CS227630B1

CS227630B1 - Monolytic fluidized planar distance sensor and three-pole relay characteristics with insensitivity

Info

Publication number: CS227630B1
Application number: CS510182A
Authority: CS
Inventors: Ivan Ing Georgiev
Original assignee: Georgiev Ivan
Priority date: 1982-07-05
Filing date: 1982-07-05
Publication date: 1984-04-16

Abstract

Vynález patří do odboru automatizačnej teonniky a robotiky a rieši základnú úlohu merania relatívnej vzdialenosti medzi referenčnou rovinou merania, funkčně spojenou so súradnicovým systemom a okamžitou rovinou merania, určenou rovinnou vyústenia napájacích dýz fluidného planárneho reflexného snímača vzdialenosti, ako aj obvodové úlohy, ako polohovanie technologických hlavic priemyselných robotov a manipulátorov, kde vytvárajú spatnovázobný prvok pre riadiace obvody pneumatických, hydraulických a elektrických polohových servosystémov. Jeho podstata spočívá v tom, že je vytvořený dvojicou fluidných planárnych reflexných snímačov vzdialenosti s roznymi převodovými charakteristikami, ktoré možno jednoducho realizovat změnou ich geometrického tvaru a dvojice identických fluidných komparátorov s rovnakými komparačnými úrovňami, pričom snímače aj komparátory tvoria jeden monolytický funkčny blok. Logickým spracovaním výstupných signálov fluidných komparátorov možno realizovat snímač, respektive regulátor, s charakteristikou trojpolohového relé. Vynález je znázorněný na priloženom výkrese na obr. 5The invention belongs to the field of automation technology and robotics and solves the basic task of measuring the relative distance between the reference measurement plane, functionally connected to the coordinate system and the instantaneous measurement plane, determined by the outlet plane of the supply nozzles of the fluidic planar reflective distance sensor, as well as circuit tasks, such as positioning of technological heads of industrial robots and manipulators, where they create a feedback element for the control circuits of pneumatic, hydraulic and electric position servo systems. Its essence lies in the fact that it is formed by a pair of fluidic planar reflective distance sensors with different transmission characteristics, which can be easily implemented by changing their geometric shape and a pair of identical fluidic comparators with the same comparison levels, while the sensors and comparators form one monolithic functional block. By logical processing of the output signals of fluid comparators, a sensor or controller with the characteristics of a three-position relay can be realized. The invention is illustrated in the accompanying drawing in Fig. 5

Description

Vynález sa týká monolytického fluidného planárneho snímače vzdialenosti s charakteristikou trojpolohového relé s necitlivosťou a rieši meranie relatívnej vzdialenosti medzi referenčnou rovinou meraním, funkčně spojenou so súradnicovým systémom a okamžitou rovinou merania, určenou rovinou vyústenia napajacich dýz fluidného planárneho reflexného snímače vzdialenosti.The present invention relates to a monolytic fluid planar distance sensor having the characteristics of a three-position insensitive relay and solves the measurement of the relative distance between a reference plane of measurement operatively coupled to the coordinate system and an instantaneous measurement plane determined by the nozzle orifice plane.

Sú známe fluidné reflexně snímače vzdialenosti s nespojitou činnosťou, ktoré majú prevodovú charakteristiku typu dvojpolohového relé s necitlivosťou. Ich použitie v polohových servosystémoch vyžaduje neustálu reverzáciu pohonov, čo znižuje najmS stabilitu uzavretého regulačného obvodu. Nevýhodou známého zapojenia pře vyhodnotenie prevodovej charakteristiky fluidného snímača vzdialenosti pomocou dvoch fluidných komparátorov je to, že rozdielne komparačně úrovně sa obtiažne nastavujú změnou geometrického tvaru komparátora, realizovaného obyčajne monostabilným fluidným prúdovým zosilňovačom, respektive volbou vhodného pracovného bodu, ktorého stabilita závisí najma od stability napájacieho tlaku komparátora.Fluid reflective distance sensors with discontinuous operation are known which have a transmission characteristic of a two-position insensitive relay. Their use in positional servo systems requires continuous reversing of the drives, which reduces the stability of the closed-loop control circuit. A disadvantage of the known circuit for evaluating the transmission characteristic of the fluid proximity sensor by means of two fluid comparators is that different comparative levels are difficult to adjust by changing the geometric shape of the comparator realized by a usually monostable fluid current amplifier or by selecting a suitable operating point. comparator.

