Спосіб та система захисту космонавта від прямої дії ручного електронно-променевого інструмента

1. Спосіб захисту космонавта від прямої дії ручного електронно-променевого інструмента, що здійснюється за допомогою системи, яка складається з інфрачервоного випромінювача, розташованого поблизу місця проведення робіт, інфрачервоного приймача, розташованого на ручному електронно-променевому інструменті, і комп'ютера, що керує роботою технологічного блока, який відрізняється тим, що віртуальну робочу зону створюють усередині активної області інфрачервоного випромінювача. C2 1 3 77196 4 магніточутливого елемента, чутливість якого співний з виходом граничного елемента, вхід якого падає з границею небезпечної зони виробничого з'єднаний з виходами усіх фотодіодів, а вихід чеустаткування і який підключений через підсилювач рез логічний суматор підключений до входу викодо релейного ланцюга, що складається з фільтрів, навчого пристрою керування устаткуванням [Аввипрямлячів і електромагнітних реле. Описаний торське свідоцтво СРСР №1232893, клас запобіжний пристрій обладнаний, принаймні, двоF16Ρ3/04, опубліковано 23.05.86, бюлетень №19]. ма додатковими, закріпленими на браслеті постійОсновним недоліком описаної системи відеоними магнітами, при цьому полярності першого і захисту рук оператора при обслуговуванні виробдодаткових постійних магнітів орієнтовані в трьох ничого устаткування, прийнятої нами як прототип, взаємно перпендикулярних площинах, а браслет є відсутність забезпечення відстеження просторовиконаний з немагнітного матеріалу [Авторське вого взаєморозташування робочої зони і викориссвідоцтво СРСР №830073, клас F16Ρ3/00, опублітовуваного ручного електронно-променевого інковано 15.05.81, бюлетень №18]. струмента по напрямку і дальності. Крім того, Такий запобіжний пристрій не може бути ефезазначена система відеозахисту вимагає введення ктивно використаний для роботи у відкритому косв конструкцію скафандра браслета зі світлодіодамосі через необхідність зміни конструкції скафандми й автономним джерелом живлення, розташора (уведення браслетів з магнітами на обох руках ваним на руці оператора. оператора), а також через необхідність викорисЗадачею винаходу є усунення та істотне знитання в конструкції ручного електронноження відзначених недоліків, а також забезпеченпроменевого інструмента, скафандра й елементів ня безпечної роботи оператора, спорядженого в конструкції космічного літального апарата винятскафандр, в умовах відкритого космосу за бортом ково немагнітних матеріалів і необхідності введенкосмічного літального апарата при проведенні ня обмежень на матеріали, оброблювані цими робіт з використанням ручного електронноінструментами (антимагнітність). Крім того, можпроменевого інструмента. ливий негативний вплив магнітного поля такого Нами встановлено, що для вирішення поставзапобіжного пристрою на радіоелектронне устатленої задачі в умовах відкритого космосу необхідкування скафандра, космічного літального апарата но створити спосіб і систему захисту космонавта, і ручного електронно-променевого інструмента. що дозволить обмежити пряму дію електронноВідома система відеозахисту, що містить фопроменевого інструмента створеною віртуальною тодатчик, підключений до виконавчого механізму робочою зоною і відключати живлення при виході через блок сполучення, скануючий пристрій і екручного електронно-променевого інструменту за її ран. У зазначеній системі відеозахисту в якості межі. фотодатчика і скануючого пристрою використовуПропонований спосіб здійснюється за допомоють передавальну телевізійну камеру, а блок спогою системи, яка складається з інфрачервоного лучення містить з'єднані послідовно диференціавипромінювача, розташованого поблизу місця тор, випрямляч, інтегратор і граничний пристрій, проведення робіт, інфрачервоного приймача, розпри цьому скидання інтегратора підключене до ташованого на ручному електронно-променевому генератора кадрової розгортки телевізійної камери інструменті і комп'ютера, що керує роботою техно[Авторське свідоцтво СРСР №989228, клас логічного блоку. F16Ρ3/14, опубліковано 15.01.83, бюлетень №2]. Для забезпечення безпеки роботи оператора, Основним недоліком описаної системи відеоспорядженого в скафандр і забезпечення цілісносзахисту є реальна можливість випадкового засвіті космічного літального апарату віртуальну робочування об'єктива телевізійної камери прямими чу зону створюють усередині активної області інсонячними променями чи відблисками від елеменфрачервоного випромінювача. тів конструкції космічного літального апарата. ЗаПри проведенні робіт в умовах відкритого косзначений недолік цілком виключає використання мосу з використанням ручного електроннотакої системи при проведенні робіт у відкритому променевого інструменту віртуальну робочу зону космосі. створюють перед початком роботи у вигляді довіВідома також система відеозахисту рук оперального прямокутника, який визначається двома тора при обслуговуванні виробничого устаткуванвершинами, розташованими на його діагоналі. ня. У таку систему відеозахисту входять джерело і Для зручності використання віртуальну робочу приймач інфрачервоних випромінювань, вузол зону зберігають в,| пам'яті комп'ютера при наступвключення устаткування і виконавчий пристрій них включеннях. керування устаткуванням. Описана система облаДля забезпечення безпеки роботи оператора днана граничним елементом, тригером, логічним спорядженого в скафандр в умовах відкритого суматором у виді інвертора й елемента НІ-ТАК, а космосу, стан роботи технологічного блоку і, відтакож послідовно з'єднаними генератором імпульповідно з цим, стан живлення електронносів, лінією затримки і світлодіодом. Джерело