Система наведения передающей телевизионной камеры

(71) Заявитель Донецкое отделение Института "Гипроуглеавтоматизация" 54) СИСТЕИА. НАВЕДЕНИЯ ПЕРЕДАЮЩЕЙ ТЕЛЕВИЗИОННОЙ КАМЕРЫ1Изобретение относится к робототех.нике, а точнее к роботам-манипуляторам и предназначено для использова"ния при работе в копирующем режимес эффектом присутствия оператора врабочей зоне.Известна система наведения передающей телевизионной камеры по поло-жению головы оператора, содержащаядатчики угловой ориентации головы,укрепленные на шлеме, блоки управления, интегрирующие сервоприводы, соединенные с соответствующими датчиками угловой ориентации телевизионнойкамеры 1,Однако точность передачи такойсистемы и ее надежность невысоки.Цель изобретения - повышение точности и надежности путем уменьшениявероятности потери в ориентации. 2 ОЦель достигается тем, что в системе наведения передающей телевизионной камеры по положению головы оператора, содержащей датчики угловой 2ориентации головы, укрепленные на шламе, блоки управления, интегрирующие сервоприводы, соединенные с соответствующими датчиками угловой ориент тации телевизионной камеры, каждый датчик угловой ориентации выполнен в виде двух сильфонов, которые установлены на гибких тягах и расположены по разные стороны от оси вращения датчика угловой ориентации, и двух тенэометрических преобразователей, каждый из которых соединен с соответствующим сильфоном, каждый блок управления содержит последовательно соединенные нуль-орган, интегратор и дифференциальный электропневмопреобраэо" ватель, а также три блока сравнения, при этом к первому и второму входам первого блока сравнения подключены . соответственно выход первого и второго тенэометрического преобразователя соответствующего датчика угловой ориентации телевизионной камеры, вы" ход первого блока сравнения соединен3 9441 с первым входом второго блока сравнения, выход которого подключен к входу соответствующего интегрирующего сервопривода и к первому входу нуль-органа, второй вход которого соединен с вторым 5 входом второго блока сравнения и с выходом третьего блока сравнения, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу первого и второго тензометрического преобразователя соответствующего датчика угловой ориентации головы, причем каждый датчик угловой ориентации телевизионной камеры имеет пневматическую связь с соответствующим датчиком угловой15 ориентации головы и с дифференциальным элект ропневмоп реобразователем соответствующего блока управления.На фиг, 1 изображена структурная электрическая схема одного угломестного канала системы; на фиг. 2 конструкция датчиков угловой ориентации головы.Данная система передающей телевизионной камеры содержит датчики 1 угловой ориентации головы, выполнен", ные в виде двух сильфонов 2 и 3 и двух тензометрических преобразователей 4 блоки 5 управления, каждый из которых содержит нуль-орган 6, интегратор 7, дифференциальный электропневмопреобразователь 8 и три блока 9-11 сравнения, датчики 12 угловой ориентации телевизионной камеры, состоящие также из двух сильфонов 13 и 14 и тензометрических преобразователей 15, интегрирующие сервоприводы 16, телевизионную камеру 17, сильфоны датчиков 1 угловой ориентации головы устанавливаются на гибких тягах 18, которые крепятся к шлему 19 опера-.4 О тора, кронштейну 20 и жесткому поясу 21, видео-контрольное устройство 22,Система наведения передающей телевизионной камеры работает следующим45 образом.Если оператор поднимает голову, то сильфон 2 растягивается, а сильфон 3 сжимается, и оператор чувствует сопротивление движению головы, пропорциональное ее отклонению за счет50 уп ругос т и самих с ил ьфо нов и на ходящегося в них воздуха. П ри ра стяжении и сжатии сильфонов 2 и 3 возникают упругие силы в гибких тягах 18. Эти . силы передаются механически на тензо метрические преобразователи 4. Выходные электрические сигналы тензометрических преобразователей 4 подаются в блок 5 управления на блок 10 сравнения, который вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный отклонению головы от исходного положения.При этом срабатывает нуль-орган 6 иразрывает цепь, соединяющую выходблока 10 сравнения и интегратора 7Указанный сигнал отклонения подаетсяна блок 9 сравнения, формирующий электрический сигнал, пропорциональныйрассогласованию положений линий визирования оператора и передающей телевизионной камеры 17 по углу места.