Устройство для ввода в эвм и вывода из эвм информации о пространственной конфигурации объекта

Союз Севетскик Социалистическиз Республик(22) Заявлено 14 Р 878 (21) 2648502/18-24с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 0 70 3 8 3. Бюллетень М 9Дата опубликования описания 070383 3) М. Кл.з С 06 Р 3/03 Государственный, комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА В ЭВМ И ВЫВОДА ИЗ ЭВМ ИНФОРМАЦИИ О ПРОСТРАНСТВЕННОЙ КОНФИГУРАЦИИ ОБЪЕКТАИзобретение относится к перифе- рийному оборудованию ЭВМ и предназначено для автоматизации процессов ввода в ЭВМ и вывода из ЭВМ специальной информации, связанной с конструированием пространственных объектов.Известно устройство, предназначенное для ввода в ЭВМ информации о пространственном положении. неко . торых точек, принадлежащихповерхностям конструируемых пространственных объектов,. содержащее рукоятку, связанную с тремя датчиками линейных перемещений 111.Недостатком известного устройст ва является низкая производительность, обусловленная тем, что при вводе информации в ЭВМ в случае возникновения необходимости ввода координат некоторой плоскости оператор вынужден последовательно вводить координаты принадлежащих этой плоскости трех точек, Кроме того, известное устройство не предназначено для вывода информации о пространственной конфигурации объекта.Целью изобретения является повышение производительности и удобства работы оператора. Указанная цель достигается тем,что в устройство для ввода в ЭВМи вывода иэ ЭВМ информации о пространственной конфигурации объекта,содержащее рукоятку с кнопкамиуправления и три датчика линейныхперемещений, выходы которых являются выходами устройства, введенаподвижная по трем линейным координатам платформа, механически связанная с-.датчиками линейных перемещений по каждой степени ее подвижности, на платформе установлентрехстепенной угловой шарнир, механически соединенный с датчиками угловых перемещений по каждой иэ степеней его подвижности, к которомужестко присоединена пластина длявизуализации вводимой и выводимойинформации,.причем центр пересечения осей трехстепенного угловогошарнира совмещен с точкой платфорыя, три линейные пространственныекоординаты которой вводятся. в ЭВМ,и одновременно лежит на плоскостипластины, с которой соединена рукоятка, по каждой из степеней подвижности платформы и трехстепенногоуглового шарнира установлены мехаЗ 0 нически связанные с ними исполни 1003061тельный механизм и управляемый тормозной узел, соединенный с кнопками управления, причем выходы датчиков угловых перемещений также являются выходами, а входы всех исполнительных механизмов - входами устройства,На фиг. 1 изображено устройство,на фиг. 2 - схема соединения этого,устройства с ЭВМ; на фиг, 3 - пример использования устройства дляввода в ЭВМ и вывода иэ ЭВМ информации о пространственной конфигуРации объекта в составе системыавтоматизированного конструирования.устройство состоит из несущейрамы 1, на которой установлены направлякщие 2 и 3, вдоль которых наопорах 4 и 5 перемещается траверсаб (координата Х). Вдоль траверсы бскользит каретка 7 (координата 2),по которой перемещается вертикальныйстержень 8 (координата У).К нижнему концу стержня 8 присоединена подвижная платформа 9, несущая трехстепенной угловой шарнир,состоящий изшарнирно соединенныхГ-образных рычагов 10 и 11 (координаты Ч и 9), На рычаге 11 шарнирнозакреплена стойка 12 (координата%1 ),ккоторой жестко присоединена рукоятка 13 с кнопками 14 управления ипластиной 15 для визуализации вводимой и выводимой информации.Соответствующие каждой иэ степе.ней подвижности устройства, т.е.каждой иэ вводимых или выводимых 35координат, датчик перемещений, исполнительный механизм и тормознойузел могут. быть выполнены в видеединого блока, Всего в устройствеимеется шесть таких блоков, Для 4 Окоординат Х и 2 на раме 1 установлены блоки 16 и 17, механическисвязанные, например, с помощью тросового привода, с траверсой б и.кареткой 7 (тросы и их запасовка 45не показаны). Для координаты У накаретке 7 установлен аналогичныйблок 18, Измерение, Фиксация и изменение угловых координат 91, 9. и.