Устройство для ввода информации Советский патент 1980 года по МПК G06F3/16 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной тё-хники, в частности к акустическим устройствам ввода информации, и может быть использовано для полуавтоматического измерения линий чертежа и координат точек трехмерных объектов. Оно является усовершенствованием известного устройства по авт. ей,№ 551637 l . Известное устройство ДЛЯ ввода информации содержит искровой элёктроакусти- ; ческий преобразователь, акустически связанный с линейными координатными микрофонами и блоком управления, линейньхе координатные микрофоны, соединенные с однй ylи из аходов времяимпульсньк преобразователей, другие входы которых подключены к блоку управления, а выходы - ко входам блока цифровых вь1чйслений, связанного с блоком управления. Однако указанное устройство не обе спечивает необходимой степени точности съема координат, так как применяемые в устройстве электроакустические пресбразоватепи с открытым искровым разрядником, расположенным на корпусе преобразователя, не позвсйиГкУг однобременно вььпопнять операции считьюания координат и нанк:ения И.Х пишущим элементом из-за физической невозмонснооти совместить Ъстрйе пишущего элемента с искровым разряднико1(Л. Использование же электроакустических преобразоватейей с закрытым искровым разрядшисом и Дифрагирующим отверстием, расположевным возле пиифцего элемента, которое дает значительно более слабый акустический импульс, резко ухудшает условия приема этого импульса и помехоустойчивость устройства. Целью изобретевня является повышение точности сьема косфдинат. Указанная цель достигается тем, что в предложенном устройстве электроакустнческий преобразователь выполнен из акусически связанных искрового разрядника, парабопоческого отражателя, звукопрнвода и копы евого отражателя. 37 На фвг, 1 приведена структурная схема предложенного устройства на фиг, 2акустический съемник координат, разрез. Устройство для ввода информации содержит блок 1 управления, блок дифровьк измерений/ время импульсные преобразователи 3,4, координатные микрофо ны 5,6 и электроакустический преобразователь 7, Блок 1 управления предназначен для синхронизации работц всего згст. ройства..,V . Блок 2 цифровых измерений предназначен для определения координат измеряемой точки с проведением необходимой коррекции при изменении скорости распространения фронта ультразвуковой волны, например, при изйенении температуры воздуха. Время-импульсные преобразователи 3, 4 предназначены для преобразования времени прохождения фронта ультразвуковой волны в соответствующее этому времени количество импульсов. Координатные микрофоны 5,6 преобразуют принятые ультразвуковые импульсы в электрические сигналы, . Электроакустический преобразователь 7 предназначен для формирования корот ких ультразвуковых импульсов. Искровой разрядник образуют электроды 8, 9, причем один из них подвижно закреплен (например, с помощью резьбы) в параболическом отражателе 10 из диэлектрика, а второй запрессован в нем держателе 11, имеющем четыре реб- ра (см. сечение А-А). Детали 10 и 11, в свою очередь, запрессованы во втулке 12,которая свободно скользит в корпусе 13.На параболический отражатель Ю ту го надевается Колпачок 14 из диэлектрик верхней своей плоскостью контактирующий со щтифтом переключателя 15, который закреплен в диске 16. Резьбовая втулка 17 служит для закрепления деталей в кор пусе 13 и для навинчивания крыщки 18. Пищущий стержень 19 (например, для ша риковых авторучек) верхним концом аходит в глухое отверстие верхнего держате ля 11, а своим отстрием проходит через нижний держатель 2О, который неподвижно закреплен в наконечнике 21. Держател 2О и наконечник 21 образует ольцевой зазор, tfa выходе которого расположен кольцевой отражатель 22, выполненный заодно с держателем 20. Верхний держаталь 11, корпус 13, наконечник 21 и нижний держатель 20 образуют совместно звуЕопровод 23. 