Тактильный датчик для устройств распознавания образов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ А СПУБЛИК 11 4 С 06 К 9 Г 1;,. АНИЕ ИЗОБРЕТЕ бе об ива ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к устройствам восприятия информации овнешней средеЦель изобретения -расширение функциональных возможностей за счет выделения признаковобъемных объектов. При прикосновениимембраны 4 датчика к объемному объекту 12 она деформируется. За счет этого изменяется коэффициент отраженияв волокнах волоконно-оптическогопреобразователя, расположенных против места деформации. Коэффициентотражения определяется по величине 288730токов фотоприемников 10 и 11, Этодает информационные признакииследуемого объекта. 3 з,п. ф-ль 1,1 ил, Изобретение относится к устройствам восприятия информации о внешнейсреде и может быть применено в очувствленных промышленных роботах дляраспознавания формы и параметровориентации деталей,Цель изобретения - расширениефункциональных воэможностей за счетвыделения признаков объемных объектов,На чертеже показан тактильныйдатчик,датчик содержит твердую сферу 1,закрепленную на конце стержня 2,В теле сферы 1 вмонтированы оптичес.кие волокна 3, торцы которых выходятна поверхность сферы 1 и равномернораспределены по ней, Снаружи сферы 1имеется сферическая мембрана 4,выполненная из непрозрачного эластичного материала, например, резины.Внутренняя поверхность мембраны 4обладает свойством диффузного отражения света, т.е. имеет однородныйматовый белый цвет, Мембрана 4 установлена по отношению к твердой сфере 1 с зазором, который заполненпрозрачной жидкостью с показателемпреломления, приближающимся к показателю преломления оптических волокон 3. Уровень жидкости поднят потрубке 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 рукиманипулятора 5 на неподвижное основание. Устройство содержит камеру б,в которой установлены электроннолучевая трубка 7 (ЭЛТ) и черный экран 8, в отверстиях которого построкам в виде матрицы закрепленыдругие торцы оптических волокон 3,Для проектирования изображения ЭЛТ 7на экран 8 имеется объектив 9,Уменьшение, даваемое объективом припроектировании изображения, выбранотаким, что диаметр изображения светового пятна ЭЛТ меньше диаметра оптического волокна на величину, превышающую погрешность формированиярастра ЭЛТ, Перед экраном 8 и экраномЭЛТ 7 в соответствующих отсеках камерыб расположены на максимальном удалениипо оптической оси от экранов фотоприемники 10 и 11, образующие блок фотоприемников.15Предлагаемое сенсорное устройствоработает следующим образом.Манипулятор 5 перемещает закрепленную на нем сферу 1 датчика по вертикали вниз над тарой с деталями до20упора в объект (деталь) 12, При этом,чтобы не сдвинуть деталь, манипулятор5 работает в режиме силоограничения,В случайной точке касания с детальюмембрана 4 сенсора прогибается доконтакта с твердой сферой 1 и принимает в окрестности точек касанияформу детали. Если поверхность деталирезьбовая, то мембрана 4 принимаетформу внешнего цилиндра резьбы. Коэффициент оптического отражения оптических волокон 3 зависит от зазорамежду мембраной 4,и твердой сферой 1,В недоформированном состоянии оболочки зазор с учетом возможных неточ 35 ностей сферы столь велик, что создаваемый при этом коэффициент отражения равен нулю. ЭЛТ 7 осуществляетпериодический обход лучом всех опти 40ческих волокон 3. При этом коэффициент отражения оптических волокон 3влияет на видимую яркость торца возбуждаемого пятном ЭЛТ светового волокна на экране 8. Эта яркость и измеряется фотоприемником 10 по методубегущего луча, применяемому прн считывании информации в читающих авто1288730 25 Составитель А.КашинТехред М.Коданич Редактор Н.Бобкова Корректор Т,Колб Тираж 694 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Заказ 781/49 Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул,Проектная, 4 матах. При этом влияние погрешностирастра устраняются за счет указанного уменьшения диаметра пятна по отношению к диаметру торца оптическоговолокна. Величина светого потока, 5вводимого в оптические волокна 3,определяется фотоприемником 11, Повеличине токов фотоприемников 10 и11 определяются коэффициенты отражения для каждого оптического волокна3 волоконно-оптического преобразователя, с помощью которых определяютконфигурацию 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 щ и й с я 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 торцовволокон волоконно-оптического преобразователя и выполнена с диффузноотражающей внутренней поверхностью,первая группа торцов волокон волоконно-оптического преобразователяоптически связана с первым оптическим входом блока фотоприемников, другая часть мембраны соединена с волоконно-оптическим преобразователем,источник света оптически связан свторым оптическим входом блока фотоприемников, группа выходов которогоявляется выходом датчика.2. Датчик по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что первая группаторцов волокон волоконно-оптическогопреобразователя образует плоскую поверхность, а вторая группа торцовобразует сферу,3, Датчик по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что зазор между второй группой торцов волокон волоконно-оптического преобразователя имембраной заполнен иммерсионной жидкостью,4. Датчик по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что источник светавыполнен в виде электронно-лучевойтрубки,