Преобразователь перемещения в код

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в промьшшенных роботах с гидравлическим приводом звеньев и с позиционным или контурным управлением. .Целью изобретения является повьш1ение точности преобразования перемещения в код. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий входной якорь, вьтолненный в виде винта из ферромагнитного материала , вокруг которого по винтовой линии с шагом, равным шагу резьбы якоря , расположена первая группа из п датчиков, каждый из которых содержит обмотки возбуждения и считывания,установленные на. П-образном магнитопро ,воде, и блок обработки, введены вторая группа из m датчиков и трансформатор . На вершине витков резьбы винта выполнены углубления, образующие вдоль оси винта разрядные дорожки двоичного кода, расположенные между датчиками второй группы. Блок обра ботки содержит m+n+1 нагрузочных элементов , т+п+1 компараторы, m+n D- триггеров, т+2 элементов запрета,два RS-триггера, шифратор, повторитель, блок дифференцирования и реверсивный счетчик. Вторая группа датчиков расположена равномерно в одной плоскости вокруг винта, каждый из датчиков содержит обмотки возбуждения и считывания , установленные на П-образном магнитопроводе, развернутом по отношению к магнитопроводу первой группы датчиков на 90. Расположение нескольких датчиков вокруг винта обеспечивает требуемую точность измерения, а применение компараторов, D-триггеров и элементов запрета позволяет определять обмотки с наиболее высоким выходным сигналом. Выполнение углублений на винте и введение второго ряда , датчиков обеспечивают поправку результатов на реверсивном счетчике, что исключает ошибку измерения координат, т.е. повышает точность преоб разов ания. 2 ил. S (Л :/э 05 оэ О) со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (5D 4 Н 03 M 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4029725/24-24 (22) 03.03.86 (46) 30.12.87. Бюл. № 48 (71) Рижский политехнический институт им. А.Я.Пельше (72) А.Н.Сталидзан и А.А.Страутс (53) 681.325 (088.8) (56) Белоусов А.П. и др. Автоматизация процессов в машиностроении. M.:

Высшая школа, с. 38-39, рис. 1.20.

Европейский патент ¹ 0152067, кл. G 01 В 7/00, опублик. 1985. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В

КОД (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в промьппленных роботах с гидравлическим приводом звеньев и с позиционным или контурным управлением. Целью изобретения является повышение точности преобразования перемещения в код. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий входной якорь, выполненный в виде винта из ферромагнитного материала, вокруг которого по винтовой линии с шагом, равным шагу резьбы якоря, расположена первая группа из и датчиков, каждый из которых содержит обмотки возбуждения и считывания,установленные на Н-образном магнитопро1,воде, и блок обработки, введены вторая группа из ш датчиков и трансформатор. На вершине витков резьбы винта выполнены углубления, образующие вдоль оси винта разрядные дорожки двоичного кода, расположенные между датчиками второй группы. Блок обработки содержит в+и+1 нагрузочных элементов, m+n+1 компараторы, m+n Dтриггеров, m+2 элементов запрета,два

RS-триггера, шифратор, повторитель, блок дифференцирования и реверсивный счетчик. Вторая группа датчиков рас положена равномерно в одной плоскости вокруг винта, каждый из датчиков содержит обмотки возбуждения и считывания, установленные на П-образном магнитопроводе, развернутом по отношению к магнитопроводу первой группы датчиков на 90 . Расположение нескольких датчиков вокруг винта обеспечивает требуемую точность измерения, а применение компараторов, D-триггеров и элементов запрета позволяет опреде лять обмотки с наиболее высоким выходным сигналом. Выполнение углублений на винте и введение второго ряда, датчиков обеспечивают поправку результатов на реверсивном счетчике, что исключает ошибку измерения координат, т.е. повышает точность преоб разования. 2 ил.

1 13

Изобретение относится к автомати-, ке и вычислительной технике и может быть использовано в промышленных роботах с гидравлическим приводом звеньев и с позиционным или контурным управлением.

Цель изобретения — повышение точности преобразователя перемещения в код.

На фиг. 1 показаны входной якорь и датчики преобразователя", на фиг.2— электрическая схема преобразователя.

Преобразователь перемещения в код содержит группу из m датчиков 1, каждый из которых содержит обмотку 2 возбуждения, обмотку 3 считываний и магнитопровод 4, входной якорь, Bbl полненный в виде винта 5, неферромагHHTHQE0 BTQJIKQ 6, 7, каждый из которых содержит обмотку

8 возбуждения, обмотку 9 считывания и магнитопровод 10, трансформатор 11 с выходной 12 и входной 13 обмотками, а также компаратор 14, блок дифференцирования, образованный конденсатором 15 и резистором 16, повторитель

17, m элементов ЗАПРЕТ 1 8, шифратор

19, элемент ЗАПРЕТ 20, RS-триггер 21, элемент ЗАПРЕТ 22,RS-триггер 23, реверсивный счетчик 24, нагрузочные элементы на резисторах 25, группу из m компараторов 26, группу из и компараторов 27, m D-триггеров 28, п D-триггеров 29, которые образуют блок 30 обработки. Входной якорь 5 имеет углубления 31.