Йосшествляются с помощью установленных на рычагах 10 и 12 и на подвиж-ной платформе 9 блоков соответственно 19, 20 и 21.Для уравновешивания веса подвижнойплатформы 9 с установленным на нейоборудованием на каретке 7 установлено специальное разгрузочное устройство 22, представляющее собой, например, спиральную пружину с предварительным натягом, удерживающее платформу с помощью тросика 23.Кроме того, к раме 1 присоединена плоскость рабочего стола 24, содержащего пульт 25 для управления ЭВМ и пульт 26 для управления вводом и выводом информации.65 Пример конкретного выполнения блс,ка, содержащего датчик перемещений,исполнительный механизм и тормознойузел, а также схема его подключенияк ЭВМ представлены на фиг, 2, причемдля примера выбран блок, соответствующий координате ЧВ корпусе подвижной платформы 9на подшипниках 27 установлен полыйвал 28, к одному иэ концов которогожестко присоединен Г-образный рычаг10, а к другому - шестерня 29, связанная через редуктор 30 с исполнительным механизмом 31, выполненным, например, в виде шаговогоэлектродвигателя, На валу исполнительного механизма 31 установлен также электрически управляемый тормознойузел 32 и диск 33 датчика 34 угловыхперемещений, подключенного через преобразователь 35 к одному иэ входовЭВМ 36. Соответствующий выход ЭВМчерез усилитель 37 соединен с входомисполнительного механизма 31,для разгрузки руки оператбра от восприятия момента от неуравновешенных сил собственного веса элементов устройства между платформой 9 и валом 28 встроена предварительно напряженная спиральная пружина 38.Управляющая катушка 39 тормозного узла 32 подключена к источнику питающего напряжения через последовательно соединенные нормальнозамкнутые кнопки 40 и 41 управления, первая иэ которых связана с рукояткой 13 (фиг. 1), а вторая, общая для всех тормозных узлов - с педалью 42 (фиг, 3).Общая схема включения устройства в аппаратурный комплекс, предназначенный для работы оператора на ЭВМ в ди алоговом режиме, например, при выполнении работ по автоматизированному конструированию, приведена на Фиг,З. Здесь оператор находится непосредственно перед устройством , причем его правая рука находится на рукоятке 13, Для наблюдения за картиной сформированного пространственного объекта перед оператором установлен графический дисплей 43, а для получения твердой копии изображения - графопостроитель 44. ЭВМ 36 включает в комплект внешние запоминакщие устройства 45.Работа с помощью устройства ввода- вывода производится следующим образом.Оператор, отключив с помощью необходимой кнопки (или кнопок) 40, 41 торможение по выбранной координате с помощью рукоятки 13 перемещает плас- тину 15 в нужное пространственное положение. При этом пластина выступает в качестве материального объекта виэуалиэирующего для оператора пространственное положение плоскости., ограничивающей объем конструируемогообъекта. Одновременно изменение положения плоскости в пространстве оператор может просматривать по ее следам на координатных осях на экране графического дисплея 43.Выбрав необходимое положение плас-. 5тины 15, оператор освобождает кнопку управления тормозным узлом, соответствующий исполнительнь;Л механизм сто- порится и показания датчиков перемещения считываются в память ЭВМ 36, 10Весь процесс конструирования объекта (детали, узла) выполняется последовательным перемещением оператором пластины 15 в нужное положение и заданием соответствующим программным 15 средствам ЭРМ 36 необходимых указаний по фиксированию заданных плоскостью координат и определению линий, образующихся при пересечениивведенных плоскостей, а также объединению (или разделению) ограниченных введенными плоскостями объемов,При необходимости ввода цилиндрических поверхностей оператор ука-. зывает программным средствам какую иэ осей (Х,У или 2) необходимо принять в качестве оси цилиндра и дополнительно задает его радиус,Процесс вывода информации на устройство выполняется следующим образом, Оператор дает программным