ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Системы технического зрения для экстремальных условий из "Системы очувствления и адаптивные промышленные работы " Практическое применение робототехнических устройств в экстремальных условиях требует принципиально нового подхода к решению задачи визуализации и контроля состояния внешней среды робота. Часто для обеспечения нормальной работы СТЗ необходима информация о состоянии оптически непрозрачной среды, например, толщи металла, бетона, дерева, непрозрачной жидкости (эмульсии), дыма, масляного тумана и т. п. [c.98] В связи с развитием робототехники для условий производства и работы в агрессивных оптически непрозрачных средах широкое применение в роботах найдут радиационные, тепловые, радиоволновые и акустические СТЗ (рис. 4.4), которые вместе с оптическими системами составляют общую номенклатуру СТЗ. [c.98] При сборке узлов в процессе сопряжения деталей часто возникают ситуации, связанные с необходимостью выявления бракованных деталей или их неправильного взаимного расположения. При этом узел, как правило, не позволяет проводить контроль в оптическом диапазоне. В подобных случаях в адаптивных роботах могут быть использованы средства радиационной интроскопии. [c.98] Радиационные СТЗ, Системы плоскостной радиациоипой иитрО скопии основаны на просвечивании контролируемого объекта проникающей ионизирующей радиацией, преобразовании радиационного изображения объекта в светотеневое или электронное изображение и передаче этих изображений на расстояние с помощью оптических или телевизионных каналов. [c.98] В зависимости от энергии и интенсивности применяемого излучения могут быть получены изображения внутреннего строения разнообразных изделий. В ряде случаев имеется возможность выявлять микрообъекты с размерами начиная от 20 мкм. Известны рентгенотелевизионные системы, в которых для преобразования радиационного изображения в светотеневое используют рентгеновские электронно-оптические преобразователи, флюросконические системы с флюроскопическими экранами и рентгенографические системы с рентгеновской пленкой. Рентгеновские изображения могут обрабатываться с помощью автоматизированных систем обработки изображения. [c.98] Радиационный вычислительный томограф содержит излучатель, питающее устройство, систему детекторов (причем излучатель и детекторы объединены в едином сканирующем устройстве), устройство для размещения и перемещения объекта исследования, блок электронных усилителей и аналого-цифровых преобразователей, мини-ЭВМ с необходимым набором внешних устройств (полутоновый телевизионный дисплей, запоминающее устройство, накопитель на гибких дисках, алфавитно-цифровую и функциональную клавиатуры). [c.99] Радиационные СТЗ могут найти применение в тех случаях, когда ограничения, вызываемые опасностью проникающего излучения, массогабаритными характеристиками аппаратуры и относительно невысоким ее быстродействием, не являются определяющими. [c.99] В настоящее время получают также развитие другие физические принципы томографической диагностики среды и объектов такие, как ядерно-магниторезонаисная, электрическая, акустическая и те-пловизионная и др. [c.99] Для практического использования наибольший интерес представляет инфракрасный диапазон длин воли 2—14 мкм, соответству-ЮШ.ИЙ максимуму излучения реальных тел при температурах от +20 до +300 °С. [c.100] Принцип действия тепловизоров (приборов для визуализации тепловых полей нагретых тел) заключается в преобразовании с помощью сканирующих или матричных фотоэлектронных преобразователей рельефа интенсивности излучения на поверхности объекта (адекватного его температурному полю и распределению коэффициента излучения) в эквивалентное распределение электрических сигналов, визуализация которых на экране видеомонитора представляет в аналоговой яркостной форме тепловое поле объектов. [c.100] Тепловые СТЗ позволяют бесконтактно регистрировать распределение температур по объекту при пзвестной его излучательной способности, либо распределение коэффициента излучения, если объект термостатирован и температура по его поверхности равномерна. Тепловая СТЗ представляет собой систему пассивного типа. Она включает оптическую систему для фокусировки ИК-лучей, фотопреобразователь, системы развертки (сканирования) и оконечные устройства обработки информации. [c.100] Наиболее распространенными фотопреобразователями в тепловидении являются полупроводниковые фоторезисторы на основе сурьмянистого индия или сплавов кадмий — ртуть—теллур. Они требуют охлаждения жидким азотом. [c.100] В рассматриваемых СТЗ, как и в традиционных телевизионных системах, эффективно применение волоконной оптики для передачи изображения (здесь — теплового) из зоны контроля к системе развертки. [c.100] Для простейших случаев (задача селекции объектов, нагретых выше нормы, контроль температуры заготовки для штамповочного робота) эффективно примеиение пирометров с одноэлементным фотоприемником. [c.100] Характеристики некоторых типов тепловых СТЗ приведены в табл. 4.6. Для их использования в роботах необходимо дополнительно предусматривать автоматизированные системы обработки изображений. [c.100] Радиоволновые СТЗ. Работа этих систем основана на взаимодействии электромагнитного поля в диапазоне длин волн 1 —100 мм с объектом и преобразовании этого поля в двумерное изображение. [c.100] Они позволяют определить геометрические параметры объекта (форму, размеры, в том числе толщину), расстояние до объекта и его пространственно-динамические характеристики (скорость движения, смещение, поворот, амплитуду и частоту вибраций), электрофизические характеристики (влажность, температуру, относительную степень напряженно-деформированного состояния) и др. [c.100] Акустические СТЗ. Акустический метод основан на сиособности упругих волн высокой (более 20 кГц) частоты распространяться в жидких, газообразных и твердых средах, отражаться от неоднородностей сред, а также на их способности поддаваться визуализации. На ультразвуковых частотах излучателям и приемникам упругих волн легко придать хорошую направленность, что облегчает использование этих волн для СТЗ. [c.101] Вернуться к основной статье