CS229386B1 - Primární taktilní čidlo β diskrétním výstupem - Google Patents

Abstract

Toto čidlo je určeno zejména pro použiti v různých typech robotů. Čidlo poskytuje dvouhodnotový výstupní signál a je založeno na principu vtlačování aktivního prvku kuželového tvaru do elastického materiálu, například gumy, působením tlaku uchopeného předmětu na aktivní prvek čidla, čidlo sestává z vodicí destičky z izolačního materiálu a protilehlé kovové podložky, které jsou fixovány proti sobě po obvodech pláStěm nebo nejméně dvěma nosníky a vodicí destičkou suvně prochází do prostoru mezi destičkou a podložkou vodivý kolík opatřený tam osazením proti vypadnutí a zakončený kuželovým hrotem, který je v dotyku a elastickým materiálem umístěným na podložce, přičemž délka opačného konce kolíku vyčnívajícího z vodicí destičky je větěí než je vzdálenost konce hrotu kolíku od podložky.

Description

Vynález se týká primárního taktilního čidla s diskrétním výstupem, určeného zejména do robotů.

V současném období rozvoje robotizsce je třeba získávat informace o interakci robota a okolním prostředím. Tato informace je získávána prostřednictvím čidel. Tato čidla mohou být různého druhu, např. vizuální, akustická, tepelné, taktilní a jiná. Kro nízké náklady na realizaci 3tále více nabývá na významu taktilní vnímací subsystém robota, který vyžaduje spolehlivá, jednoduchá, odolní a otřesuvzdorné taktilní čidla s malými rozměry a hmotností. Protože tato čidla musí splňovat řadu protichůdných požadavků, jsou limitujícím faktorem jak ve výzkumu, ale zejména v aplikaci a využívání taktilních systémů u robotů. Jako primární taktilní čidla jsou dosud nejvíce používány mikrospínače. Jejich nevýhodou jsou zejména relativně velké rozměry /asi 9x15x6 mm/, které jsou naprosto nevyhovující pro realizaci maticových taktilních snímačů. Pro konstruk ci maticového primárního taktilního snímače 3e totiž požaduje umístit na aktivní_;plochu tohoto snímače maximální možný-počet primárních taktilních čidel a tak zajistit vysokou rozpoznávací schopnost navazujícího rozpoznávacího taktilního systému. Primární taktilní snímače mohou být rovněž sestaveny z proporcionálních taktilních čidel, jejich výstupní signál před vstupom do taktilního rozpoznávacího systému prochází procesem diákretizace, což zbytečně komplikuje celý systém a zvyšuje jeho cenu. Na závadu je, že vžtSina těchto proporcionálních taktilních čidel má relativně velké rozměry a hmotnost, zejména čidla indukční.

Uvedené nevýhody odstraňuje primární taktilní čidlo podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z vodící

229 388 destičky z izolačního materiálu a protilehlá kovová podložky, které jsou fixovány proti sobě po obvodech pláštěm nebo nejméně dvěma nosníky a vodící destičkou suvně prochází do prostoru mezi destičkou a podložkou vodivý kolík opatřený tam osazením proti vypadnutí a zakončený kuželovým hrotem, který je v dotyku 3 elastickým materiálem umístěným na podložce, přičemž délka opačného konce kolíku vyčnívajícího z vodící destAy je větší než je vzdálenost konce hrotu kolíku od podložky. Primární taktilní čidlo podle vynálezu, poskytující dvouhodnotový výstupní signál, je založené na principu vtlačování aktivního prvku kuželového tvaru do elastického materiálu, např. gumy, působením tlaku uchopeného předmětu na aktivní prvek čidla, řo uvolnění uchopení přestane působit tlak na aktivní prvek a elastický materiál zajistí dvou pružností pohyb aktivního prvku proti směru působícího tlaku a tím dojde ke ztrátě kontaktu mezi hrotem kuželové části aktivního prvku a vodivou podložkou.

