CS260348B1 - Snímač uhlovej polohy - Google Patents

Abstract

Riešenie sa týká snímača uhlovej polohy, určeného hlavně na snímanie uhlovej polohy konečného ramena manipulátora alebo robota. Podstatou riešenia je, že pozostáva zo zotrvačníka, uloženého v kardanovom závěse otočné okolo osi z a x. Na držiaku zotrvačníka je upevněná sklená doska opatřená po obvode indikačnou stupnicou tvořenou striedavo priesvitnými a nepriesvitnými políami. Na vidlici kardanového závěsu jo v držiaku upevněný snímací element pre snímanie polohy voči osi x.

Description

280348

Vynález sa týká snímača uhlovej polohy,umožňujúceho merať uhlové natočenie me-raného elementu v osiach x a z voči vodo-rovnej rovině. V súčasnosti je známých niekolko rieše-ní snímačov k odmeriavaniu uhlov. Napří-klad rotačný pulzný snímač, ktorý je urče-ný pře převod informácií o vzájomnej polo-he dvoch mechanických celkov, je kon-strukčně riešený tak, že jedna část sníraa-ča je tvořená statorom, ktorý musí byťpevne spojený s jednou, nepohyblivou čas-tou mechanického celku. V tejto časti sní-mača je uložený vysielač a přijímač světel-ného toku. Na druhej časti snímača na ro-tore, ktorý je spojený s druhou, pohyblivoučastou stroja, je odmeriavací kotúč. Vzájem-ným natáčaním mechanických celkov sú vo-či sebe natáčané časti snímača, rotor ajstator, a tým je indikovaný uhol ich vzájom-ného natočenia. Obdobnéj konštrukcie sú ajďalšie rotačně pulzné snímače. Ďalej súsnímače uhlu na principe magnetického pó-la, indukčnostné snímače. Všetky tieto snímače majú ten nedosla-tok, že potrebujú dva mechanické celky, me-dzi ktorými sú schopné zaznamenávat uholnatočenia. Ak sa snímá uhlová poloha rame-na manipulátora alebo robota, zloženého zviacerých navzájom otočných ramien, je nut-né snímač uhlovej polohy umiestnit do kl-bu každého ramena, a uhlová poloha po-sledného ramena sa zisťuje zložením jed-notlivých uhlov, o ktoré sú ramená navzá-jom pootočené.

Uvedené nedostatky odstraňuje snímačuhlovej polohy podlá vynálezu, ktorého pod-statou je, že pozostáva zo zotrvačníka, kto-rý je uložený v kardanovom závese otočnévoči osiam x a z. Přitom na vidlici karda-nového závěsu je v prvom držiaku upevněnýsnímací element pre snímanie polohy voči osiz, na držiaku zotrvačníka je upevněná skle-ná doska kruhového tvaru opatřená po ob-vode indikačnou stupnicou tvořenou strie-davo priesvitnými a nepriesvitnými poliami.

Vidlica kardanového závěsu je pevne spo-jená so sklenou doskou kruhového tvaru, o-patrenou po obvode indikačnou stupnicoua je uložená okolo osi x v stojane, ktorý jeopatřený držiakom snímacieho elementupri snímanie polohy voči osi x. Výhodou snímača uhlovej oplohy podlávynálezu je, že umožňuje nepřetržíte sle-dovat uhlovú polohu meraného elementu, na-příklad konečného člena manipulátora ale-bo robota, a to v dvoch osiach x a z voči vo-dorovné] rovině. Přitom nevyžaduje pevnéspojenie s nepohyblivou častou mechanic-kého celku v důsledku využitia gyrosko-pického efektu.

Na priloženom výkrese je znázorněný sní-mač podlá vynálezu, a to na obr. 1 v náry-se a na obr. 2 v půdoryse.

