CS268716B1 - Primární taktilní čidlo - Google Patents

Abstract

primární taktilní čidlo sestává z pouzdra, na němž je umístěno shora vodicí víko, ve kterém je uložen pří­ tlačný kolík, opatřený na svém konci válcovitým nákružkem. Pod nákružkem je v pouzdru umístěn polovodivý elastický materiál a pod ním ještě kovová ploška, na níž je uložen jeden konec pružného členu, jehož druhý konec je uložen na spodní víko pouzdra. Pružný člen může sestávat z pryže nebo pružiny. Primární taktilní čidlo je využitelné ve strojírenském průmyslu při výrobě prů­ myslových robotů, ale i v jiných oborech.

Description

Vynález se týká primárního taktilního čidla, pracujícího na bázi polovodičového elastického materiálu, čidlo má pružný doraz a možnost libovolně nastavit pásmo citlivosti. Čidlo splňuje nároky na taktilní čidlo.

V současném období rozvoje robotiky Je třeba získávat informace o interakci robotu s okolním prostředím. Tato informace je získávána prostřednictvím čidel. Tato čidla mohou být různého druhu, například vizuální, akustická, tepelná, taktilní a jiná. Pro nízké náklady ná realizaci nabývá stálé více na významu taktilní vnímání subsystému robotu, který vyžaduje spolehlivá, jednoduchá, odolná a otřesuvzdorná taktilní čidla malých rozměrů a nízké hmotnosti. 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 využívány mikrospínače. Jejich nevýhodou jsou zejména relativně velké rozměry, které jsou naprosto nevyhovující pro realizaci maticových taktilních snímačů. Pro konstrukci maticového primárního taktilního snímače se totiž požaduje umístit na aktivní plochu tohoto snímače maximálně 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. Polovodivých elastických materiálů se většinou využívá-ve—formě -plošných-snímačů· taktilních informací a.nikoliv. jako„.J.e,dnja^^ tlivých čidel. Hovoří se o takzvané simulaci integrovaného chování kůže. Nevýhodou polovodivých materiálů je to, že na ně působící síly musí být relativně malé, jinak dojde k jejich zničení.

Uvedené nedostatky odstraňuje primární taktilní čidlo, sestávající z pouzdra, na němž je umístěno shora vodicí víko, ve kterém je uložen přítlačný kolík podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že přítlačný kolík je opatřen na svém konci válcovitým nákružkem, přičemž pod nákružkem je v pouzdru umístěn polovodivý elastický materiál a pod ním ještě kovová ploška, na níž Je uložen jeden konec pružného členu, jehož druhý konec Je uložen na spodní víko pouzdra. Pružný člen může s výhodou sestávat z pryže nebo z pružiny.

čidla podle vynálezu jsou odolná vůči nárazům, chvěním a silám, vznikajících při dynamickém provozu. Dá se očekávat, že by vyhověla i v náročných prostředích. Konstrukce čidla umožňuje nastavení libovolné citlivosti čidla vhodnou volbou tuhosti pružiny nebo druhy či tloušíky pryže pružného členu a umožňuje též pružný doraz snímací elektrody.

Vynález a jeho účinky jsou blíže vysvětleny v popise příkladu jeho provedení podle přiloženého výkresu, který znázorňuje v náryse v řezu primární taktilní čidlo podle vynálezu.

Primární taktilní řidlo podle vynálezu sestává z pouzdra 2, na němž je umístěno shora vodicí víko 1, ve kterém je uložen přítlačný kolík 3. Tento přítlačný kolík 3 Je opatřen na svém konci válcovitým nákružkem 4, pod nímž je v pouzdru 2 umístěn polovodivý elastický materiál 5, Jehož odpor se mění s tlakem, který na něj působí a pod ním ještě kovová plšíka 6, která tvoří snímací elektrodu. Na kovové plošce 6 je v pouzdru 2 uložen jeden konec pružného členu 7, jehož druhý konec je uložen na spodní víko 8 pouzdra 2. Vodicí víko ' a pouzdro 2 musí být vyrobena z navzájem rozdílných materiálů z hlediska elektrické vodivosti, tedy jeden z materiálu elektricky vodivého a druhý z materiálu nevodivého. Pružný člen 7 může podle obrázku sestávat z pružiny nebe podle neznázorněné varianty z kotoučku z pryže.

Přítlačný kolík 3 opatřený nákružkem 4 volně prochází otvorem ve vodicím víku 2 a stlačuje mezi svou čelní ploškou a kovovou ploškou 6 polovodivý elastický materiál 5, měnící svůj odpor s tlakem. Pružný člen 7 umístěný mezi kovovou plošku 6 a spodní víko 8 pouzdra 2, umožňuje volný axiální pohyb kovové plošky 6 s polovcdivýa elastickým materiálem 5 v pouzdru 2, a tím zároveň umožňuje pružný doraz snímací elektrody, tedy kovové plošky 6. Axiální pohyb přítlačného kolíku 3, proti směru dříve působícího tlaku, je zajištč-n pružným členem ⁷? a elasticitou polovoďivého elastického materiálu 5.“ Tuhost pružiny, respektive druh a tlouštka pryže, pružného členu 7 musí zajistit spolehlivou funkci řidl® při

CS 268 716 Bl překročení tlaků, povolených pro daný elastický polovodivý materiál. Konstrukce taktilního čidla s pružinou pružného členu 7 je vhodná pro menší působící tlaky, při větších by vycházela pružina pružného členu'7 poměrně rozměrná.

Jednou elektrodou je přítlačný kolík 3 a druhou je kovová ploška 6. Aktivním prvkem, reagujícím na změny tlakové síly, působící na přítlačný kolík 3> je piovodivý elastický materiál 5, který podle velikosti této síly mění svůj odpor. Výstupním signálem z čidla je změna odporu tohoto materiálu, která se může vyhodnocovat přímo nebo převést například na změnu proudu, protékajícího mezi přítlačným kolíkem 3 a kovovou ploškou 6.

Primární taktilní čidlo podle vynálezu je využitelné ve strojírenském průmyslu při výrobě průmyslových robotů, ale i v jiných oborech. ’

Claims (2)

1. Primární taktilní čidlo, sestávající z pouzdra, na němž je umístěno shora vodicí víko, ve kterém Je uložen přítlačný kolík, vyznačující se tím, že přítlačný lolík (3) je opatřen na svém konci válcovitým nákružkem (4), přičemž pod nákružkem (4) je v pouzdru (2) umístěn polovodivý elastický materiál(5) a pod ním kovová ploška (6), na níž je uložen jeden konec pružného členu (7), jehož druhý konec je uložen na spodní víko (8) pouzdra (2).

2. Primární taktilní čidlo podle bodu 1 , vyznačující se tím, že pružný člen (7) sestává z pryže nebo z pružiny.