Устройство для регистрации перемещения объекта в пространстве Советский патент 1981 года по МПК G06K15/18 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при разработке и исследовании систем и устройств, предназначенных для слежения за перемещением с ъекта в пространстве или визуализации этого перемещения. Известен способ фиксации состояния системы при изучении многопараметримеских физико-технических процессов и устройство для его осуществления, содержащее датчик, перемещение которого передается через меха нические преобразователи-линеаризато ры на злектроннолучевую трубку 1. Устройство позволяет визуализировать пространственное перемещение да чика, однако механическая связь датчика с регистратором не позволяет по лучить достаточную точность. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст ройство для регистрации перемещения объекта в пространстве, содержащее преобразователь перемещения объекта в пространстве, соединенный со схемой, измерения, к которой подсоединены усилители, связанные с регистрато- ром 2. Однако известное устройство содержит элементы механической связи преобразователя с регистратором, что не позволяет получить необходимую точность регистрации, например, при изучении действий оператора. Цель изобретения - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что устройство для регистрации перемещения объекта в пространстве, содержащее преобразователь перемещения объекта в пространстве, соединенный со схемой измерения, к которой подсбединены усилители, связанные с регистратором, снабжено выполненным в виде проволочной катушки, соединенной с высокочастотным генератором, излучателем и выполненным в виде пустотелого куба, на гранях которого ра мещены проволочные катушки, приемником электромагнитного излучения, пре образователь перемещения представляе 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 час ти, 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 при емника выполнены в виде рядовой обмотки граней, причем витки противопо ложных граней соединены последовател но и встречно и лежат в плоскостях, параллельных плоскости витков излучателя. На чертеже изображен преобразователь перемещения с излучателем и при емником. Преобразователь выполнен в виде шара 1 из диэлектрического материала на котором намотана катушка 2, являю щаяся обмоткой электромагнитного излучателя. Проволочная катушка 2 соединена с высокочастотным генератором 3. Шар 1 размещен внутри приемни ка электромагнитного излучения, который выполнен в виде пустотелого |куба, на гранях которого расположены проволочные катушки. Грань куба, плоскость которой параллельна плоскости, в которой расположена обмотка излучателя, разделена на равные симметричные части. В каждой части измотана катушка. Витки каждой катушки лежат в плоскости грани k. Катушки 5 соединены между собой последовательно. Выводы от группы всех ка тушек этой грани присоединены к усилителю 6. Четыре грани 7-10 куба, ко торые перпендикулярны грани 4, снабжены приемной катушкой. Все катушки выполнены рядовой намоткой. Каждый виток такой катушки лежит в плоскости, (1араллельн6й плоскости грани Ц (или плоскости витков излучателя). Катушки граней 7 и 8 соединены после довательно и встречно и подключены к усилителю 11, а катушки граней 9 и 10, соединенные аналогично катушкам 7 и 8, подключены к усилителю 12 34 Выводы усилителей подсоедине- . ны к измерительной схеме (на чертеже не показана). При использовании преобразователя в качестве устройства для регистрации, например, движения руки человека-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 на 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 нулю и на выходе фазочувствительных усилителей 6, 12 и 13 выходной сигнал отсутствует. При смещении излучателя относительно цейтра 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 ЭДС, 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.

Формула изобретения

Устройство для регистрации перемещения объекта в пространстве, содержащее преобразовател перемещения объ екта в пространстве, соединенный со схемой измерения, к которой подсоединены усилители, связанные с регистратором, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено,выполненным в виде проволочной катушки, соединенной с высокочастотным генератором, из излучателем и выполненным в виде пустотело.го куба, на гранях которого размещены проволочные катушки, приемником электромагнитного излучения, а

Э 753Л

преобразователь перемещения представляет собой помещенный в куб и выполненный из диэлектрического) материала шарик, на котором закреплена являюS щаяся катушкой электромагнитногоизлучателя обмотка, витки которой расположены в плоскости, параллельной одной из граней куба, разделенной на две симметричные части.

to

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Франции If , G 01 N 7/00, опублик. 1973.

кл.

ts

2. Авторское свидетельство СССР ff 525978, кл. G Об К 15/20, 1976 (прототип).

1