Snímač uhlovej polohy

Číslo patentu: 260348

Dátum: 15.12.1998

Autori: Bábics Jozef, Geyer Vladimír

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

ÚŘAD PKO wumzv A omWĺ 75 Autor vynélezu GEYER VLADIMIR Ing., BRATISLAVA, BÁBICS JOZEF me. HOLICERiešenie sa týka snímača uhlovej polohy,určeného hlavne na snímania uhlovej po 1 o~ hy konečného raInena manipulátora alebo ro-bota. Podstatou riešenia je, že pozostáva zo zotrvačníka, uloženého v kardanovom zá» vase otočne »okolo osí z a x. Na držiaku zotr~ vačníka je upevnené sklená doska opatrená po obvode Indikačnou stupnlcon tvorenou striedavo priesvitný/Iní a xwpriesvunýlní poliami. Na vidlícl kardanového závesu jo v držlaku upevnený snímaní element pre snímanie polohy voči osi x.Vynález sa týka snímača uhlovej polohy,umožňujúceho merať uhlové natočenie meraného elementu v osiach x a z voči vodorovnej rovine.V súčasnosti je známych niekolko riešení snímačov k odmeriavaniu uhlov. Napríklad rotačný pulzný snímač, ktorý je určený pre prevod informácií o vzájomnej polohe dvoch mechanických celkov, je konštrukčne riešený tak, že jedna časť snímača je tvorená statorom, ktorý musí byť pevne spojený s jednou, nepohyhlivou častou mechanického celku. V tejto časti snímača je uložený vysielač a prijímač svetelného toku. Na druhej časti snímača na rotore, ktorý je spojený s tlruhou, pohyblivou časťou stroja, je odmeriavací kotúč. Vzájomným natáčaním mechanických celkov sú voči sebe natáčané časti snímača, rotor aj stato-r, a tým je indikovaný uhol ich vzajomného natočenia. Obdobnej konštrukcie sú aj ďalšie rotačné pulzné snímače. Ďalej sú snímače uhlu na princípe magnetického pola, indukčnostné snímače.Všetky tieto snímače majú len nedostatok, že potrebujú dva mechanické celky, medzi ktorými sú schopné zaznamenávat ilhol natočenia. Ak sa sníma uhlová poloha ramena manipulátora alebo robota, zloženého z viacerých navzájom otočných ramien, je nutne SllĺlllaČ uhlovej polohy umiestniť do kĺbu každého ramena, a uhlová poloha posledného ramena sa zisťuje zložením jednotlivých uhlov, o ktoré sú ramená navzájom pootočené.Uvedené nedostatky odstraňuje snímač uhlovej polohy podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že pozostáva zo zotrvačníka, ktorý je uložený v kardanovom závese otočne voci osiam x a z. Pritom na vidlici kardanového závesu je v prvom držiaku upevnený snímací element pre snímanie polohy voči osi z, na držiaku zotrvačníka je upevnené sklená doska kruh-ového tvaru opatrená po obvode indikačnou stupnicou tvorenou striedavo priesvitnými a hepriesvitnými poliami. 4 Vidlica kardanového závesu je pevne spojená so sklenou doskou kruhového tvaru, opatrenou po obvode indikačnou stupnicou a je uložená okolo osi x V stojane, ktorý je opatrený držiakom snímacieho elementu pri snímanie polohy vo~č 1 osi xVýhodou snímača uhlovej oplohy podľa vynálezu je, že umožňuje nepretržite sledovať uhlovú polohu meraného elementu, napríklad konečného člena manipulátora alebo robota, a to v dvoch osiach x a z voči vodorovnej rovine. Pritom nevyžaduje pevné spojenie s nepohyblivou častou mechanického celku v dôsledku využitia gyroskopického efektu.Na priloženom výkrese je znázornený snimač podľa vynálezu, a to na obr. 1 v näryse a na obr. 2 v pôdoryse.Snímač podľa vynaleztt, ako je znázornený na obr. 1 a obr. 2 pozostáva zo zotrvačníka 1 s pohonom vysokokotúčovým elektromotorom, ktorý