Устройство для моделирования волоскового механорецептора
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
Союз СоветсиикСоциапнстическииРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. Я 06 Ю 7/60 с присоединением заявки М Ьеударстюный комитет СССР до делам иэебретеннй н открытей(72) Авторы изобретения Д. В. Кривец и В. Н, Ляхов Ростовский ордена Трудового Красного Знаменгосударственный университетна(54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕ ЛИРОВА НИЯ ВОЛОСКОВОГО МЕХАНОРЕБЕПТОРА Изобретение относится к бионике и может быть использовано в системах тактильного и кинестетического очувствления адаптивных роботов.Известно устройство для измерений усилий, оодержашее силовводящий эле 5 мент, выполненный в виде гибкого стержня, консольно закрепленного в корпусе и связанного с пьезоэлементом, обкладки которого подключены ко входу усилито теля,.Данное устройство воспроизводит некоторые механические характеристики волоскового механорецептораи его спо собность преобразовывать механичеокие воздействия в электрический сигнал 11.Наиболее близким к предлагаемому является чувствительный элемент, содержащий гибкий силовводяший элемент, Консольно закрепленный в корпусе, четыре контактных механоэлектрических преобразователя, устройство обработки сигналов преобразователей. Данное устройство способно в некоторой степени воспроизводить свойство волоскового механорецептора, определять направление механического воздействия в плоскости, перпендикулярной оси симметрии силовводящегоэлемента 2Недостатками указанного устройстваявляются низкая точность определениянаправления механического воздействияв плоскости, перпендикулярной оси симметрии силовводяшего элемента, невозможность определения направления и величины вектора механического воздействия в пространстве и, как следствие,малая точность моделирования биологического прототипа,Бель изобретения - повышение точности моделирования биологического прототипа.Поставленная цель достигается тем,что в устройство, содержащее трехкомпонентный датчик с гибким силовводяшимэлементом, дополнительно введены триусилителя и блок вычисления модулявектора действуюшей силы, причем первый, второй и третий выходы трехкомпо3 .92 нентного датчика механического воздействия через соответствующие усилители подключены к соответствующим входам блока вычисления модуля вектора действующей силы.Кроме того, блок вычисления модуля вектора действующей силы содержит два делителя напряжения и два сумматора, причем первый вход блока,.соединен с первыми входами первого и второго сумматоров, второй вход блока через первый квадратор подключен,.к первому входу первого делителя напряжения, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого является выходом блока и подключен Й второму входу первого сумматора, выход которого соединен с вторым вхо- дом первого делителя напряжения и первым входом второго делителя напряжения, третий вход блока через второй квадратор подключен к второму входу второго делителя напряжения, выход которого соединен с третьим входом второго сумматора.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для моделирования волоскового механорецептора;.на фиг. 2- трехкомпонентный датчик механического воздействия аксонометрии, общий вид,Устройство содержит трехкомпонентный датчик 1 механического воздействия с гибким силовводяшим элементом 2, усилители 3 - 5, блок 6 вычисления модуля вектора действующей силы, в который входят первый и второй квадраторы 7 и 8, первый и второй делители 9 и 10 напряжения, первый и второй сумматоры 11 и 12. Выход второго сумматора является первым выходом 13 устройства, а выходы усилителей 3-5 являются вторыми выходами 14 устройства.Трехкомпонентный датчик механического воздействия представляет собой стержень 15 круглого поперечного сечения с двумя балочными упругими элементами 16 и 17. На одном из концов стержня имеется мембранный упругий элемент 18, а на втором - гибкий силовводящий элемент 2, выполненный в виде прямого круглого конуса. На балочные и мембранный упругие элементы наклеены полупроводниковые тензометры 19 и соединены в три мостовые схемы, выходы которых являются выходами датчика.При действии силы Р, произвольно приложенной к силовводящему элементу 2,8375 ф тензометры 19, размещенные на мембранном упругом элементе 18, регистрируют составляющую силы Р. при незначительной реакции на составляющие Ри Р . Достаточно высокая степень развязки при измерении составляющей Рот паразитных влияний составляющих Рхи Р происходит за счет компенсационных свойств мостовой измерительнойсхемы. Коэффициент перекрестных влияний на составляющую Р не превышает2%. Составляющая Р, действующей силырегистрируется с помощью полупроводниковых тенэометров 19, размещенныхна балочном упругом элементе 16. Приэтом, составляющая Р, действуя на балочный упругий элемент 17, вызываетего незначительную деформацию изгиба,ввиду значительно большего, по сравнению с