Устройство для формирования информационного сигнала адаптивного робота

(51)5 В 25 3 13 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(71) Ленинградский горныйГ,В.Плеханова и Всесоюзныйдовательский и проектный инческой обработки полезныаМеханобра(56) Авторское свидетельствоМ 1062642, кл,005 В 11/00, 1 НИ институт и научно-иссл ститут механископаемы сится овано Сущржит атор, ения, мента Багрянски.М,ГабитовСССР982. Изоб ение относится к робототехниыть использовано при созданиироботов,еи може даптивн блок-схема уст- информационобота; на фиг, 2 ти зарегистриний гамма-кваннтролируемого мпульсная диагточник излучеиненные детекетр 3, первый оследовательно я 6, второй 7 р, схемы сравнви интенсиметра выход которого торого клк)чф 7 ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Цель изобретения - повышение точности.На фиг. 1 изображенаройства для формированияного сигнала адаптивного р- зависимость интенсивносрованных детектором излучетов от расстояния до кообъекта; на фиг. 3 - время-ирамма работы устройства.Устройство содержит исния 1, последовательно соедтор излучения 2, интенсимключ 4 и блок памяти 5; ивключенные схему сравненитретий 8 ключ, причем входыния 6 соединены с выходам3 и блока памяти 5; таймер 9,подключен к Йторому вхОду в(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВА ИНФОРМАЦИОННОГО СИГНАЛА А ТИ В Н О ГО РО БОТА(57) Использование: изобретение атно к робототехнике и может быть использ при создании адаптивных роботов. ность изобретения; устройство соде переключатель, ждущий мультивибр элемент ИЛИ, блок памяти, блок сравн три ключа, триггер, таймер, два эле задержки, привод, источник и детекто лучения, интенсиметр. 3 ил,и к выходу первого устройства задержки 10,(Ясоединенного выходом с входом второго ус- Стройства задержки 11, выход которого соединен со вторым входом первого ключа 4;элементы И 12,первые входы которых под-ключены к выходу третьего ключа 8, а выхо- ады - к соответствующим выходамустройства; источники опорных сигналов р13, соединенные с вторыми входами элементов И 12; подвижную платформу 14, наааваЪкоторой расположены источник 1 и детектор2 излучения; привод 15, пследовательно, 4включенные переключатель 16, ждущий Ымультивибратор 17 и элемент ИЛИ 18, второй вход которого подключен к выходу первого устройства задержки 10, а выход квторому входу блока памяти 5; триггер 19,первый вход которого соединен с выходомпереключателя 16, второй вход - с выходомвторого ключа 7, а выход - с выходами таймера 9 и привода 15, причем третий ключ 8подключен вторым входом к выходу блокапамяти 5,Устройство работает следующим образом.Источник гамма-излучения 1 облучаетконтролируемый объект потоком гамма- квантов. Вторичное излучение от объекта регистрируется детектором излучения 2, который преобразует энергию гамма-квантов ф в электрические импульсы.Интенсивность зарегистрированныхдетектором излучения 2 гамма-квантов зависит от расстояния между источником излучения и детектором, типа материала объекта и расстояния Я от источника излучения (детектора) до объекта. При расстояниях В, соизмеримых с расстоянием между источником излучения 1 и детектором 2, зависимость интенсивности зарегистрированных гамма-квантов от расстояния В практически всегда имеет инверсионный характер (фиг. 2): при увеличении расстояния В интенсивность сначала увеличивается, достигая своего максимального значения при некотором Вмакс, а затем уменьшается. Расстояние Вмакс, при котором наблюдается максимальное значение интенсивности, примерно равно расстоянию от источника излучения 1 до детектора излучения 2. Расстояние Вмакс не зависит от типа материала объекта, а зависит только от расстояния между источником излучения 1 и детектором излучения 2 и для заданного размера зонда является постоянной величиной. Подобный характер изменения интенсивности зарегистрированных детектором гамма-квантов объясняется особенностями взаимодействия гамма-излучения с веществом, Интенсивность зарегистрированных детектором излучения 2 гамма-квантов на расстоянии Вмакс зависит только от типа материала объекта. Поэтому для определения типа материала объекта достаточно зарегистрировать интенсивность вторичных гамма-квантов, установив детектор 2 и источник излучения 1 на расстояние Вмакс отобъекта.В начальном положении подвижнаяплатформа находится на расстоянии, большем расстояния инверсии (расстояние Яо на фиг. 2.) При срабатывании переключателя 16 триггер 19 изменяет свое первоначальное состояние, и высокий потенциальный уровень на его выходе включает привод 15 и таймер 9. Перепад напряжения, возникающий на выходе переключателя, запускает ждущий мультивибратор 17, и возникающий на его выходе импульс обнуляет блок памяти 5,При этом подвижная платформа 14 начинает опускаться вниз с постоянной скоростью Ч, а на выходе таймера 9 через равные промежутки времени й появляются короткие импульсы длительностью Ъ, причемЬ(Ж (фиг. 3),Напряжение с интенсиметра 3, пропор 5 циональное средней частоте зарегистрированных гамма-квантов, через промежуткивремени Ж передается в блок памяти 5. Свыходов интенсиметра 3 и блока памяти 5напряжения подаются на схему сравнения10 6, на выходе которой появляется сигналлишь в том случае, если напряжение на выходе блока памяти 5 будет больше напряжения на интенсиметре 3. Пока подвижнаяплатформа 14 движется в области возраста 15 ния интенсивности зарегистрированных детектором гамма-квантов (участок В - В нафиг. 