Пристрій для вимірювання геометричних параметрів локального об’єкта

Реферат: UA 92770 U UA 92770 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі вимірювальної техніки і може бути використаною для вимірювання геометричних параметрів різних локальних об'єктів і їх коливань, а також аналогічних вимірювань щодо частин цих об'єктів. Відомий пристрій для вимірювання геометричних параметрів локального об'єкта (WO 2007/013833, G06T 15/70), який є частиною системи для візуалізації віртуального простору і містить перші приймально-передавальні датчики з елементами їх закріплення на об'єкті вимірювання, кожен з яких виконаний з можливістю вироблення сигналу про зміну геометричних параметрів цього об'єкта або його коливань. Ці датчики оптично зв'язані з другими приймальнопередавальними датчиками, які зв'язані двостороннім зв'язком з багатоканальним входомвиходом блока управління і які оптично зв'язані з третіми приймально-передавальними датчиками, які закріплені на засобі відображення. Другі і треті приймально-передавальні датчики зв'язані двосторонніми зв'язками з блоком управління. Збігаються з суттєвими ознаками відомого пристрою датчики з елементами їх закріплення на об'єкті вимірювання, кожен з яких виконаний з можливістю вироблення сигналу про зміну геометричних параметрів цього об'єкта або його коливань. Ці датчики оптично зв'язані з приймальними пристроями, які зв'язані двостороннім зв'язком з багатоканальним входомвиходом блока управління, який зв'язаний з засобом відображення. Недоліком відомого пристрою для вимірювання геометричних параметрів локального об'єкта є надмірна складність оптичних зв'язків, що потребує більш ємного програмного забезпечення для його використання. Відомий пристрій для вимірювання геометричних параметрів локального об'єкта (свідоцтво на корисну модель RU №40157, А61В 5/107), вибраний як найближчий аналог, який містить ємнісні датчики, які закріплені своїми електродами з різних сторін на еластичному кільці, виконаному з можливістю одягання на голову людини як об'єкта вимірювання. Кожен з датчиків виконаний з можливістю вироблення сигналу про зміну геометричних параметрів цього об'єкта або його коливань через зміну положення пластин датчиків, які зв'язані своїм виходом з багатоканальним входом-виходом блока управління, який через плату вводу-виводу інформації зв'язаний з комп'ютером з монітором. Збігаються з суттєвими ознаками відомого пристрою датчики з елементами їх закріплення з різних сторін на об'єкті вимірювання, кожен з яких виконаний з можливістю вироблення сигналу про зміну геометричних параметрів цього об'єкта або його коливань і зв'язаний з багатоканальним входом-виходом блока управління, який зв'язаний двостороннім зв'язком послідовно з комп'ютером і монітором. Недоліком відомого пристрою для вимірювання геометричних параметрів локального об'єкта є ускладнення зв'язку датчиків з елементами прийняття виробленого ними сигналу, який виконано проводовим, що погіршує експлуатаційні характеристики цього пристрою. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення пристрою для вимірювання геометричних параметрів локального об'єкта, в якому шляхом зміни конструктивних елементів поліпшується зв'язок датчиків з елементами прийняття виробленого ними сигналу, зменшується інерційність датчиків, що покращує експлуатаційні характеристики цього пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що містить датчики з елементами їх закріплення з різних сторін на об'єкті вимірювання, кожен з яких виконаний з можливістю вироблення сигналу про зміну геометричних параметрів цього об'єкта або його коливань і зв'язаний з багатоканальним входом-виходом блока управління, який зв'язаний двостороннім зв'язком послідовно з комп'ютером і монітором, згідно з корисною моделлю, як датчики використані світлодіоди, які оптично зв'язані з відеокамерами, які зв'язані двостороннім зв'язком з багатоканальним входом-виходом блока управління, при цьому відеокамери закріплені на каркасі, розташованому навколо об'єкта вимірювання і зв'язаному з фіксатором його положення, кожна відеокамера і датчик розташовані близько до співвісності. Крім того, як