УСТРОЙСТВО ИДЕНТИФИКАЦИИ НОМЕРОВ ОБЪЕКТОВ

Полезная модель входит в число устройств из области автоматики и оптики, а именно, относится к устройствам оптического считывания и идентификации номеров различных объектов, используемым в автоматизированных системах управления.
Известно устройство идентификации номеров объектов [1], содержащее лазер, зеркало, фотоэлемент, полосовой фильтр, аналоговые вентили, долговременное запоминающее устройство (ДЗУ), дешифратор, свипгенератор, привод сканирующего зеркала. При работе устройства луч лазера падает на зеркало, совершающее колебательные движения. Свет, отраженный от поверхности идентифицируемого объекта-детали, воспринимается фотоэлементом, вырабатывающим сигналы информации обнаруженных дефектов. Данные сигналы через полосовой фильтр и аналоговые вентили подаются в ДЗУ и далее в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). Затем эти сигналы поступают в дешифратор, содержащий преобразователь параллельного кода в последовательный и счетчик предварительной установки, служащий для выработки выходных сигналов при определенных кодах. При работе устройства [1] не может быть обеспечена достоверная идентификация объектов, так как считывание номера объекта ничем не синхронизировано и отсутствует возможность фазирования приемника в момент поступления отраженного луча от первой полосы датчика номера объекта.
Известно также устройство идентификации номеров объектов [2], содержащее последовательно связанные оптически источник монохроматического излучения, отражательный элемент, соединенный с электромеханическим приводом и оптически связанный с первым датчиком сигналов, фокусирующий элемент и фотоэлектрический преобразователь, соединенный своим выходом с входом усилителя-ограничителя, выход которого подключен к первому входу первого и второго блока управления, генератор импульсов, соединенный своим первым выходом со входом привода, а входом - с первым выходом первого блока управления, а также включающее блок регистрации информации и элемент задержки, подключенный своим выходом ко второму входу второго блока управления. Данное устройство позволяет производить более надежную идентификацию номеров поочередно поступающих объектов, но является труднореализуемым, конструктивно сложным и не обладающим требуемым уровнем достоверности. Под отражательным элементом в устройстве [2] подразумевается зеркало, под источником монохроматического излучения - лазер, под фокусирующим элементом - собирательная линза, под фотоэлектрическим преобразователем - фотоэлемент.
Задачей полезной модели является упрощение конструктивной сложности устройства идентификации номеров объектов при повышении уровня достоверности производимой идентификации.
Поставленная задача обеспечивается тем, что в состав устройства дополнительно вводят второй датчик сигналов, связанный своим выходом с входом источника монохроматического излучения и со вторым входом первого блока управления, дешифратор, подключенный своими выходами к соответствующим входам блока регистрации информации, а вторыми входами - к соответствующим выходам второго блока управления, распределитель импульсов, вторые входы которого связаны с соответствующими третьими входами второго блока управления, первый вход - с вторым выходом генератора импульсов и входом элемента задержки, второй вход - с вторым выходом первого блока управления, а первый выход - с первым входом дешифратора.
Структурная схема устройства идентификации номеров объектов представлена на чертеже.
Устройство содержит источник монохроматического излучения 10 в виде лазера, фотоэлектрический преобразователь 2, выполненный в виде фотоэлемента, фокусирующий элемент 13 в виде собирательной линзы, отражательный элемент 14 в виде зеркала, первый датчик сигналов 15, привод 11, элемент задержки 7, второй датчик сигналов 1, усилитель-ограничитель 5, первый блок управления 8 в виде стартстопного коррекционного узла, генератор импульсов 12, блок регистрации информации 3, дешифратор 4, второй блок управления 6 в виде наборного узла, распределитель импульсов 9.
Устройство работает следующим образом. Оптический луч включенного лазера 10 падает на зеркало 14, которое дискретно поворачивается в направлении перемещения первого датчика сигналов 15. Первый датчик сигналов 15 представляет собой ошейник из материала с низким коэффициентом отражения, в секции которого закреплены полоски материала с высоким коэффициентом отражения (например, зеркальная фольга). При этом материал выбирается из условия, чтобы угол отражения светового потока не изменялся при изменении угла падения луча лазера. Количество секций ошейника соответствует разрядности двоичного кода номера объекта. Для обеспечения стартстопного режима приема кодовых комбинаций датчиков номеров объектов, набранных путем различных комбинаций положения полос материала с высоким коэффициентом отражения последняя секция датчика по ходу его перемещения должна иметь полоску материала с высоким коэффициентом отражения. Повороты зеркала 14 являются следствием запуска шагового двигателя, являющегося основным узлом электромеханического привода 11 сканирующего зеркала 14, в момент срабатывания второго датчика 1 наличия объекта. То есть назначение второго датчика сигналов - информирование устройства о поступлении идентифицируемого объекта. В начальном состоянии шагового двигателя привода 11 отражательное зеркало 14 располагается параллельно лучу источника монохроматического излучения (лазера) 10. Итак, в случае поступления исследуемого объекта в пространство, которое охватывает сканирующий луч лазера 10, срабатывает второй датчик сигналов 1, вследствие чего на вход лазера 10 и второй вход первого блока управления 8 поступает импульсный сигнал «пуск». При этом по сигналу с выхода 1-го блока управления 8 на вход генератора импульсов 12 происходит запуск генератора импульсов 12, и с его первого выхода на вход шагового двигателя привода 11 сканирующего зеркала 14 поступают сигналы «пуска». Дискретно-поворотное движение зеркала 14 обеспечивает последовательное сканирование луча лазера 10 по секциям первого датчика сигналов 15.
