Съемник координат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

<>951310 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 240380 (21) 2900026/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (23) ПриоритетОпубликовано 1508.82. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 150882

1И) М. Кл.

G F 11/00

ГосударствеииыВ комитет

СССР ио маам изобретеиий и открмти5

)$3jУДК 681 ° 327 ° .12(088.8) Ю.Г. Васин, В.Л. Кашин и A.Ô. Смирн в (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт и и кибернетики при Горьковском госуд им . Н . И . Лобачевского (7() Заявитель те (54) СЬЕМНИК КООРДИНАТ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может, быть использовано в устройствах считывания и ввода графической информации в электронные вычислительные машины (ЭВМ). °

Известны съемники координат с экрана индикатора, содержащие защитный корпус с приемным отверстием, помеценные в корпус последовательно включенные фотоприемник и усилитель и последовательно установленные на одной оптической оси между приемным отверстием корпуса и фотоприемником

-интерференционный и полосовой фильтраа. Световые лучи от элемента изображения, лежащего непосредственно под приемным отверстием, попадает на фотоприемник, проходя фильтры, преобразуются в электрический сигнал, который поступает на выход съемника,(светового пера) и по которому определяют координаты указанного элемента изображения (1) .

Недостатком светового пера является низкая надежность при считывании данных, так как выходной сигнал светового пера очень чувствителен к его смецениям.

Известен также съемник координат, используемый в устройстве считывания координат на плоскости и представляющий собой зонд с прокалываннем, т . е . проводящую иглу . Зонд ск он ст руирован таким образом, чтобы оператор имел возможность быстро и точно установить иглу на выбранной коор10 динате (2) °

Недостатком известного съемника координат является то, что при использовании им происходит изнашивание носителя графической информации. .Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является съемник координат, содержащий катушку с магнитопроводом, расположенными на основании. Считывающая катушка состоит иэ расположенных по окружности кольцевого магнитопровода последовательно соединенных элементарных катушек, плоскости витков которых перпендикулярны к плоскости координатной сетки устройства. При работе с таким съемником оператор устанавливает его в нужной точке считываемой кривой и вручную подает команду (замыкает кнопку, которая конструктивно может

951310 быть расположена и на съемнике) на считывание координат (3) .

Недостатком известного съемника координат является низкая точность считывания координат и низкое быстродействие. Низкая точность считы- 5 вания координат обуславливается наличием погрешности, вносимой оператором, которая является погрешностью установки оператором визира съемника на кривую. Низкое быстроцействие 10 считывания информации обуславливается значительным временем, необходимым для ныделения oneðàòîðîì элементов носителя, принадлежащих графику.

Время выделения оператором точки на кривой обычно включает н себя время перемещения и установки на точку съемника координат и время нажатия кнопки и составляет для опытного

onератора 2-3 с.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия съемника.

Укаэанная цель достигается тем, что съемник координат, содержащий катушку с магнитопронодом, расположенными на основании, дополнительно содержит два объектива, установленные под углом друг к другу и электромагнитный привод, якорь которого механически связан с объективами и катушкой, причем точка пересечения оптических осей объективов совпадает с точкой визирования съемника, расположенной на оси симметрии катушки, Такая конструкция съемника, пред- З5 станляющая собой оптическую сканирующую головку с двумя объективами излучающим и приемным, соединение их жестко с катушкой и расположение их над катушкой, соосно с ней поэ- 40 воляет создать визир н центре съемника в плоскости чертежа (планшета) в виде светового пятна, образованного световым лучом излучающего объектива, сканировать кривую чертежа лучом при ранномерной обводке ее оператором, получить на выходе приемного объектива сигналы, соответствующие скачкообразному изменению яркости при пересечении кривой лучом и использовать зти сигналы н качестве сигналов считывания координат . Участие оператора при считывании информации состоит лишь н том, что он ранномерно обводит кривую (переднигает по кривой катушку с магнитопроводом с жестко связанной с ней оптической головкой). Ручное выполнение операции установки визира съемника координат на точку кривой

) и ручная подача команды на считы- @ нание (нажатие кнопки) исключено.