2), напряжение на интенсиметре 3 будет больше напряжения в блоке памяти 5,но как только расстояние от подвижной20 платформы до контролируемого объектастанет меньше расстояния инверсии Вл, тонапряжение на интенсиметре 3 станетменьше напряжения на выходе блока памяти 5, и на выходе схемы сравнения 6 появит 25 ся сигнал,Для выработки управляющих импульсов служит таймер 9, первое 10 и второе 11устройство задержки. По окончании интервала й импульс с таймера 9 открывает на30 время ь и второй ключ 7 (фиг. 3). Если в этотмомент времени на выходе схемы сравнения 6 сигнала нет, то нет сигнала и на выходе ключа 7, и импульс с таймера 9 черезпервое устройство задержки 10 спустя вре 35 мя тз (тзъ, но 1 з Ж) поступает на второйвход блока памяти 5, обнуляя его содержимое, и через вторую схему задержки 11 спустя время 2 тз открывает на время ти первыйключ 4, благодаря чему напряжение на вы 40 ходе интенсиметра 3 в данный момент запоминается блоком памяти 5. Припоступлении следующего импульса с таймера 9 работа схемы повторяется, если на выходе схемы сравнения 6 отсутствует сигнал.45 Однако на расстоянии больше, чем Вфиг, 2), что соответствует времени большесз, интенсивность гамма-квантов, измеряемая интенсиметром 3, станет меньше измеренной интенсивности гамма-квантов на50 расстоянии В, записанной на блоке памяти5, что приведет к появлению сигнала на выходе схемы сравнения 6. Очередной импульс с таймера 9 в момент времени Ь+1откроет второй ключ 7, и сигнал с выхода55 схемы сравнения 6 через второй ключ 7(фиг.3) откроет ключ 8 и,поступив на второй входтриггера 19, установит на его выходе низкийпотенциальный уровень, что приведет к остановке привода 15 и таймера 9. Напряжение с блока памяти 5 через открытый третий ключ8 поступит на и"рвые входы элементов И 12.,на вторые входы которых поданы опорныенапряжения с источников 13,При равенстве сигналов на одном из 5элементов И 12 с выхода этого элемента И12 снимается сигнал, несущий информациюо типе материала объекта.Заявляемое устройство позволяет определить тип материала объекта в условиях, 10когда расстояние до контролируемого объекта - переменная величина, что являетсятипичным случаем для реальных условий,например при опробовании вагонеток соловянной рудой. При неподвижном расположении блоков 1 и 2 расстояние до объектаможет отличаться от расстояния Ямаков и типматериала объекта будет определен неверно,Уровень засыпки руды в различных вагонетках колеблется в пределах 40-60 см. При 20неподвижном расположении блоков 1 и 2определить содержание олова в руде непредставляется возможным. Поэтому необходимо при каждом измерении перемещатьподвижную платформу с расположенными 25на ней блоками 1 и 2 до тех пор, пока расстояние до объекта не будет равным Вмакс.Меньшая по сравнению с устройствомпрототипом погрешность определения типаматериала объекта объясняется тем, что при 30пользовании изобретения эта погрешностьобусловлена лишь статистической погрешностью определения интенсивности в точкеинверсии и при интенсивности 10 имп/ссоставляет д = = да= 1 %, что позво 1 1ляет различать два объекта по типу материала, если интенсивности зарегистрированных детекторами излучения гамма-квантов от этих объектов отличаются больше, чем на 1;Формула изобретения Устройство для формирования. информационного сигнала адаптивнОго робота, содержащее первый ключ, привод платформы, установленные на платформе источник и детектор излучения, выход которого соединен с входом интенсиметра, а также элементы И, подключенные первым входом к выходу соответствующего источника опорного сигнала, а выходом - к соответствующему выходу устройства, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что с целью повышения точности устройства, оно содержит последовательно соединенные переключатель, ждущий мультивибратор, элемент ИЛИ, блок памяти, блок сравнения, второй ключ и третий ключ, . последовательно подключенные триггер, таймер, первый элемент задержки и второй элемент задержки, вход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, а выход - с первым входом первого ключа, подключенного вторым входом к второму входу блока сравнения и выходу интенсиметра, а выходом - к второму входу блока памяти, выход которого соединен с вторым входом третьего ключа, подключенного выходом к второму входу элементов И, а первым входом - к первому входу триггера, второй вход которого соединен с выходом переключателя, выход - с входом привода платформы, а выход таймера подключен к второму входу второго ключа,1763173 И и тей Ссе кос:ь р АСС горние с.с Ъ иф,ко едактор О.Стенин Корректор М.Анд Заказ 3414 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 игал с