Uvedené nedostatky sú odstraněné monolytickým fluidným planárnym snímačom vzdialenosti s charakteristikou trojpolohového relé s necitlivosťou, tvoríaceho jeden monolytickýThese drawbacks are overcome by a monolytic fluid planar distance sensor with the characteristic of a three-position insensitive relay forming a single monolytic

227 630 _z z planarne integrovaný funkčný blok podlá vynalezu, ktorého podstatou je, že pozostáva z dvojice fluidných planárnych reflexných snímačov vzdialenosti s rOznymi geometrickými tvarmi a rozdielnymi převodovými charakteristikami, umiestnenými v priestore tak, že majú spoločnú rovinu pozdížnej symetrie a paralelné roviny priečnej symetrie a na ktoré sú připojené dva fluidné prúdové monostabilné zosilňovače·227 630 _of a planarly integrated function block according to the invention, which consists of a pair of fluid planar reflective distance sensors with different geometric shapes and different transmission characteristics, disposed in space so that they have a common plane of longitudinal symmetry and parallel planes of transverse symmetry; to which two fluid current monostable amplifiers are connected ·

Výhodou monolytického fluidného planárneho snimača podlá vynálezu je, že ho možno jednoducho realizovat změnou geometrických tvarov a v zapojeniach zvyáujú stabilitu uzavretých regulačných obvodov.An advantage of the monolytic fluid planar sensor according to the invention is that it can be easily realized by changing the geometric shapes and increase the stability of closed control circuits in the wiring.

Na pripojenom výkrese na obr. 1 je axonometrický pohTad na základné geometrické usporiadanie pracovného priestoru fluidného planárneho snimača vzdialenosti, na obr. 2 je naznačené jeho polohovanie v priestore pri meraní axiálněj vzdialenosti v smere osi z, na obr. 3 je typická převodová charakteristika fluidného reflexného snimača vzdialenosti, na obr. 4 sú naznačené dve rozdielne převodové charakteristiky dvoch fluidných planárnych snímačov vzdialenosti, liZ šiacich sa navzajom geometrickým tvarom reliéfu pracovného priestoru, na obr. 5 je geometrické usporiadanie dvoch snímačov podl’a vynalezu a na obr. 6 je bloková schéma zapojenia snimača podlá vynálezu.In the attached drawing of FIG. 1 is an axonometric view of the basic geometrical arrangement of the working space of a fluid planar proximity sensor; FIG. 2 shows its positioning in space when measuring the axial distance in the z-direction; FIG. 3 is a typical transmission characteristic of a fluid reflective distance sensor; FIG. 4 shows two different transmission characteristics of two fluid planar proximity sensors, each with a geometric shape of the relief of the working space; FIG. 5 is a geometrical arrangement of two sensors according to the invention, and FIG. 6 is a block diagram of a sensor wiring according to the invention.

