, конденсатор С5 заряжается, потенциал эмиттер VT5, VT7 возрастает от 0 до Упит, частота работы мультивибратора плавно уменьшается от максимальной до 0.

Получая звуковые посылки от излучателя 6 игрушка выполняет команды в соответствии с заложенной в ней программой. При

этом ведущее колесо игрушки приводит во вращение фотодатчик 7. импульсы с которого поступают на определитель 9 направления вращения и измеритель 8 скорости. Во время вращения диска, по мере прохода отверстия между лампой и фотодиодами, засвечивается сначала первый фотодиод, а затем второй. Если диск вращается в другую сторону, то вначале засвечивается второй фотодиод, а затем первый. Фотодиоды подключены к двум одновибраторам, которые по мере прохода отверстий диска между лампой и фотодиодами формируют импульсы постоянной длительности. Частота этих импульсов прямо пропорциональна частоте вращения ведущих колес игрушки, а знак сдвига по фазе импульсов один относительно другого способствует направлению вращения ведущих колес. Частоту импульсов измеряет блок 8. Уровень напряжения на конденсаторах С20, С21, С22 прямо пропорционален частоте импульсов, поступающих из блока 7. Когда напряжение на входах элемента DD2.3 достигает порога переключения то на выходе элемента DD2.3 появляется О, а на выходе DD2.4 - 1. В результате этого на лицевой панели устройства светодиод VD8 с надписью Скорость ниже нормы гаснет, включается светодиод VD9 Скорость норм. Если электродвигатель игрушки, редуктор, ведущий мост имеют существенные дефекты, например перекосы осей, заедание редуктора, плохой контакт в щеточном узле двигателя, то частота вращения ведущих колес не достигает номинальной, светодиод Скорость ниже нормы не погаснет, что даст оператору повод забраковать игрушку и прекратить ее дальнейшее испытание. Блок 9 определяет знак угла сдвига по фазе импульсов один относительно другого, приходящих из блока 7, т.е. он определяет направление вращения ведущих колес игрушки. Результаты определения отображаются светодиодами VD12 Вперед и VD13 Назад. Во время проверки игрушки оператор по свечению этих светодиодов определяет направление вращения ведущих колес и сравнивает его с направлением, с каким должны вращаться колеса согласно заложенной в игрушку программы. При несоответствии игрушка бракуется.

После выполнения игрушкой полного цикла команд, т.е. после выполнения игрушкой заложенной в нее программы генератор 2 переключает блок 3 питания на пониженное напряжение питания игрушки, после чего игрушка выполняет все команды, но при пониженном питании. Понижение напряжения питания игрушки имитирует частичную

разрядку элементов питания игрушки. Этот режим проверки необходим исходя из реальных условий эксплуатации игрушки с элементами питания, выпускаемых отечественной и зарубежной промышленностью, Дело в том, что новые элементы питания дают максимальное напряжение на своих выводах при подключенной нагрузке. Это напряжение в процессе эксплуатации элементов питания уменьшается, а слегка раз- ряженные элементы способны еще к длительной работе.

После выполнения игрушкой первого цикла команд при нормальном напряжении открывается транзистор VT1 в блоке питания, так как триггер DD3.2 в блоке 2 установится в положение 1, напряжение на входе 4 операционного усилителя уменьшится вследствие шунтирования резистора R8 транзистором VT1, в результате уменьшится напряжение на выходе блока питания. Нормальное и пониженное напряжение питания игрушки устанавливается в зависимости от типа проверяемого изделия резисторами R7 и R8. По истечении времени проверки игрушки оператор замыкает контакты выключателя в блоке 1, отсоединяет разъем питания и извлекает игр/шку, Если в течение всего времени про- верки направление вращения ведущих колес игрушки соответствовало программе, а частота вращения колес при нормальном и пониженном напряжении питания достигала номинальной, то такая игрушка считается годной. Окончание всех циклов проверки игрушки оператор определяет по истечении общего времени проверки, которое оговорено в техническом описании на игрушку и инструкции по проверке и настройке.

Формула изобретения Устройство для контроля объектов, содержащее блок запуска, блок управления, формирователь стимулирующих сигналов, блок питания и блок измерения и контроля параметров, вход которого является входом устройства для подключения объекта контроля, выход блока питания подсоединен к шине питания объекта контроля, вход формирователя стимулирующих сигналов свя зан с первым выходом блока управления, вход запуска которого подключен к выходу блока запуска, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет обеспечения возможности контроля работоспособности перемещающихся звукоуправляемых игрушек, второй выход блока управления соединен с входом управления выходным напряжением блока питания, причем формирователь стимулирующих сигналов включает последовательно соединенные звуковой генератор и излучатель выход которого является выходом устройства для подключения информационного входа объекта контроля, вход запуска звукового генератора является входом формирователя стимулирующих сигналов, а блок измерения и контроля параметров содержит датчик вращения ведущего колеса перемещающейся звукоуправляемой игрушки, узел измерения скорости вращения и узел определения направления вращения, входы которого соединены с выходами основного и дополнительного отсчетов датчика вращения ведущего колеса перемещающейся звукоуправляемой игрушки, выход основного отсчета которого связан с входом узла измерения скорости вращения, а вход является входом блока измерения и контроля параметров,

со о

«т гВх. от 2

Btr/x. н$л-4

--з.

Сущность: устройство содержит 1 блок запуска (1), 1 блок управления (2), 1 блок питания (3), 1 формирователь стимулирующих сигналов, включающий 1 звуковой генератор (5) и 1 излучатель (6). 1 блок измерения и контроля параметров, в состав которого входят 1 датчик вращения воздушного колеса перемещающейся звукоуправляемой иг- рушки (7), узел измерения скорости вращения (8) и узел определения направления вращения (9), что обеспечивает возможность программного автоматического контроля звукоуправляемых перемещающихся игрушек. 1-2-5-6, 2-3, 7-9, 7-8. 8 ил

«и п

Фиг 1

выход к из/ryvffme/tfo б

Вход

от Ьщ 2

Фигд

I vg // x/og .

П

to 75 алк

//

A

-o

ЙЙ7

о

ГЙЙ71

Ъгпф

9 6 Щ gowg

gox/од

У

+ -

-f

yV ZSA

/ wp л/г

Qf3

Вход от&л 7

«Ј

S7K2M7

VM&

Wtfi

зж

Bxod ол7 Ьл 7

Я,

52

D

«Q

Ш2

#VS12

h N6 0ИI/27/J

D

я

54

фс/г7