На компараторах 27 установлен порог срабатывания ниже высокого выходного сигнала обмоток 9 считывания датчиков 7 (когда их магнитопроводы

10 находятся над вершинами выступов входного якоря 5, выполненного в виде винта) и выше низкого выходного сигнала обмоток 9 считывания, Датчики 1 и 7 установлены на неферромагнитной втулке 6.

Преобразователь работает следующим образом.

В любом положении винта 5 взаимная индуктивность обмоток 2 и 3 в различных датчиках 1 различна, так как расстояние между концами магнитопровода 4 и вершинами выступов винта

5 в датчиках 1 различно, поэтому и уровень выходных сигналов обмоток 3 различен. В изображенном на фиг. 1 положении винта 5 наиболее высокий сигнал имеет обмотка 3 датчика 1<

63463 2 так как магнитопровод 4 этого датчика находится над вершинами выступов винта 5, В таком случае обмотка 3 о датчика 1 имеет наиболее низкий сигнал, так как концы магнитопровода 4 этого датчика расположены против впадин резьбы винта 5. Кроме указанных уровней, имеются еще три промежуточных уровня сигналов (всего пять уровней сигналов). При таком положении винта 5 четыре компаратора 26, соответствующие датчикам 1, расположенным над точкой A,(по фиг.2), на выходе имеют сигнал "0", так как у них сигнал в положительном полупериоде по второму входу (вход

"+") ниже, чем по первому входу (вход

"-"). Остальные компараторы 26 на выходе имеют cHEHBJI "1". НрН этом только на выходе элемента ЗАПРЕТ 18, связанного с входом "4" шифратора 19, появляется сигнал "1", так как по запрещающему (инверсному) входу он имеет сигнал "0" а по информационнсму (прямому) — "i". На выходах остальных элементов ЗАПРЕТ 18 имеются сигналы "0", так как на обоих входах элементов ЗАПРЕТ 18, связанных с входами "3", "2", " 1" шифратора 19, 30 имеются сигналы "0", на обоих входах элементов ЗАПРЕТ 18, связанных с вхосигналы "t", а у элемента ЗАПРЕТ 18, связанного с входом "0" шифратора 19, 35 по (запрещающему) входу — сигнал "1", а по информационному (прямому) входу — сигнал ".0". Также и в любом другом положении винта 5 сигнал 1 может

40 быть только на одном входе шифратора 19. На выходе шифратора 19 появляется цифровой код в двоичной системе счисления, соответствующей номеру входа.

Если сигналы необходимые для сраЭ батывания, поступают на элемент ЗАПРЕТ 18, связанный с входом "0" шифратора 19, то может сработать элемент

ЗАПРЕТ 20, но при условии, если предыдущим был включен элемент ЗАПРЕТ 18, связанный с входом "7" шифратора 19, т.е. если RS-триггер 23 на прямом выходе имеет сигнал, соответствующий

"0". При срабатывании элемента 20

ЗАПРЕТ на суммирующий ("+1") вход ре55 версивного счетчика 24 поступает импульс, т.е. счетчик 24 этот импульс суммирует. Аналогично-если сигнал, необходимый для срабатывания, посту5

3 13 пает на элемент ЗАПРЕТ 18, связанный с входом "7" шифратора 19, то может сработать элемент ЗАПРЕТ 22, но при условии, если предыдущим был включен элемент ЗАПРЕТ 18, связанный с входом

"0" шифратора 19. При этом импульс поступает на вычитающий ("-1") вход счетчика 24, Входы "1" и "6" шифратора 19 соединены с входами RS-триггеров 23 и 21 соответственно с целью гашения информации на этих RS-триггерах, Если сигналы, необходимые для срабатывания, поступают на элемент 3АПРЕТ 18, связанный с входом "4" шифратора 19, то сигнал "1" поступает на С-вход счетчика 24 и на счетчике

24 устанавливаются сигналы, поступающие от D-триггеров 29. Если соответствующая обмотка 9, связанная с определенным D-триггером 29, имеет высокий сигнал (т.е. магнитопровод

10 данного датчика 7 находится над вершиной выступа винта 5), то на выходе соответствующих компараторов 27 и D-триггера 29 имеется сигнал "1".

Если обмотка 9 имеет низкий сигнал (т.е. один конец магнитопровода 10 датчика 7 находится над углублением

31), то на выходе — сигнал "0", Трансформатор 11, компаратор 14, блок дифференцирования, состоящий из конденсатора 15 и резистора 16, и повторитель 17 служат для того, чтобы D-триггеры 28 и 29 воспринимали сигналы от компараторов 26 и 27 только в положительном полупериоде.