датчики використані пасивні світловідбиваючі або світлопоглинаючі маркери. Сукупність ознак нового пристрою для вимірювання геометричних параметрів локального об'єкта забезпечує вирішення поставленої задачі. Оптичний зв'язок датчиків з елементами прийняття виконано одностороннім і зменшеною, порівняно з ємнісними датчиками інерційністю, що покращує експлуатаційні характеристики цього пристрою. На фіг. 1 схематично зображено пристрій для вимірювання геометричних параметрів локального об'єкта і об'єкт вимірювання, на фіг. 2 - вид зверху частини пристрою. Пристрій для вимірювання геометричних параметрів локального об'єкта, один з варіантів його виконання, містить світлодіоди 1, які є датчиками і закріплені на кінцях схрещених пружних дужок 2 та у місці їх перетину. Під кожним світлодіодом 1 розташований притуплений конусоподібний виступ 3 каліброваного розміру, який контактує з поверхнею об'єкта 1 UA 92770 U 5 10 15 20 25 вимірювання 4 і, як варіант, може бути змінної довжини 3 відповідною мікрометричною шкалою. Біля центральної осі випромінювання кожного світлодіода 1 розташована відеокамера 5, кожна з яких закріплена на каркасі 6, який зв'язаний з нерухомим кронштейном 7. Світлодіоди 1 і відеокамери 5 зв'язані проводами 8 з блоком управління 9, який зв'язаний з комп'ютером 10 з монітором. Для використання пристрою, що заявляється, у освітленому приміщенні як датчики можуть бути також використані світловідбиваючі або світлопоглинаючі маркери. При цьому щонайменше два датчика можуть бути встановлені на фіксованій каліброваній відстані. Пристрій для вимірювання геометричних параметрів локального об'єкта працює таким чином. Схрещені пружні дужки 2 з'єднують з об'єктом вимірювання 4 таким чином, щоб конусоподібні виступи 3 контактували з його поверхнею. Каркас 6 встановлюють над пружними дужками 2. Відеокамери 5 орієнтують на світлодіоди 1 біля центральної осі їх випромінювання і фіксують каркас 6 на кронштейні 7 гвинтом, який на кресленні не показаний. З комп'ютера 10 через блок управління 9 і проводи 8 подають сигнал, за яким вмикають світлодіоди 1 і відеокамери 5. Просторове розташування світлового зображення світлодіодів 1 фіксують відеокамерами 5, відповідні сигнали з яких через блок управління 9 подають на комп'ютер 10. За спеціальною програмою координати світлодіодів 1 трансформуються з урахуванням висоти конусоподібних виступів 3 в тривимірну математичну модель, за якою вираховують лінійні та об'ємні параметри об'єкта вимірювання 4. Отримані дані заносять до пам'яті комп'ютера 10 і виводять об'ємне умовне зображення об'єкт вимірювання 4 на монітор. Операції вимірювання геометричних параметрів об'єкта з включеними світлодіодами 1 і відеокамерами 5 повторюють згідно з визначеним періодом дослідження. Пристрій з пасивними маркерами працює аналогічно. Пристрій забезпечує вимірювання як низькочастотних змін геометричних параметрів об'єкта, їх коливань, так і коливань середньої частоти при аналогічних вимірюваннях технічних об'єктів в інших галузях. Запропонований пристрій успішно пройшов експериментальні випробування. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 1. Пристрій для вимірювання геометричних параметрів локального об'єкта, який містить датчики з елементами їх закріплення з різних сторін на об'єкті вимірювання, кожен з яких виконаний з можливістю вироблення сигналу про зміну геометричних параметрів цього об'єкта або його коливань і зв'язаний з багатоканальним входом-виходом блока управління, який зв'язаний двостороннім зв'язком послідовно з комп'ютером і монітором, який відрізняється тим, що як датчики використані світлодіоди, які оптично зв'язані з відеокамерами, які зв'язані двостороннім зв'язком з багатоканальним входом-виходом блока управління, при цьому відеокамери закріплені на каркасі, розташованому навколо об'єкта вимірювання і зв'язаному з фіксатором його положення, кожна відеокамера і датчик розташовані близько до співвісності. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що як датчики використані пасивні світловідбиваючі або світлопоглинаючі маркери. 2 UA 92770 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3