Этот сигнал управляет интегрирующимсервоприводом 16, выполненным, напри;мер, в виде двигателя постоянноготока, который отрабатывает указанноерассогласование положений,В согласованном положении парасильфонов 2 и 13 растянута, а 3 и14 - сжата одинаково; так что электрические сигналы соответствующих тензометрических преобразователей одинаковы, одинаковы также выходныеэлектрические сигналы блоков 10 и 11,сравнения, поэтому выходной сигналблока 9 сравнения равен нулю, и интегрирующий сервопривод 16 останавливается. Кроме того,обесточиваетсяобмотка реле нуль-органа 6 и последний соединяет выход блока 10 сравне"ния со входом интегратора 7.Выходной электрический сигнал интегратора 7 воздействует на вход дифференциального электропневмопреобразователя 8, с выхода которого пневмосигналы подаются в полости пар сильФонов 3, 14 и 2, 13, давление в ниходновременно изменяется так, что компенсирует усилие, прилагаемое оператором для растяжения сильфонов. Приэтом сила давления воздуха внутрисильфонов компенсирует их сжатие,мышцы оператора разгружаются, тензодатчики также разгружаются и электри.ческие сигналы, снимаемые с них,становятся одинаковыми, выходные сигналыблоков 10 и 11 сравнения становятсяравными нулю, напряжение на выходеинтегратора 7 перестает изменяться.Система приходит в новое исходноепол ожен ие.Для нормальной работы системыпараметры датчиков 1 и 12 должныбыть как можно более близкими, чтобыпри работе интегратора 7 выходныесигналы блоков 10 и 1,1 сравнения были все время одинаковыми, а на выходе блока 9 сравнения напряжение былснулевым (или лежало в пределах зонынечувствительности нуль-органа 6) .Таким образом, при рассогласовании линий визирования телекамеры и взгляда оператора, последний воспринимает механическое сопротивление сильфонов 2 и 3 движению головы, пропорциональное ее отклонению от исходного положения.Только при достижении согласован О ного положения линий визирования телекамеры и взгляда оператора пропадает механическое сопротивление отклонению головы со стороны сильфонов 2 и 3 15Введение новых элементов в систему и выполнение датчиков углового положения повышает точность системы и ее надежность,формула изобретения Система наведения передающей телевизионной камеры по положению голо вы оператора, содержащая датчики угловой ориентации головы, укрепленные на шлеме, блоки управления, интегрирующие сервоприводы, соединенные с соответствующими датчиками угловой ориен- зо тации телевизионной камеры, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности и надежности пу-.тем уменьшения вероятности потери ориентации, каждый датчик угловой ориентации выполнен в виде двух силь- фонов, которые установлены на гибких тягах и расположены по разные сторо 5 944153 6ны от оси вращения датчика угловойориента ци и, и д вух тензомеЕрическ ихпреобразователей, каждый из которыхсоединен с соответствующим сильфоном,каждый блок управления содержит последовательно соединенные нуль-орган,интегратор и дифференциальный электропневмопреобразователь, а также триблока сравнения, при этом к первомуи второму входам первого блока сравнения подключены соответственно выходпервого и второго тензометрическогопреобразователя соответствующего датчика угловой ориентации телевизионной камеры, выход первого блока сравнения соединен с первым входом второго блока сравнения, выход которогоподключен к входу соответствующегоинтегрирующего сервопривода и к первому входу нуль-органа, второй входкоторого соединен с вторым входомвторого блока сравнения и с выходом,третьего блока сравнения, первый ивторой входы которого подключены соответственно к выходу первого и второготензометрического преобразователясоответствующего датчика угловойориентации головы, причем каждый дат",чик угловой ориентации телевизионнойкамеры имеет пневматическую связь ссоответствующим датчиком угловой.ори"ентации головы и с дифференциальнымэлектропневмопреобразЬвателем соот-.ветствующего блока управления.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США И 3, 670, 097,кл. Н 04 М 7/00, 20.10,69 (прототип),Заказ 5159/78 Тираж 688 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ии 944153 фарп. оектная,