інфпроменевого інструмента обумовлено взаємопорачервоних випромінювань виконано* у вигляді ложенням інфрачервоного приймача та інфрачерзмонтованих на браслеті світлодіодов з автономвоного випромінювача; при виході інфрачервоного ним джерелом живлення, а приймач виконаний у приймача за межі створеної віртуальної робочої виді паралельно включених датчиків включення зони технологічний блок відключає живлення} ручживлення і робочого ходу. Виходи датчиків вклюного електронно-променевого інструменту, а при чення живлення і робочого ходу підключені до поверненні інфрачервоного приймача до створевходу генератора імпульсів, вихід якого з'єднаний ної віртуальної робочої зони технологічний блок з одним із входів тригера, інший вхід якого зв'язавмикає живлення і ручного електронно 5 77196 6 променевого інструменту після проведення керуюзону 6 комп'ютер 4, що керує роботою технологіччим комп'ютером послідовних операцій. ного блоку 5, в свою чергу дає дозвіл на роботу Перелік фігур креслень ручного електронно-променевого інструменту 3, Фіг.1 - зображення блок схеми системи захисвключає його живлення. ту; У пам'яті комп'ютера 4, що керує роботою техФіг.2 - схематичне зображення процесу ствонологічного блоку 5, створена віртуальна робоча рення віртуальної робочої зони; зона 6 може бути збережена і використана при Фіг.3 - схематичне зображення послідовності наступних включеннях. операцій системи захисту. Послідовність операцій здійснення способу Пропонований спосіб і система захисту космоприведена на Фіг.3, а система захисту космонавта навта від прямої дії електронно-променевого інпрацює таким чином. струменту складається з інфрачервоного випромі"Початок" - включення живлення, вибір режинювача 1, розміщеного поблизу місця проведення му роботи ручного електронно-променевого інробіт, інфрачервоного приймача 2, розташованого струменту 3, приведення системи у вихідне полонаручному електронно-променевому інструменті 3, ження. і комп'ютера 4, що керує роботою технологічного "Завдання конфігурації робочої зони" - задаблоку 5 (Фіг.1). ния за допомогою інфрачервоного приймача 2, Комп'ютер 4 з встановленим відповідним пророзташованого на ручному електроннограмним забезпеченням, що керує роботою технопроменевому інструменті 3 двох діагональних тологічного блоку 5, зв'язує просторове положення чок довільного прямокутника, яким обмежено вірручного електронно-променевого інструмента 3 з туальну робочу зону 6, причому у момент визнаконфігурацією віртуальної робочої зони 6, яка зачення необхідно натиснути клавішу "Ввод" на дається. клавіатурі комп'ютера 4. Система захисту космонавта працює в такий "Виконувати слідкування" - в разі зупинки роспосіб. боти надходить команда "Ні", а в разі продовження У режимі настроювання оператор визначає роботи, надходить команда "Так". усередині активної області 7 інфрачервоного ви"Завершити роботу" - в разі "Ні" надходить копромінювача 1 і заносить у пам'ять комп'ютера 4, манда повернення до "Завдання конфігурації рощо керує роботою технологічного блоку 5, конфібочої зони", а в разі "Так" вимикається живлення гурацію віртуальної робочої зони 6. Створена вірручного електронно-променевого інструменту 3 та туальна робоча зона 6, має вигляд довільного вихід на чарунку "Кінець". прямокутника, який визначається двома вершина"Зчитування параметрів з датчиків" - визначами, що знаходяться на його діагоналі (Фіг.2). Інфють координати інфрачервоного приймача 2. рачервоний приймач 2, розташований на елект"Розрахунок положення датчика" - за допоморонно-променевому інструменті 3, спрямовують на гою визначених даних здійснюється розрахунок першу діагональну точку і вводять її параметри в координат Dверт. і Dгор. ручного електроннопам'ять комп'ютера 4, що керує роботою технолопроменевого інструменту 3 для оцінки його пологічного блоку 5. Аналогічну операцію повторюють ження. для другої діагональної точки. "Вихід із області" - в разі "Ні" надається дозвіл Далі комп'ютер 4, керуючий роботою технолона роботу ручного електронно-променевого інгічного блоку 5, переводять у режим спостереженструменту 3 до початку наступного циклу виміру ня. При роботі в цьому режимі комп'ютер 4, що (50Гц). Це відображено в послідовності операцій керує роботою технологічного блоку 5, періодично системи "Дозвіл роботи інструменту", від якої над(з частотою більше ніж 50Гц) робить опитування ходить команда на повторення циклу операції "Виположення інфрачервоного приймача 2 і перетвоконувати слідкування". У разі отримання команди рення отриманих значень діагональних точок у "Так" система отримує повідомлення і забороняє параметр D для вертикального Dверт. і горизонтароботу ручного електронно-променевого інструльного Dгop. положень ручного електронноменту 3 (операція "Вивести повідомлення" та "Запроменевого інструменту 3. борона роботи інструменту"). Після цієї операції Обчислені значення D порівнюються з задаіде повернення до операції "Виконувати слідкуним у режимі настроювання припустимим діапазовання" для повторення всього циклу. ном значень цього параметру. При виході величиВ ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України виготовлени D за межі заданого діапазону значень ний макетний зразок системи захисту, що заявлякомп'ютер 4 забороняє роботу електронноється, і проведені його іспити в Інституті електрозпроменевого інструмента 3, а технологічний блок 5 варювання та у космічному центрі НАСА ім. Дж. відключає його живлення. Маршалла, м. Хантсвілл, США. При повторному введенні електроннопроменевого інструмента 3 в віртуальну робочу 7 Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 77196 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601