Съемная координат

)9) Б 1)4 606 К 11/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ТЕНИЯ ншета, Указанна. с гается в съемнике, соде цилиндрический корпус, го расположена платя с лем сигналов считывания усилитель-Формирователь нический наконечник, со через резьбовое соединен Р 18А,Д.Киселе ск ом цилинд Вности со формирова карп шкурвым диненнуюеля сиг с о о тывания ем, что он нные фокус женный вне содержит ирующиее эл три пологовыход Фо нта падклю ти и связ распол мент, конич(57) Изобретение относится к областиавтоматики и вычислительной техникии может быть использовано в устройствах для считывания графической информации. Цель изобретения - повышение надежности съемника координатза счет фиксации сигнала считываниятолько в положении оси съемника,совпадающем с нормалью к поверхноКОГО наконечеее вительного эле ч в к второму входу формирователя сигналов считывания, и элемент индикации, расположенный на торце корпуса съемника и соединенный с первым выом Формирователя сигналов считыия,содержащего фазоинвертор, первый и второй усилители-ограничители и компаратор, 1 з.п. Ф-лы, 11 ил. ход ван Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах для считывания графической информацииЦелью изобретения является повышение надежности съемника координат,На фиг,1 приведена функциональная схема съемника координат; на Фиг,2 - конструкция съемника каор" динат; на Фиг.3 - электрическая принципиальная схема съемника координат; на Фиг,4 - вольт-амперная характеристика Фотадиада; на фиг.5 - зависиго потока отня Фиг.6на входе комка съемника;ЭДС, наводи- насти от мена Фиг.8-11 - етавого капряжен ависимост угла накло ависимость е индуктив паратора отна Фиг,7мой в катушста положен съемник ника нала съеВ сос координа ческая к мировате длагаемаго съемн 1-2) входят ниле еендуктивнасти 1, гналов с)ееетьеван. в и дри" еЕеаршка с(56) Авторское свР 346728, кл, С 0Чеголин П.Мвенков В.П. Автомвания сложных Форформации, Минск:1973, с121, рис,8,8)детельство СССР К 11/00, 1969. еонович Э,Н Сатизация преобразографической инаука и техника,масть величины светов угла наклона съемникя различные положения св цель достиржащем полый внутри которо формироватесодержащим полый коединенный ие с цилиндририческую ка 1479948фазоинвертор 3, элемент 4 индикации, датчик 5 положения (в него вхо-дит фоточувствительный элемент 6фотодиод), компаратор 7, первый усилитель-ограничитель 8, второй усилитель-ограничитель 9. Узлы 2-4, 6-9расположены на плате 10, Механическая часть съемника состоит из полого цилиндрического корпуса 11 иполого конического наконечника 12.Фокусирующий элемент 13 расположенвнутри полого конического наконечника 12, На внешней поверхностинаконечника 12 размещена цилиндрическая катушка индуктивности 14, С помощью штифта 15 в наконечнике 12закреплена плата 10, расположеннаяв корпусе 11. Катушка 14 индуктивности намотана изолированно от наконечника 12 и подключена к входуформирователя 2 сигналов считывания.Катушка 14 индуктивности предназначена для преобразования магнитногопотока, пронизывающего витки катушки в ЭДС.Фазоинвертор 3 предназначен дляразделения сигналов, поступающихс выхода усилителя 2 сигналов считывания по полярности, Сигналы положительной полярности поступаютна вход первого усилителя-ограничителя 8, а сигналы отрицательной полярности поступают на вход второгоусилителя-ограничителя 9.Элемент 4 индикации предназначендля оповещения оператора, работающего со съемником координат, о наличии съема, выполнен он на транзисторе, в коллектор которого включен, светодиод (фиг.З),Датчик 5 положения содержит такжефокусирующий элемент 13 в фокусефоточувствительного элемента 6. Датчик 5 положения совместно с компаратором 7 предназначен для фор 45мирования сигнала разрешения дляпервого и второго усилителей-ограничителей 8, 9, если ось съемникакоординат совпадает с нормалью к поверхности планшета,50Датчик 5 положения работает следующим образом.На фиг,4 приведена вольт-амперная характеристика фоточувствитель.