МОДУЛЬ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ СО СФЕРИЧЕСКИМ ИНДУКЦИОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

Полезная модель относится к областям телемедицины, роботостроения и машиностроения, конкретнее к области организации технического зрения.
Аналогом предлагаемой полезной модели является эндоскопическое устройство для наблюдения полостей глубоких ран с помощью видиосистемы при проведении операций. Устройство имеет жесткий корпус, внутри которого размещен информационный канал, имеющий систему линз, окуляр и объектив. Перед объективом установлена поворотная призма, соединенная с механизмом изменения положения призмы. Устройство имеет также систему изменения масштаба изображения, соединенную с окуляром. Через наглазник устройство подсоединяется к видеосистеме. Устройство обеспечивает во время операции широкое поле обзора с непрерывным диапазоном углов наблюдения, высоким качеством изображения, возможностью изменения его масштаба и при этом не мешает доступу в операционное пространство других необходимых для операции инструментов [заявка на изобретение РФ №94033495, А61В 1/06, 10.08.1996].
Недостатками аналога являются невысокая скорость выполнения заданных команд в связи с наличием сложной системы линз и сложным путем передачи информации до системы обработки этой информации, низкая надежность системы в связи со сложной системой линз.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является устройство для управления движением мобильных технологических машин и роботов, содержащее фотоэлектронный блок определения координат положения мобильной технологической машины или робота относительно заданного положения, блок управления исполнительными механизмами и лазерный передатчик, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено нейросетевым блоком обработки информации, процессором обработки изображения, установленными на поворотном блоке видеокамерой, осветителем и лазерным дальномером, выход которого подключен к нейросетевому блоку обработки информации и первому входу лазерного передатчика, а выход видеокамеры подключен посредством интерфейсного блока к процессору обработки изображения, один из выходов которого электрически связан со входом нейросетевого блока обработки информации, вход которого подключен к выходу фотоэлектронного блока определения координат, а выход соединен со входом блока управления исполнительными механизмами, причем другой выход процессора обработки изображения соединен со вторым входом лазерного передатчика, третий вход которого электрически связан с фотоэлектронным блоком определения координат [патент РФ №154324, B25J 9/00, 02.04.2015].
Недостатками аналога являются большой вес системы в целом в связи использованием поворотного блока для установки видеокамеры, невысокая скорость выполнения заданных команд в связи с тем, что поворотный блок видеокамеры выполняет движения по прямолинейной траектории в горизонтальном или вертикальном направлении.
Задача полезной модели - повышение быстродействия модуля технического зрения и уменьшение массы модуля технического зрения.
Технический результат предлагаемого модуля технического зрения со сферическим индукционным двигателем - повышение быстродействия модуля технического зрения за счет применения сферического индукционного двигателя.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что модуль технического зрения, содержащий ротор с вмонтированной в него видеокамерой, статор, пары датчиков положения ротора, соединительный провод и систему управления, в отличие от прототипа содержит поворотный механизм, который представляет собой сферический индукционный двигатель, выполненный с возможностью обеспечения подвижности ротора с видеокамерой по полусфере, не пересекающейся с внутренней сферической областью статора.
Сущность устройства поясняется чертежом, на котором представлен модуль технического зрения со сферическим индукционным двигателем.
Модуль технического зрения со сферическим индукционным двигателем состоит из видеокамеры 1, ротора 2, соединенных механически, статора 3, соединенного с ротором 2, четырех пар датчиков положения ротора 4, соединенных с ротором 2 и статором 3 механически, соединительного провода 5 и системы управления 6, соединенной со статором 3 и четырьмя парами датчиков положения ротора 4 посредством соединительного провода 5.
Видеокамера 1 механически соединена с ротором 2, то есть, вмонтирована в него так, как показано на чертеже. При этом ротор 2 имеет сферическую форму. Вмонтированная в ротор 2 видеокамера 1 не нарушает сферическую форму ротора, так как внешняя поверхность видеокамеры 1 выполнена как продолжение поверхности сферы, образованной ротором 2. Ротор 2 находится в статоре 3. Статор 3 имеет полусферическую форму, повторяющую форму ротора 2. Ротор 2 выполняет движения по внутренней полусфере статора 3, при этом видеокамера 1 движется по полусфере, которая не пересекается с внутренней полусферой статора 3. Таким образом, в изображение видеокамеры 1 не попадает изображение внутренних частей статора 3. Видеокамера 1 обеспечивает углы обзора по горизонтали и вертикали, сопоставимые с теми углами, на которые может смещаться человеческий глаз по горизонтали и вертикали соответственно. Возможность такого движения ротора 2 обеспечивается получением и обработкой данных с пар датчиков положения ротора 4 и соответствующими сигналами от системы управления 6. Пары датчиков положения ротора 4 установлены на роторе 2 и статоре 3 и предотвращают направление видеокамеры 1 во внутреннюю часть статора 3. Количество пар датчиков положения ротора 4 может изменяться в зависимости от необходимой точности управления модулем технического зрения со сферическим индукционным двигателем и в зависимости от сферы применения заявляемого модуля. Данные, считываемые с пар датчиков положения ротора 4, обрабатываются системой управления 6. Соединительный провод 5 выполнен с возможностью передачи данных от системы управления 6 к парам датчиков положения ротора 4 и передачи данных от пар датчиков положения ротора 4 в систему управления 6. Статор 3 находится в корпусе. Корпус статора 3 может выполняться различным образом в зависимости от того, куда будет устанавливаться модуль технического зрения со сферическим индукционным двигателем. На корпусе статора 3 могут быть выполнены необходимые крепежные элементы в зависимости от того, куда будет устанавливаться модуль технического зрения со сферическим индукционным двигателем. Статор 3 посредством соединительного провода 5 подключен к системе управления 6. По соединительному проводу 5 от системы управления 6 к статору 3 и видеокамере 1 подаются сигналы управления. Соединительный провод 5 выполнен с возможностью передачи от видеокамеры 1 информации в систему управления 6. Длина соединительного провода 5 может варьироваться в зависимости от условий, в которых применяется модуль технического зрения со сферическим индукционным двигателем. Система управления 6 выполнена с возможностью генерации необходимых для корректного управления сферическим индукционным двигателем сигналов. Система управления 6 включает в себя систему обработки информации, получаемой с видеокамеры 1.
Модуль технического зрения со сферическим индукционным двигателем работает следующим образом. С системы управления 6 подается сигнал управления на статор 3 и видеокамеру 1 посредством соединительного провода 5. На статор 3 и видеокамеру 1 поступают различные сигналы управления. При этом видеокамера 1 включается и начинает передавать получаемую информацию в систему управления 6 посредством соединительного провода 5, ротор 2 отклоняется к изначально заданному положению. При изменении сигнала от системы управления 6, подаваемого на статор 3, изменяется положение ротора 2 в той области, в которой возможно движение ротора 2. Система управления 6 при этом считывает и обрабатывает данные с пар датчиков положения ротора 4, что позволяет постоянно определять положение ротора 2 и корректировать или изменять положение ротора 2 и, соответственно, направление видеокамеры 1.
Заявляемая полезная модель позволяет увеличить быстродействие и уменьшить вес модуля технического зрения со сферическим индукционным двигателем за счет применения в качестве поворотного механизма сферического индукционного двигателя.