На выходе компаратора 14 появляется сигнал "1" только в положительном полупериоде. После появления этого сигнала через конденсатор 15 и резистор 16 проходит ток, т.е. на входе и на выходе повторителя 17 появляется сигнал "1", поступающий на

С-(синхронизирующие) входы D-триггеров 28 и 29. В результате этого Dтриггеры 28 и 29 воспринимают информацию от соответствующих компараторов 26 и 27.

Информация о перемещении в виде цифрового кода в двоичной системе счисления состоит из низких разрядов, сформированных на выходе шифратора

19, и старших разрядов, сформированных на выходе реверсивного счетчика 24.

Формула изобретения

Преобразователь перемещения в код содержащий входной якорь, выполнен63463 4 ный в виде винта из ферромагнитного материала, вокруг которого по винто" вой линии, шаг которой равен шагу резьбы якоря, расположена первая группа из и датчиков, каждый из которых содержит обмотки возбуждения и считывания, установленные на П-образном магнитопроводе, блок обработки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены вторая группа из m датчиков, расположенных равномерно в одной плоскости вокруг винта, каждый из которых содержит обмотки возбуждения и считывания, установленные на П-образном магнитопроводе, развернутом по отношению к магнитопроводу первой группы датчиков на 90О, трансформатор, против первой группы датчиков на вершине витков резьбы винта выполнены углубления, образующие вдоль оси винта разрядные дорожки двоичного кода, расположенные в промежутках между датчиками второй группы, а блок обработки содержит (и+ш+1) нагрузочных элементов,компаратор, первую группу из п компараторов, вторую группу из m компараторов,. (n+m) D-триггеров, (m+2) элементов

ЗАПРЕТ, повторитель, дешифратор, блок дифференцирования и реверсивный счетчик, обмотки возбуждения датчиков и первичная обмотка трансформатора соединены с шинами питания, первый и второй выводы каждой обмотки считывания датчиков и вторичной обмотки трансформатора соединены с первыми и вторыми выводами соответствующих нагрузочных элементов блока обработки, первые выводы нагрузочных элементов соединены с шиной нулевого потенциала, которая соединена с первым входом компаратора и. с первыми входами компараторов первой группы, вторые выводы нагрузочных элементов соединены с вторыми входами соответствующих компараторов, первый вход каящого предыдущего компаратора второй группы, кроме последнего, соединен с вторым входом соответствующего последующего компаратора второй группы, первый вход последнего компаратора второй группы соединен с вторым входом первого компаратора этой группы, выходы компараторов первой и второй групп соединены с D-входами соответствующих D-триггеров, выход компаратора через последовательно

13634

5 соединенные блок дифференцирования

i .и повторитель подключен к С-входам

D-триггеров, выходы и Э-триггеров соединены с информационными входами

/ реверсивного счетчика, выходы m Dтриггеров соединены с входами запрета одноименных m элементов ЗАПРЕТ, вход запрета каждого i-ro элемента

ЗАПРЕТ, где i = 2Фш — номер элемен10 та ЗАПРЕТ, соединен с информационным входом (i-1)-го элемента ЗАПРЕТ, вход запрета первого элемента ЗАПРЕТ соединен с информационным входом m-го элемента ЗАПРЕТ, выходы m элементов .ЗАПРЕТ соединены с входами . шифрато- ра, выходы которого являются первой группой выходов преобразователя, вы.ход первого элемента ЗАПРЕТ соединен с информационным входом (m+1)-го эле20 мента ЗАПРЕТ и R-входом первого RSтриггера, выход второго элемента ЗА63 6

ПРЕТ соединен с S-входом второго RSтриггера, выход (ш-1)-го элемента

ЗАПРЕТ соединен с S-входом первого

RS-триггера, выход m-ro элемента ЗАПРЕТ соединен с информационным входом (ш+2)-го элемента ЗАПРЕТ и Rвходом второго RS-триггера, выход первого RS-триггера соединен с входом запрета (m+2)-ro элемента ЗАПРЕТ, выход второго RS-триггера соединен с входом (m+i)-ro элемента ЗАПРЕТ, выходы (ш+1)-го и (m+2)-го элементов

ЗАПРЕТ соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, вход синхронизации которого подключен к выходу одного из п -элементов ЗАПРЕТ

7 кроме первого и м -го а выЭ ходы . реверсивного счетчика являю тс я в то рой r руппой в ыходов преобразователя.

1363463, t

1 ! !

1 !

t

Составитель Е.Бударина

Редактор А.Огар Техред M.Äèäûê Корректор В. Гирняк

Заказ 6379/53 Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r..Óæroðîä, ул. Проектная, 4