Snímač podlá vynálezu, ako je znázor-něný na obr. 1 a obr. 2 pozostáva zo zotr-vačníka 1 s pohonom vysokokotúčovým e-lektroinotorom, ktorý vytvára základný sta-bilný člen snímača, Zotrvačník 1 je uloženýv kardanovom závese 2 otočné voči osiamx a z. Na vidlici kardanového závěsu 2 jeupevněný držiak 3 snímacieho elementu 4pre snímanie uhlovej polohy voči osi z,ktorý může byť tvořený například dvornádvojicami LED-diód a fototranzistorov. Nadržiaku zotrvačníka 1 je upevněná skleně-ná doska 5, ktorá iná po obvode indikačnústupnicu tvořenu striedavo priesvitnými anepriesvitnými poliami. Vidlica kardanové-ho závěsu 2 je uložená v stojane fi otočnévoči osi x. Na vidlici kardanového závěsu2 je upevněná dalšia skleněná doska 7 sindikačnou stupnicou tvořenou striedavopriesvitnými a nepriesvitnými poliami. Nastojane B je v držiaku 8 upevněný snímacíelement 9 pre snímanie uhlovej polohy vočiosi x, tvořený opáť například dvnma dvoji-cami LED-diód a fototranzistorov. Činnost snímača podlá vynálezu je na-sledovná, Zotrvačník 1 sa vysokootáčkovýmelektrorotorom roztočí na pracovně otáčky.Po uvolnění je stále udržiavaný vo vodorov-nej polohe. Túto polohu zaisťujú gyrosko-pické momenty, ktoré sa vytvoria v přípa-de, že by bol zotrvačník 1 z rovnovážnej po-lohy vychýlený. Pri natočení ramena mani-pulátora alebo robota, na ktorom je snímačuhlovej polohy upevněný o určitý uhol βdochádza aj k natočeniu kardanového zá-věsu 2 zotrvačníka 1 a spolu s ním aj k na-točeniu držiaka 3 snímacieho elementu 4 presnímanie polohy voči osi z. Zotrvačník 1vplyvomi gyroskopických momentov zostávavo vodorovnej polohe a unáša aj skleuenúdostičku 5 s indikačnou stupnicou. Tým do-chádza k relativnému pohybu medzi sníma-cím elementom 4 a indikačnou stupnicou nasklenenej doštičke 5. Pretože skleněná doš-tička 5 má na obvode indikačnú stupnicu,ktorú tvoria striedavo priesvitné a nepries-vitné polia, dochádza k prerušovaniu svě-telného lúča vysielaného LED-diódou a za-znamenáváním počtu přerušení prijímačomtvořeným fototranzistorom.

Určitému uhlu β zodpovedá teda aj urči-tý počet přerušení světelného lúča, z čohosa stanoví velkost uhla ,β. Pri natočení vý-stupnej hlavice manipulátora, alebo robotaokolo osi x dochádza k rovnakému procesuna snímacom elemente 9 pre snímanie nato-čenia okolo osi x. Zariadenie v závislosti odvyhodnocovacieho člena zaznamenává súčas-ne uhlovú polohu v osiach x a z.

Snímač podlá vynálezu možno využit pri snímaní uhlovej polohy konečného člena ma- nipulátora alebo robota, ako aj iných ele- tnentov, v dvoch osiach voči vodorovnej ro- vině.

Claims (1)

1. 280348 FRKDMET Snímač uhlovej polohy, vyznačujúci satým, '/xt p zostáva zo zotrvačníka (1), ktorýje uložený v kardanovom závese (2) otočnévoči osiain (x, z) pričom na vidlici karda-nového závěsu (2) je v prvom držiaku (3)upevněný snímací element (4) pře snímaniepolohy ví či osi (z), na držiaku zotrvačníka(1) je upevněná sklená doska (5) kruhové-ho tvaru opatřená po obvode indikačnou VYNALEZU stupnicou tvořenou striedavo priesvitnýrni anepriesvitnými poliami, vidlica kardanovéhozávěsu (2j je pevne spojená so sklenou dos-kou (7) kruhového tvaru, opatřenou po ob-vode indikačnou stupnicou a je uložená o-točne okolo osi (xj v stojane (6), ktorý jeopatřený držiakom (8) snímacieho elemen-tu (9) pre snímanie polohy voči osi (xj. 1 list výkresov