Vyš ší účinek primárního taktilního čidla podle vynálezu ae projevuje v jeho vysoké odolnosti vůči otřesům a stabilitě při dynamickém namáhání, přičemž tato odolnost rovněž vyplývá ze skutečnosti, že v neaktivovaném stavu je přítlačný kolík nastavitelným prahovým tlakem elastického materiálu pritlačován k vodící desce. Další předností tohoto čidla je možnost jeho výroby v miniaturním provedení s minimální hmotností.

Uspořádání primárního taktilního čidla podle vynálezu je schematicky znázorněno na dvou připojených výkresech. Na obr. 1 je celé čidlo, no obr. 2 až 6 jsou detaily hrotu tohoto čidla. Základní funkční částí tohoto Čidla podle vynálezu je přítlačný kolík 1 s osazením 2 a kuželovým hrotem 2» který je zhotoven z vodivého materiálu. Přítlačný kolík 1 volně prochází otvorem ve vodící desce £ z izolačního materiálu. Kuželový hrot 2 Přítlačného kolíku 1 je v dotyku s nevodivým elastickým materiálem 2· Mezi kuželovou částí hrotu 2 přítlačného kolíku 1 a pevnou kovovou podložkou 6 je udržována mezera působením pružnosti elastického materiálu 2» takže nedochází k vodivému spojení mezi přítlačným kolíkem 1 a podložkou 6. Velikost tlaku potřebného k dosažení vodivého spojení kolíku 1 a podložky 6 závisí na mechanických vlastnostech elastického materiálu 2, ^ηθ součiniteli

22S 388 tření mezi kolíkem 1 a elastickým mateiiálem £ a na vrcholovém úhlu kuželovité části hrotu 2 kolíku 1. Vhodnou volbou těchto tří parametrů je možno nastavit požadované vlastnosti primárního taktilního čidla. Celá čidlo může být zapouzdřeno v pouzdru 2.· ’^Ja ob**· 2 je detail kolíku 1 zakončený kuželovým hrotem Na obr. 3 až 6 je na kclíku 1 resp. již na jeho kuželovém hrotu vytvořeno mezikruží 2» ⁿ® kterém je axiálně umístěné kuželová špička 8, jejíž výška h je menší než je tloušlka elastického materiálu

Konstrukce primárního taktilního čidla podle vynálezu umožňuje velmi jednoduše vyrábět miniaturní taktilní čidla vhodná pro použití u průmyslových robotů a lze očekávat, že by vyhovělo i v náročných prostředích jiných oborů.

Claims (2)

1. pRedmět v y κ1 L £ zu

   229 386

   1. Primární taktilní čidlo a diskrétním výstupem,vyznačující 3e tím, že sestává z vodicí destičky /4/ z izolačního materiálu a protilehlé kovové podložky /6/, které jsou fixovány proti sobě po obvodech pláštěm /7/ nebo nejméně dvěma nosníky a vodicí destičkou /4/ suvně prochází do prostoru mezi destičkou /4/ a podložkou /6/ vodivý kolík /1/ opatřený osazením /2/ proti vypadnutí a zakončený kuželovým hrotem /3/» který je v dotyku s elastickým materiálem /5/ umístěným na podložce /6/, přičemž délka opačného konce kolíku /1/ vyčnívájícího z vodicí destičky /4/ je větší než je vzdálenost konce hrotu /3/ kolíku /1/ od podložky /6/.
2. 2· Primární taktilní čidlo podle bodu,l vyznačující se tím, že na konci kolíku /1/ v prostoru mezi destičkou /4/ a podložkou /6/ nebo na kuželovém hrotu z^z3/ kolíku /1/ je vytvořeno mezikruží /9/, na kterém je axiálně umístěna kuželová špička /8/, přičemž plocha mezikruží /9/ je rovnoběžná s podložkou /6/ a vzdálenost /h/ této plochy od podložky /6/ je menší než je tlouálka elastického materiálu /5/.