vytvára základný stabilný člen snímača. Zotrvačník 1 je Liložený v kardanovom závese 2 otočné voči osiam x a z. Na vidlici kardanového závesu 2 je upevnený držiak 3 snímacieho elementu 4 pre snímanie uhlovej polohy voči osi z,ktorý môže byť tvorený napríklad dvoma dvojicami LED-diód a fototranzistorov. Na držiaku zotrvačníka 1 je upevnená sklenená doska 5, ktorá má po obvode indikačnú stupnicu tvorenú striedavo priesvitnými a nopriesvitnými poliami. Vidlica kardanového závesu 2 je tlložená v stojane fi otočne voči osi x. Na vidlici kardanového závesu 2 je upevnená ďalšia sklenené doska 7 s indikačoovu stupnlcou tvorenou striedavo priesvitnými a nepriesvitnými polĺalllĺ. Na stojane 6 je v držiaku 8 upevnený snímacĺ element l pre snímanie uhlovej polohy voči osi x, tvorený opäť rtapríklad dvoma dvojicami LED-diód a tototranzistorov.Činnost snímača podľa vynálezu je nasledovná. Zotrvačník 1 sa vysokootáčkovým elektrorotorom roztočí na pracovné otáčky. Po uvoľnení je stále udržiavaný vo vodorovnej polohe. Túto polohu zaisťujú gyroskoplcké momenty, ktoré sa vytvoria v prípade, že by bo zotrvačník 1 z rovnovážnej polohy vychýlený. Pri natočení ramena manipulátora alebo robota, na ktorom je snímač uhlovej polohy upevnený o určitý uhol 6 dochádza aj k natočeniu kardanového závesu 2 zotrvačníka 1. a spolu s ním aj k natočeniu držiaka 3 snímacieho elementu 4 pre snímanie polohy voči osi z. Zotrvačník 1 Iplyvuom gyroskopických momentov zostáva vo vodorovnej polohe a unáša aj sklenenú doštička 5 s indikačnou stupnicou. ľým dochadza k relatívnemu po-hybu medzi snímacím elementom 4 a indikačnou stupnicou na sklenenej doštička 5. Pretože sklenená doštička 5 má na obvode indikačnú stupnicu,ktorú tvoria striedavo priesvitné a nepriesvitné polia, dochádza k prerušovaniu svetelného lúča vysielaného LED-diódou a zaznamenávaním počtu prerušení prijímačom tvoreným ťototranzistorom.Určitému uhlu p zodpovedá teda aj určitý počet prerušení svetelného lúča, z čoho sa stanoví velkost uhla ,(3. Pri natočení výstupnej hlavice manipulátora, alebo robota okolo osi x dochádza k rovnakému procesu na snímacom elemente 9 pre snímanie natočenia okolo osi x. Zariadenie v závislosti od vyhodnocovacieho člena zaznamenáva súčasne uhlovú polohu v osiach x a z.Snímač podľa vynálezu možno využiť pri snímaní Lihlovej polohy konečného člena mnnipulátora alebo robota, ako aj iných elementov, v dvoch osiach voči vodorovnej rovme.Snímač uhlovej polohy, vyznačujúci sa tým, o p zostáva zo zotrvačníka 1, ktorý je uložený v kardanovom závese 2 otočne voči osiam x, z pričom na vidlici kardanového závesu (2) je v prvom držiaku (3) tmevnený snímací element (41 pre snímanie polohy vc čí osi z, na držiaku zotrvačníka 1 je upevnené Sklené doska 5 kruhového tvaru opatrenú po obvode indikačnoustupnicou tvoren-ou striedavo priesvitnýlní a nepriesvítnými poliami, vidlica kardanového závesu 2 je pevne spojená so sklenotl doskou 7 kruho-vého tvaru, opatrenou po ob~ vode indikačnou stupnicou a je Llložená o« točne okolo osi x v stojane (6), ktorý je opatrený držiakom 8 snímacíeho elemel» tu (9) pre snímanie polohy voči osi x.

MPK / Značky

MPK: G01B 11/16

Značky: uhlovej, polohy, snímač

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-260348-snimac-uhlovej-polohy.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Snímač uhlovej polohy</a>

Podobne patenty