ного элемента 6 (фотодиода) при различных значениях светового потока. Так как световой поток, проникающий в канал съемника, зависит от угла отклонения съемника и определяется по формулер 1о о 4 сов о 6 где- световой поток, проникающий в канал съемника;- коэффициент отражения карты;г - радиус кристалла фотодиода;Ы. - угол отклонения съемника,то получаем зависимость величинысветового потока, проникающего в оптический канал съемника, от угланаклона съемника (фиг.5), котораяприведена при освещенности, необходимой для нормальной работы оператора. На фиг.6 приведена зависимостьнапряжения на первом входе компаратора 7 от величины угла отклоненияторца съемника при определенных величинах освещенности физической картыс учетом зависимостей, приведенныхна фиг,5, из которой хорошо видно,что при углах отклонения съемникаот нормали к поверхности планшетаот 0 до 10 напряжение на первомвходе компаратора 7 практически неменяется. Поэтому на второй вход компаратора .7 поступает напряжение Бкоторое равно напряжению на фотодиоде ЧП 1 (фиг.З) при угле отклоненияоторца съемником 10 , Таким образом,отклонение съемника координат отнормали к поверхности планшета наоуглы от 0 до 10 компаратор 7 насвоем выходе формирует сигнал разрешения от усилителей-ограничителей 8, 9, при этом элемент 4 индикации горит, оповещая оператора осъеме. При отклонении съемника координат . нормали к поверхности план -шета на углы больше 10 ток черезофотодиод 6 увеличивается, а напряжение на нем уменьшается и становится меньше Нпри этом компаратор 7 не формирует сигнала разрешения для усилителей-ограничителей8, 9, а элемент считывания 4 не горит,Усилитель-ограничитель 8 импульсов предназначен для формированияТТЛ уровня "1" при присутствии напервом входе сигнала, уровень которого больше +Н.Усилитель-ограничитель 9 импульсов предназначен для формирования40 5 14799ТТЛ уровня " 1" при присутствии напервом входе сигнала, уровень которого меньше -БПлата 10 выполнена из фольгированного стеклотекстолита. На ней5размещены. электрические элементы формирователя 2 сигналов считывания,датчика 5 положения, компаратора 7,фазоинвертора 3, усилителей-ограничителей 8, 9.Корпус 11 предохраняет от механических повреждений элементы,расположенные на плате 10. В одном изторцов корпуса 11 размещен элемент4 индикации. Наконечник 12 выполнен из магнитно-мягкого материалав виде конуса, в центре которогоимеется оптический канал, в которомрасположены фокусирующий элемент1.3 и фоточувствительный элемент 6,Съемник координат работает следующим образом,В исходном состоянии (в "воздухе", фиг,9) фотодиод 6 освещен световым потоком, который поступаетпо оптическому каналу наконечника12Световой поток фокусируется элементом 13 на элемент 6, При этомвнутренне сопротивление освещенного фотодиода 6 мало. Поэтому напряжение на первом входе, к которому подключен фотодиод 6, компаратора 7 не превышает по величине напряжения Поппоступающего на вто.рой вход компаратора 7,и на выходебудет уровень "0". При этом элемент4 индикации не горит, а первый ивторой усилители 9 и 8 заблокированы и не реагируют на усиленные усилителем сигналы с катушки 14 индуктивности, Если фотодиод 6 не освещен (фиг,8), т.е. по оптическомуканалу наконечника 12 не поступаетсветовой поток, то его внутреннеесопротивление велико. Тогда напряжение на первом входе компаратора7 превышает по величине напряжениеЖ и, на втором входе и на выходепоявляется сигнал "1". Этот сигналс выхода компаратора 7 поступает напервый выход съемника координат наэлемент 4 индикации, на разрешающиевходы первого и второго усилителей-ограничителей 8, 9, Элемент 4индикации загорается, усилители8, 9 открываются и пропускайт сигналы на второй и третий выходы съемника координат, Полярность ЭДС, на 48 6водимой в катушке 14 индуктинности,зависит от взаимного расположенияопрашиваемой шины и съемника,На фиг.7приведена такая зависимость, Съемник координат касается поверхности планшета в точке с (точка пересечения оси съемника с поверхностью планшета). При опросе импульсным током шин, лежащих слева от съемника (от точки с), те, шнн и, (п), (п) и так далее, в катушке 14 индуктивно- сти будет наводиться ЭДС отрицатель- ной полярности ("левые" импульсы), а при опросе шин, лежащих справа от оси аъемника,т.е, шин (и+1),(п+2) и так далее, н катушке 14 будет наводиться ЭДС положительной полярности ("правые" импульсы). "Левые" и "правые" импульсы с выхода катушки 14 индуктивности поступают на вход усилителя-формирователя 2, Импульсы, усиленные формирователем 2, поступают на вход фазоинвертора 3. С первого выхода фазоинвертора 3 "правые" импульсы поступают на вход усилителя-ограничителя 8, а с второго выхода фазоинвертора 3 "левые" импульсы поступают на вход усилителя-ограничителя 9, Если уровень входного импульса., поступающего на вход усилителя-ограничителя 8,. больше уровня +1, а на втором входе присутствует сигнал разрешения с выхода компаратора 7, то усилитель-формиро- ватель 8 формирует импульс, который поступает на второй выход съемника координат, Если уровень входного сигнала на входе усилителя-формирователя 9 меньше уровня -Н п, а на втором входе присутствует сигнал разрешЕния с выхода компаратора 7, то усилитель-формирователь 9 формирует импульс, который поступает на третий выход.