Лучи лазера 10, отраженные от полос материала с высоким коэффициентом отражения, пройдя через собирательную линзу 13, поступают на фотоэлемент 2, вырабатывающий сигналы информации в виде двоичных стартстопных кодовых комбинаций. Эти сигналы в виде двоичных посылок кодовых комбинаций с выхода блока 2, пройдя усилитель-ограничитель 5, поступают на первые входы первого и второго блоков управления 8 и 6. Первый блок управления 8 с приходом кодовой комбинации обеспечивает формирование стартстопного цикла для распределителя импульсов 9. Для этого с второго выхода первого блока управления 8 специальный сигнал поступает на второй вход блока 9. Сигнал первого выхода 1-го блока управления 8 подается на вход генератора импульсов 12, который выдает затем на протяжении стартстопного цикла приема тактовые импульсы со своего второго выхода на первый вход распределителя импульсов 9. Из тактовых импульсов генератора импульсов 12 в стартстопном распределителе импульсов 9 формируются пространственно-разнесенные регистрирующие импульсы. Эти импульсы поступают со вторых выходов блока 9 на соответствующие третьи входы второго блока управления 6. Так по сигналам из блока 9 во втором блоке управления 6 происходит регистрация кодовой комбинации принимаемой цифры номера объекта.
Под действием импульса, полученного от отраженного луча лазера 10 от последней секции первого датчика сигналов 15 срабатывает 1-й блок управления 8, который запускает сигналом со своего первого выхода генератор импульсов 12 на время стартстопного цикла приема. За это время на стартстопный распределитель импульсов 9 поступят управляющие импульсы, под действием которых блок 9 совершит полный цикл, формируя регистрирующие импульсы. Поскольку все элементы памяти второго блока управления 6 подключены к выходу усилителя-ограничителя 5, то за время стартстопного цикла зарегистрируются все кодовые посылки кодовой комбинации номера поступившего объекта. Эти кодовые комбинации с выходов блока 6 поступают на соответствующие вторые входы дешифратора 4. После прихода последнего тактового импульса распределитель импульсов 9 со своего первого выхода подает на первый вход дешифратора 4, преобразующего принимаемую двоичную кодовую комбинацию в десятичный код, сигнал «разрешения». По этому сигналу дешифратор 4 начинает свою работу и передает со своих выходов на соответствующие входы блока регистрации информации 3 расшифрованную цифровую кодовую информацию, в соответствии с которой блок 3 регистрирует факт наличия объекта с определенным номером, то есть заканчивает процесс идентификации номера объекта.
После регистрации в блоке 3 номера исследуемого объекта на второй (установочный) вход второго блока управления 6 с выхода элемента задержки 7 поступает сигнал, приводящий все элементы памяти блока 6 в начальное нулевое состояние, в результате чего 2-й блок управления 6 подготавливается к приему следующего знака номера объекта. Сигнал на выходе элемента задержки формируется с задержкой по отношению к последнему тактовому импульсу на выходе генератора импульсов 12, обеспечивая пропуск через 2-й блок управления всех сигналов кодовой комбинации. Для этого блок 7 накапливает тактовые импульсы и после превышения их суммой порога формирует выходной сигнал, который задерживается на интервал, необходимый для завершения всех операций с кодовой последовательностью в блоке 6.
Технический эффект заключается в том, что за счет введения новых конструктивных связей и блоков структура устройства существенно упрощается, а качество идентификации номеров объектов возрастает. Устройство может быть использовано в автоматизированных системах управления и идентификации, например, при сортировке почтовых отправлений, сортировке вагонов на узловых станциях, укладке и отправке нумерованных дорогостоящих грузов, фиксации выхода трамваев или такси из парка, регистрации выпуска нумерованных изделий на предприятии и т.д.
Источники информации
1. Патент США №3774162, кл. 340-172-5, опубликован в 1974 г.
2. Патент США №3677647, кл. 356-28, опубликован в 1972 г. (прототип).