Тактильный датчик для устройств распознавания образов

 

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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (so 4 С 06 К 9/ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3946593/24-24 (22) 22.08.85 (46) 07.02.87. Бюл. 11i 5 (71) Пензенское производственное объединение "Завод им.Фрунзе" (72) А.А.Горшков (53) 681.327.12(088.8) (56) Неймарк А.М. Роботы на службе человека. 1982, с.55, Катыс Г.П. Оптико-электронная обработка информации. 1973, с,79, „„SU„„1288730 А 1 (54) тАктильный дАт1ик для,устРОйств

РАСПОЗНАВАНИЯ ОБРАЗОВ (57) 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 в волокнах волоконно-оптического преобразователя, расположенных против места деформации. Коэффициент отражения определяется по величине

2887.30 токов фотоприемников 10 и 11, Это дает информационные признаки иследуемого объекта. 3 з,п. ф-ль1, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам восприятия информации о внешней среде и может быть применено в очувствленных промышленных роботах для распознавания формы и параметров ориентации деталей, Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей за счет выделения признаков объемных объектов.

На чертеже показан тактильный датчик, Датчик содержит твердую сферу 1, закрепленную на конце стержня 2.

В теле сферы l вмонтированы оптичес.кие волокна 3, торцы которых выходят на поверхность сферы 1 и равномерно распределены по ней. Снаружи сферы l имеется сферическая мембрана 4, выполненная из непрозрачного эластичного материала, например, резины.

Внутренняя поверхность мембраны 4 обладает свойством диффузного отражения света, т.е. имеет однородный матовый белый цвет. Иембрана 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 выведен через звенья руки манипулятора 5 на неподвижное основание. Устройство содержит камеру б, 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.

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

5 таким, что диаметр изображения светового пятна ЭЛТ меньше диаметра оптического волокна на величину, превышающую погрешность формирования растра ЭЛТ, Перед экраном 8 и экраном

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

Предлагаемое сенсорное устройство работает следующим образом.

Ианипулятор 5 перемещает закрепленную на нем сферу 1 датчика по вертикали вниз над тарой с деталями до

20 упора в объект (деталь) 12, При этом, чтобы не сдвинуть деталь, манипулятор

5 работает в режиме силоограничения, В 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 неточ35 ностей сферы столь велик, что создаваемый при этом коэффициент отражения равен нулю. ЭЛТ 7 осуществляет периодический обход лучом всех опти40 ческих 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 прн считывании информации в читающих автоl 288730

Составитель А.Кашин

Техред М.Коданич

Редактор Н.Бобкова

Корректор Т.Колб

Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7811/49

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4 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 ll. 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, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет выделения признаков объемных объектов, он содержит упругий элемент, выполненный в виде мембраны, одна часть которой охватывает 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

t является выходом датчика.

2. Датчик по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что первая группа торцов волокон волоконно-оптического преобразователя образует плоскую поверхность, а вторая группа торцов образует сферу.

3. Датчик по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что зазор между второй группой торцов волокон волоконно-оптического преобразователя и мембраной заполнен иммерсионной жидкостью, 4. Датчик по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что источник света выполнен в виде электронно-лучевой трубки,