Если съемник опущен своей съемной частью на поверхность планшета, то ось съемника отклонена от нормали к поверхности планшета на угол о (фиг.10), центр катушки 14 индуктивности не совпадает с точкой с пересечения оси съемника с поверхностью планшета, Это несовпадение определено углом 6- и равно величине Ь Величина А будет определять погрешность съема координат с планшета, При этом некоторый световой поток попадает в оптический канала, фокусируется элементом 13 на фотодиоде6, что вызывает изменение уровня напряжения на первом входе компаратора 7. Чем больше отклонение осисъемника от нормали, тем больше величина светового потока, проникающего в оптический канал наконечника 12, и тем самым сильнее изменение уровня напряжения на первом входе компаратора 7. Так как уровень напряжения на первом входе компаратора 7, при котором происходит его срабатывание, определяется уровнем напряжения Б , на втором входе компаратора 7, то уровнем Уможно регулировать допустимый угол отклонения оси съемника от нормали к поверхности планшета. Допустимый угол выбирается исходя из требуемой точности определения координат, те, исходя из допустимой величины отклонения Ь . Если величина отклоне 3 ния Д не превышает допустимую величину погрешности определения координат (заданную величиной Под ), на выходе компаратора 7 имеется уровень "1", горит светодиод и на выходе, съемника формирователя сигнал съема катушки 14 индуктивности.На фиг.11 показано положение съем- ника, при котором точка пересечения оси съемника с поверхностью планшета находится слева от шины с номером (и+1), а цейтр катушки 5 находится справа от этой шины. При таком положении съемника опрос (и+1)-й шины вызовет в катушке 14 не "правый", а "левый" импульс. В этом случае отклонение Д превышает допустимую величину и проникающий в оптический канал световой поток вызывает срабатывание компаратора 7, При этом гаснет светодиод 4 и блокируются усилители 8, 9, т.е. в этом положении съемника не осуществляется определение его координат.По сравнению с прототипом предлагаемый съемник координат обладает существенно более высокой надежностью и долговечностью, Это объясняется тем, что в предлагаемом съем- нике отсутствуют имеющиеся в прототипе мехднические узлы (кнопки, пру-, жина, подвижной шток).Формула изобретения1. Съемник координат, содержащийполый цилиндрический корпус, внутри которого расположена плата, формирователь сигналов считывания, полый конический наконечник, соединенный через разьбовое соединение сцилиндрическим корпусом, цилиндрическую катушку индуктивности, соединенную с первым входом формирователя сигналов считывания, о т - 2 О л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, он содержит оптически связанные фокусирующийэлемент и фоточувствительный элемент,расположенные внутри полого кониче ского наконечника, выход фоточувствительного элемента подключен к второму входу формирователя сигналовсчитывания, и элемент индикации,расположенный на торце корпуса съемника и соединенный с первым выходомформирователя сигналов считывания.2. Съемник по п,1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что формировательсигналов считывания содержит фазо-.35инвертор, первый и второй усилители-ограничители и компаратор, выходкоторого является первым выходом формирователя и подключен к входам разрешения первого и второго усилителейограничителей, выходы которых являются соответственно вторым и третьимвыходами формирователя, первым входом которого является вход усилителя-ограничителя, выход которого подключен к входу фазоинвертора, выходыкоторого соединены с аналоговыми входами первого и второго усилителейограничителей,иг орректор Л.Пилипенк едактор М.Цитк исн НТ ССС рытиям оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 аказ 2544/47 НИИПИ Государ 1479948 УАССоставитель Т,НичипоровичТехред А. Кравчук Тираж 669По енного комитета по изобретениям 13035 Москва, Ж, Раущская на