Fluidný planárny reflexný snímač vasdialenosti 10 na obr z _{z z} pozostava z dvojice napajacích kanalov 12, 13 výstupného kanála 11 a krycej došky 14, uzatvárajúcej pracovný priestor prúdenia pracovného média. Převodová charakteristika reflexného snimača vzdialenosti - obr. 3, sa vyznačuje úsekom strmého přechodu výstupného tlaku P_z nulovou hodnotou pri vzdia lenosti ζθ, ktorá je funkciou najma geometrického tvaru pracovného priestoru, charakterizovaného rozostupom napajacích kanálov R a uhlom sklonu vonkajšej a vnútornej steny napájacieho kanálu. Osou výstupného kanála fluidného planárnehoFluid planar reflective sensor 10 of FIG vasdialenosti of _zz comprise a pair of power supply cables 12, 13 and the outlet channel 11 a cover plate 14, enclosing a working space of flow of the operating medium. Transmission characteristic of the reflective distance sensor - fig. 3, is characterized by a section of a steep transition of the outlet pressure P _from zero at a distance ζθ, which is a function of the geometrical shape of the working space, characterized by the spacing of the supply channels R and the inclination angle of the outer and inner walls of the supply channel. The axis of the fluid channel planar outlet channel

227 630 reflexného snímača vzdialenosti 10 prechádza rovina pozdížnej symetrie snímača, polovičnou výškou H reliéfu pracovného priestoru zasa rovina jeho priečnej symetrie.227 630 of the reflective distance sensor 10 passes the plane of longitudinal symmetry of the sensor, half the height H of the working space relief in turn the plane of its transverse symmetry.

Usporiadanie funkcčného bloku 40 podl’a vynálezu - obr.The arrangement of the functional block 40 according to the invention - FIG.

* ✓* ✓

5, pozostava z dvojice fluidných planarnych reflexných snímačov vzdialenosti 10, 20 s rozdielnymi převodovými charakteristikami - obr. 4, ktoré sa dosiahnu rozdielnym geometrickým tvarom snímačov. Snímače sú v priestore umiestnené tak, že majú spoločnú rovinu pozdížnej symterie a navzájom paralelné roviny priečnej symetrie, posunuté o hodnotu S, pričom miniatúrnosť snímačov umožňuje ich také blízké umiestnenie, že je zabezpečená jednosmernosť merania vzdialenosti. Výsledné zapojenie fluidného snímača vzdialenosti s charakteristikou trojpolohového relé s necitlivosťou 60 - obr. 6, pozostáva z dvojice fluidných snímačov vzdialenosti 10, 20 a dvoji* — — ce fluidných komparatorov 30, tvoriacej funkčný blok 50, pričom obidve časti tvoria jeden n&olytický,', planárne integrovaný funkčný blok 60 s dvojicou nespojité sa meniacich binárnych výstupných signálov, ktoré umožňujú ich následným logickým spracovaním určit, v ktorom z intervalov 0-z·^, z₁-z₂ a z₂-Zee sa nachádza meraná vzdialenosť z, a tým generovat riadiace Signály pře požadované aktivovanie elektrických alebo hydraulických servopohonov.5, consists of a pair of fluid planar reflective distance sensors 10, 20 with different transmission characteristics - FIG. 4, which are achieved by the different geometric shape of the sensors. The sensors are positioned in space so that they have a common plane of longitudinal symmetry and parallel transverse symmetry planes shifted by S, while the miniature of the sensors allows them to be so close to location that unidirectional distance measurement is ensured. The resulting wiring of the fluid distance sensor with the characteristic of the three-position relay with insensitivity 60 - fig. 6, consists of a pair of fluid distance sensors 10, 20 and a pair of fluid comparators 30 constituting a function block 50, both of which form a single nano-planar integrated function block 60 with a pair of discontinuous changing binary output signals which allow the subsequent processing of logic to determine where in the range of 0 ·-^, z ₁ -z ₂ and ₂ -Zee is measured by the length of, and thereby generate the control signal for the activation of the required electrical or hydraulic actuators.

Claims

BACKGROUND OF THE INVENTION 227 631 A monolytic fluidized planar distance sensor with the characteristic of a three-position non-susceptible relay forming one monolithic planar integrated functional block, characterized in that it consists of a pair of fluid planar flexural sensors the distances (10, 20) and the different geometric shapes and different transmission characteristics located in the space such that they have a common plane of symmetry and a parallel plane of transverse symmetry, and two fluidic comparators (30) are connected. 1 drawing