средствам указание о том,. какую из сформированных в процессе конструирования плоскостей, ограничивающих пространственный объект, он желает вывести на устройство, после чего, З 5 освободив с помощью выбранной кнопки или педали 42 соответствующие тормозные узлы, перемещает пластину 15 приблизительно в направлении сближения с выводимой плоскостью, 40Программные средства обеспечивают в этот период .,вычисление длины перпендикуляра, опущенного иэ точки А пластины координаты точки А Фиксируются датчиками, входящими в бло ки 16 - 21) на выводимую плоскость, координаты которой хранятся в памяти ЭВМ. Программные средства обеспечивают разложение текущей длины пер.пендикуляра на составляющие вдоль всем осей координат и при приближении фактичеекой длины каждой из составляющих перпендикуляра к некоторому заданному допуску включают реализованную программными средствами систему обратной связи, которая через 55 преобразователь 35 подает управляющие сигналы на исполнительные механизмы в блоках 16-21. Последние обеспечивают перемещение пластинй 15 в заданное положение до тех пор, пока 60 зафиксированное датчиками фактическое положение пластины и вычисленное не сравнятся.Описанный процесс происходит одновременно по всем координатам Х, У, 2,65 Ф;, Ф, Ч и в конечном счете пластина 15 займет положение, определяемое координатами выводимой нз ЭВМ плоскости, т,е.обеспечит пространственную визуализацию - вывод этой плосскостиПоскольку в предлагаемом устройстве оператору представляется воэмож-ность нечнслового диалога с ЭВМ, при котором, перемещая пластину в нужное положение, оператор имеет воэможность вводить одновременно шесть координат, время, необходимое для ввода информации, сокращается в 3-5 раз по сравнению с известными способами.Аналогичное сокращение времени происходит при выводе координат. Смеете с тем возможность нечислового вывода путем автоматической установки пластины в положение, соответствующее выводным координатам, исключает ошибки, возможные в процессе конструирования пространственных объектов, в тех случаях, когда необходимо осуществить припасовывание поверхностей конструируеьих объектов.Сокращение затрат времени на процесс обмена и уменьшение возможных ошибок обеспечивает повышение производительности труда и удобства работы сепаратора.Ф,Формула изобретенияУстройство для ввода в ЭВМ и вывода иэ ЭВМ информации о пространственной конфигурации объекта, преимущественно для систем автоматизированного конструирования, содержащее рукоятку с кнопками управления и три датчика линейных перемещений, выходы которых .являются выходами устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения проиэводительцости и удобства работы оператора, в устройство введена подвижная по трем линейным координатам платформа, механически связанная с датчиками линейных перемещений по каждой степени ее подвижности, на платформе установлен трех- степенной угловой шарнир, механически соединенный, с датчиками угловых перемещений по каждой иэ степеней его подвижности, к которому жестко присоединена пластина для визуализации вводимой и выводимой информации, причем центр пересечения осей трехстепенного углового шарнира совмещен с точкой платформы, три линейные пространственные координаты которой вводятся в ЭВМ, и одновременно лежит на плоскости пластины, с которой соединена рукоятка, по каждой из степеней подвижности платформы и трехстепенного углового шарнира установлены механически свя1003061 Фиг эанныеанные с ними исполнительный механизм и управляежй тормозной узел, соединенный с кнопками управления, причем выходы датчиков угловых перемацений также являются выходами, а выходы всех исполнительных механизмов - входами устройства. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Дистанционно-управляете роботы-манипуляторы. Сб.статей. Составители Алабян А,К. и Филатов А.М.5 М "Мир", 197 Б, с, 243-255 (прототип).10030 б 1 Составитель Н. ВасильевТехред Т.Маточка Корректор Ю. Макаренко Поло едакто аказ 1553/3/5 ент", г. Ужгород, ул. Проектн цал ППП ВНИИПИ Г по дел 3035, Мо