элементом 16, момента сопротивления относительно оси Х, что в совокупности с компенсационными свойствамимостовой измерительной схемы обеспечивает независимость показаний датчикапо оси Х от составляющей Р, Аналогично, составляющая Р регистрируется спомощью тензометров 19, размещенныхна балочном упругом элементе 17. Приэтом, составляющая Р, действуя набалочный упругий элемент 16, вызываетвесьма малую его деформацию изгибаввиду значительно большего, по сравнению с элементом 17, момента сопротивления относительно оси У, что в совокупности с компенсационными свойствами ззмостовой измерительной схемы обеспечивает независимость показаний датчикапо оси У от составляющей Р . Коэффициент перекрестных влияний по составляющим Р и Р вследствие указанныхособенностей, исчезающе мал.Силовводяший элемент 2, выполненный в виде прямого круглого конуса ипредставляющий собой балку равногосопротивления, позволяет точно переда Явать силовое воздействие на упругиеэлементы без потери устойчивости. Кроме того, такая форма силовводяшегоэлемента удовлетворяет принципу силовведения Сен-Венана.Сигналы с выхода датчика, пропор циональные составляющим действующейсилы, усиливаются с помощью усилителей 3 - 5 и поступают на вторые выходы 14 устройства и в блок 6 вычисления модуля вектора действующей силы. Вычисление модуля осуществляется по методу неявных функций, который дает более точные результаты. В блоке 6вычисления модуля вектора решаетсяуравнение 9283 где О. - модуль вектора,0 О 0 - напряжения, пропорпиональные1161составляющим действующей силы Р, Р, и Р. соответствен оно (выходные напряжения усилителей 3 - 5).В первом и втором квадраторах 7 и 8осуществляется возведение в квадратнапряжений О и О соответственно. Де Злители напряжения 9 и 10 осуществляютделение выходных напряжений квадратовО и 0 на сумму ОФО., сформированО.ную в йервом сумматоре 11, а сумма .всех членов правой части приведенного щОуравнения формируется в сумматоре 12,выход которого является первым выходом 13 устройства.ЭРеализация в предлагаемом устройстве для моделирования волоскового25механорецептора возможности значительно более точного определения величины и направления вектора действующейсилы в плоскости, перпендикулярной осисимметрии силовводящего элемента, атакже реализация воэможности определения величины и направления векторадействующей силы в пространстве позволяет приблизить модель к своемубиологическому прототипу и расширитьсферу применения модели в системахтактильного и кинестетического очувствления адаптивных роботов.ф о р м у л а изобретения1, Устройство для моделирования вопос-.кового механорецептора, содержащее 75 6трехкомпонентный датчик механического воздействия, о т л и ч а ю щ е ес .я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены три усилителя и блок вычисления модуля вектора действуюцей силы, причем первый, второй и третий выходы трех- компонентного датчика механического воздействия через соответствующие усилители подключены к соответствующим входам блока вычисления модуля вектора действующей силы.2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок вычисления модуля вектора действующей силы содержит два делителя напряжения и два сумматора, причем первый вход блока соединен с первыми входами первого и второго сумматоров, второй вход блока через первый квадратор подклк. чен к первому входу первого делителя напряжения, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого является выходоМ блока и подключен к второму входу первого сумматора, выход которого соединен с вторым входом первого делителя напряжения и первым входом второго делителя напряжения, третий вход блока через второй квадратор подключен к второму входу второго делителя напряжения, выа ход которого соединен с третьим входом второго сумматора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР504929, кл. 6 01 Е 1/16, 1976. 2. Патент США М 40001556,кл. 235/151, опублик. 1977 (прототип) .Фиг,2итель Л, Терехов С. 1 йигунова Состав Касарда Техректор О. В 242/62 Тираж 732ВНИИПИ Государственного копо делам изобретений и отк113035, Москва, Ж, Рауш Подписитета СССрытийая набд но филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,
СмотретьЗаявка
2931705, 29.05.1980
РОСТОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КРИВЕЦ ДМИТРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ, ЛЯХОВ ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: G06G 7/60
Метки: волоскового, механорецептора, моделирования
Опубликовано: 15.05.1982
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-928375-ustrojjstvo-dlya-modelirovaniya-voloskovogo-mekhanoreceptora.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для моделирования волоскового механорецептора</a>
Предыдущий патент: Устройство для распознавания случайных сигналов
Следующий патент: Устройство для моделирования биполярного транзистора
Случайный патент: Способ определения содержания водорода в шлаках и флюсах