NO864828L - Anordning for registrering av beroering. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse refererer seg til en anordning for registrering av berøring.

Det kan i ulike sammenhenger være av interesse å indikere at en berøring av en fast eller bevegelig gjenstand har inntruffet. Det kan videre væreønskelig å registrere hvor på gjenstanden berøringen har skjedd.

Ved eksempelvis mobile roboter er det viktig å kunne indikere om roboten støter mot et hinder av noe slag, f.eks. hvor sammenstøtet skjedde langs robotens ytterperiferi. Denne informasjon er betydningfull for at roboten skal kunne rygge i retning bort fra hinderet for siden å gjøre en manøver rundt nevnte hinder.

Oppfinnelsen har til hensikt å fremstille en anordning av den ovenfor angitte art som oppfyller de oppstilteønskede mål. Dette oppnås ved en anordning som oppviser de i pa-tentkrav 1 avgitte særtrekk. Foretrukne utførelsesformer fremgår av tilhørende underkrav.

Oppfinnelsen skal nå beskrives i detalj i tilslutning til et utførelseseksempel under henvisning til de vedføyde tegninger, på hvilke fig. 1 skjematisk viser oppbygningen av en berøringsindikerende anordning. Fig. 2 viser skjematisk i detalj hvordan anordningen påvirkes ved sammenstøt-ning med en gjenstand. Fig. 3 er et elektrisk koblings-skjema for anordningen, innbefattende et organ som omformer en av anordningens avgitte analoge signaler til digital form.

Den berøringsindekerende anordning ifølge fig. 1 omfatter

en metallramme 10 og en på avstand fra denne anordnet ring-formet remse, list e.l. 11 av et elektriske resistivt materiale, eksempelvis et elektrisk ledende gummimaterial. Ikke viste distanseelementer sikrer at metallrammen normalt er

isolert fra remsen 11. Disteanseelementet er derved slik utført at remsen gjennom ytre påvirkninger fjærende kan komme i kontakt med metallrammen for når påvirkningen opp-

hører, å fjære tilbake til sin opprinnelige stilling. Metallrammen er via en leder 12 forbundet med. en terminal 13. Remsens begge ender er på samme måte via ledere 14,15 forbundet med terminaler 16,17.

I det beskrevne utførelseseksempel er anordningen ifølge fig. 1 anordnet på en ikke vist mobil robot. Metallrammen 10 og remsen 11 er derved slik anordnet at de som en enhet, lik en støtfanger, omgir alle robotens sider for å indikere om roboten under sin bevegelse støter mot en gjenstand. Metallrammen og remsen er derved på en hensiktsmessig måte elektrisk isolert fra roboten.

Ifølge oppfinnelsens prinsipp danner remsen 11 en resistansbane som ved et sammenstøt med en gjenstand 18 (fig. 2) oppdeles i to deler 19,20. Dersom terminalene 16, 17 på-legges en spenning, kommer således metallrammen til å få et potensial som bestemmes av stillingen hos sammenstøtpunkt-et. Dette potensial er en analog måleverdi som i det prak-tiske tilfelle må omformes til en digital verdi for å kunne bearbeides av den styreenhet, vanligvis en mikrodatamaskin, som styrer robotens bevegelser.

På fig. 3 vises en kobling som besørger omforming av den analoge spenning til en digital sifferverdi. Remsen 11 re-presenteres her av potensiometeret P med de to resistans-delene Rl,R2 (tilsvarende delene 19,20 på fig. 2). Potensiometerets ender er forbundet med terminalen 16 resp. terminalen 17, den sistnevnte forbundet med systemjord. Terminalen 16 er via en motstand R3 forbundet med spenningen VI, som eksempelvis kan gå opp til +5V. Metallrammen 10 tar

kontakt med potensiometerets resistansbane i et punkt mot

hvilket en pil 21, representerende potensiometerets bevege-lige glider, peker. Metallrammen er som tidligere forbundet med terminalen 13, som i sin tur via en motstand R4 er koblet til plussinngangen på en som linjefølger (buffer) koblet operasjonsforsterker 22. Forsterkerens minusinngang er via en motstand R5 forbundet med dens utgang, og videre er plussinngangen forbundet med spenningen VI via en motstand

R6 og til systemjord via en kondensator C. Komponentene R4, C danner et lavpassfilter for transientundertrykning, mens motstanden R6 er en såkalt pull-up-motstand som er nødven-dig for å tildele plussinngangen på forsterkeren spenningen VI, når intet sammenstøt indikeres. Strømtilførselen til forsterkeren skjer via forbindelsen med spenningen V2, i eksempelet +10V, liksom til systemjord. Forsterkerens ut-signal ledes til en analog-digitalomformer 23 som på ut-gangen avgir et digitalt signal med eksempelvis 8 biters oppløsning. Dette signal ledes til en mikrodatamaskin 24.

I det gitte eksempelet kan remsens resistansbane (R1+R2) øke til 10 kohm liksom motstanden R3. Motstandene R4 og R5 er valgt til 33 kohm og motstanden R6 til 1 Mohm. Med de gitte motstandsverdiene og med VI økende til +5V kommer metallrammen til å motta spenninger i intervallet 0-2,5 Volt ved sammenstøt. Det tilsvarende intervall som tilføres analog-digitalomf ormeren , er 0-5.0 V og omformes med 8 biters oppløsning. Hele robotens periferi (360°) kan da gjengis med totalt 128 nivåer. Oppløsningen blir derved 360/128 = knapt 3 grader, hvilket er fullt ut tilstrekkelig for den gitte applikasjon. Dette innebærer for mikrodatamaskinen at ord større en 128 betyr "ingen kollisjon".

I alternative utførelsesformer kan den enheten som består av remsen 11 og metallrammen 10, monteres på en vegg, en maskin eller et apparat som skal overvåkes. Berøring av enheten kan registreres og eksempelvis utløse en alarm, eller en prosessstyreanordning kan påvirkes.

I det gitte eksempelet mates anordningen fra en likespen-ningskilde. Man kan imidlertid også anvende vekselspenning, men må i så fall komplettere skjemaet på fig. 3 med en likeretteromformer. En slik kan da innkobles mellom terminalen 13 og motstanden R4.

Claims (5)

1. Anordning for registrering av berøring, karakterisert ved at en langstrakt remse (11) e.l. av et elektrisk resistivt materiale er anordnet på avstand fra en metallramme (10) og sammen med denne bæres av en bærer, eksempelvis et apparat, en vegg eller et kjøretøy, hvorved den resistive remsen (11) men sine ender er forbundet med en spenningskilde og videre er innrettet til ved berøring fjærende å forflyttes mot metallrammen (10) for å tildele denne et potensial som beror på berø ringspunktets stilling.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at det elektriske resistie materialet ut-gjøres av et elektrisk ledende gummimateriale.

3. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at metallrammen (10) via en til-pasningskrets (R4,R6,C,R5,22) er forbundet med en A/D-omformer (23), som omformer det ved berøring frembragte po-tensialen på metallrammen (10) ved berøring til digital form.

4. Anordning som angitt i krav 3, karakterisert ved at spenningskilden er innrettet til å av-gi en likespenning, hvorved tilpasningskretsen innbefatter en som linjefølgeren (buffer) koblet operasjonsforsterker (22) til hvilken plusinngang metallrammen (10) er tilslut-tet via et lavpassfilter (R4,C).

5. Anordning som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at den er montert på en mobil robot slik at den lik en støtfanger beskytter robotens hele ytterperiferi.