5 Жгут 24 объединяет провода, идупи е к переключателю 15, и высоковольтный провод, подсоединенный к электроду 9 Замена пишущего стержня ;производится путем вьюинчивания наконечника 21, БЛОК 1 управления связан с блоком 2 цифровых измерений, время-импульсными преобразователями 3,4 и электроакустическим преобразователем 7 Блок 2 цифровых измерений связан с ,выходш ш времяимпульсньгх преобразователей i которые своими входами связаны с координатными микрофонами 5,6. Устройство работает следующим образом, . Принцип работы устройства основан на изменении времени прохождения фронта ультразвуковой волны от электроакустического преобраЗоветвля 7 до координатных микрофонов 5,6, Координата измеряемой точки пропорциональна этому времени. Для съема координат измеряемой точки острие пищущв;го стержш необходимо совместить с ней и нажать острием на эту точку. При этом узел 1О-12 и 14 движется вверх и наконечник Заставляет срабатывать переключатель 1-5, вырабатьшающий импульс начала измерения, который передается в блок 1 управления. Этот блок вырабатьшает импульс высоксзго напряжения, ;который передается на электроды 8,9, между которыми происходит искровой разряд Синхронно с этим разрядом времяимпульсные преобразователи .3 и 4 начикаютвырабатывать импульсы, которые пэредаются в блок 2 цифровьЕХ измерений. Этот блок производит счет импульсов,количество которых соответствует измеряемым координатам, а также производит необходимые корректуры этих координат в соответствии с изменениями скорости ультразвука на пример из-за изменений температуры окружающей среды. Звуковой импульс в электроакустическом преобразователе, образовавщийся при искровом разряде, распространяется перпендикулярно оси съемника, затем отражается от параболического отражателя IQ и движется, по звукопроводу 23 до конического сужения наконечника 21. Здесь он концентрируется в узком кольцевом зазоре, величина которого в 2-3 раза меньше длины формируемой звуковой волны. Такое соотношение приводит к ди({ акции звуковой волны и } аспространению ее в виде сферы, центр которой .совпадает с центром кольцевого зазора. Энергия звуковой волны достаточна дахя приема ее координатными 574 микрофонами 5,6 на расстояниях , од нако для улучшения отношения сигнал- шум (особенно на больших расстояниях) применен кольцевой отображатель 22 концентрирующий дополнительную энергию в направлении микрофонов. В ;момент, когда фронт ультразвуковой волны достигает Мнк рофоноэ 5,6, они формируют импульсы, по ступающие во время-импульсные преобразователи 3, 4, которые, в свою очередь, закрывают пЪступлеиие импульсов в блок 2 цифровых измерений. Поступившее в этот блок до момента останова количеств во импульсов по каждому каналу соответствует величинам координат измеряемой точки. Применение в электроакустическом преобразователе вертикально расположенного разрядного промежутка на оси звукопровода вместе с параболическим отра- - жателам обеспечивают полную симметрию кбнструкцин, а тем самым правильность кругового фронта звуковой волны и равномерность его по мощности. Собл1одение этих условий необходимо для достижения полной независимости результата измере ния от угла поворота электроакустического преобразователя вокруг е го оси. Благодаря близкому расположению коль цевого зазора и отражателя к точке, координаты которой измеряются, достигается малое влияние углов наклона электроаку5стнческоЛ преобразователя на результат измерения. Кроме того/ благодаря расположешсю искрового промежутка в металлическом ааземлбннв корпуса обеспечена световай и алектрическая изоляция искрового раэряда уменьшено шумовое действие на оператор, сведены к минимуь1у радирпо мехи,г Формула изобретения Устройство для ввода информации по авт. св. № 551637, отличающее с я тем, что, с целью повьш1ения точности сьёма координат ., электроакуСТИЧИ2КИЙ преобразователь содержит искровой разрадник, состоящий из двух электродов, расположенных внутри корпуса злект роакустического преобразователя на оси его продольной симметрии в фокусе пара:бопическ1с«го отражатели, и кольцевой отражатель,: отражающая: поверхность к6 торого расположена на оси продольной симметрии электроакустического преобразователя. Источники информации, принятые во внимани1е при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №551637, кл. Q 06 р 3/16, 1976 (прототип).