Эти операции настоящим съемником координат осуществляются автоматически при сканировании кривой световым лучом. 65

В результате замены ручного выполнения двух названных операций автоматическим повышается быстродействие считывания. При этом случайная погрешность считывания, вносимая оператором, переходит в систе- матическую, которую легко учесть, т.е. точность считывания повышается.

На чертеже представлена конструкция предлагаемого съемника координат.

Съемник содержит основание 1, выполненное в виде шайбы, на которой закреплены катушка с магнитопроводом

2, оптическая сканирующая головка с излучающим объективом 3 и приемным объективом 4, а также якорь 5 электромагнитного привода 6. Катушка с магнитопроводом 2 и сканирующая оптическая головка с излучающим объективом 3 и приемным объективом 4 жестко связаны с якорем 5,электромагнитного привода

6 и при помощи последнего имеют воз— можность колебания относительно штыря 7, являющегося вертикальной осью колебаний. Ось симметрии между объективом 3 и объективом 4 проходит через центр катушки 2.

Излучающий объектив 3 оптической головки состоит из лампочки и двухлинзовой фокусирующей системы (на чертеже не показаны). Приемный объектив 4 оптической голонки состоит из двухлинзоной фокусирующей системы и фотодиода (на чертеже не показаны).

Съемник координат имеет блок питания (на чертеже не показан). Съемник координат располагают на магнитном планшете 8 с системой ортогональных шин 9 по координатам Х,У, на который накладывают носитель графической информации.

Съемник работает следующим образом.

Прн подаче питания излучающий объектив 3 оптической головки формирует узкий луч, ориентированный под углом к плоскости планшета 8 и создающий в плоскости планшета 8 в центральной точке, лежащей на оси катушки 2, световое пятно (визир) диаметром 0,2 мм.

При подаче питания на электромагнитный привод 6 жестко связанная система — катушка и излучающий и приемный объективы 3,4 оптической головки — совершает колебания относительно вертикальной оси с частотой 10-20 Гц и с амплитудой «+2 мм от состояния раннонесия. Нри этом световой луч, сформированный излучающим объективом 3 оптической головки колеблется, а его световое пятно ° (визир) на планшете 8 образует световой штрих длиной 4 мм. При считывании точек. кривой (графической информации) оператор передвигает цо планшету 8 вдоль кривой основаниеi

951310

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 5951/56 Тираж 731 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

1, а вместе с ним и катушку 2, при этом последнюю устанавливают так, чтобы световой штрих пересекал любым местом и под любым углом считываемую кривую. При сложеНии поступательного и колебательного движения световой луч сканирует считываемую кривую, периодически пересекая ее. Отраженный от носителя графической информации световой луч попадает в приемный объектив. 4 оптической головки, фотодиод (на чертеже не показан), который выдает электрический сигнал при скачкообразном изменении яркости, вызванном попаданием излученного светового луча на считываемую кривую.

Электрический сигнал с фотодиода 15 представляет собой чередующиеся во времени два сигнала V< и V2, один из которых появляется, когда сканирующий световой луч находится по одну сторону кривой, другой 20 когда луч находится над кривой. Этот сигнал используется в качестве команды на считывание координат Х,У, пересекаемой лучом точки кривой при помощи катушки с магнитопроводом 2.

При частоте сканирования, равной

10 Гц, быстродействие повышается по сравнению с прототипом в 20-30 раз.

При частоте сканирования, равной

20 Гц, быстродействие увеличивается в 40-60 раз. Повышается точность считывания информации, так как случайная погрешность ручного выделения элементов носителя информации становится систематической приборной погрешностью при автоматическом выделении элементов носителя информа» ции, которую легко учесть. Изобретение имеет и то преимущество, что при работе с ним не создается значительной нагрузки на зрение оператора.

Съемник координат, содержащий катушку с магнитопроводом, расположенными на основании, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия съемника, он содержит два объектива, установленные под углом один к другому, и электромагнитный привод, якорь которого механически связан с объективами и катушкой, причем точка пересечения оптических осей объективов совпадает с точкой визирования съемника, расположенной на оси симметрии катушки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 680004, кл. G 06 F 11/00, 1979.

2. Патент CtdA Р 3804983, кл. 178-87, опублик. 1974, 3. Авторское свидетельство СССР

9 413504, кл. G F ll/00, 1974 (прототип).