RU2389060C2 - Device for measuring and recording object displacement - Google Patents
Device for measuring and recording object displacement Download PDFInfo
- Publication number
- RU2389060C2 RU2389060C2 RU2008107026/09A RU2008107026A RU2389060C2 RU 2389060 C2 RU2389060 C2 RU 2389060C2 RU 2008107026/09 A RU2008107026/09 A RU 2008107026/09A RU 2008107026 A RU2008107026 A RU 2008107026A RU 2389060 C2 RU2389060 C2 RU 2389060C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- display
- movement
- mouse
- unit
- software
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Position Input By Displaying (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области спорта, медицины и педагогики, а также к игровым тренажерам и может быть использовано в компьютеризованных системах регулирования и управления.The present invention relates to the field of sports, medicine and pedagogy, as well as to game simulators and can be used in computerized control and regulation systems.
Известен электрогониометр [1], предназначенный для измерения перемещения объекта, построенный на основе миниатюрного потенциометра. Он содержит шарнир, состоящий из двух частей, скрепленных друг с другом с помощью оси, на одной части которого установлен вертикально кронштейн с закрепленным горизонтально с помощью гайки миниатюрным потенциометром с круговым перемещением его движка, на ось которого насажен шкив с канавкой на наружной его поверхности, а на другой части шарнира установлен вертикально кронштейн с вертикальным рядом отверстий, к которому крепятся первые концы нерастяжимой и растяжимой упругих нитей, намотанных на шкив в противоположных направлениях и закрепленных на нем вторыми концами. К выводам потенциометра подпаиваются провода, с помощью которых этот потенциометр подключается к аналого-цифровому преобразователю (АЦП) и стабилизированному источнику питания.Known electrogoniometer [1], designed to measure the movement of an object, built on the basis of a miniature potentiometer. It contains a hinge consisting of two parts, fastened to each other by an axis, on one part of which a bracket is mounted vertically with a miniature potentiometer fixed horizontally with a nut with circular movement of its engine, on the axis of which a pulley with a groove is mounted on its outer surface, and on the other part of the hinge, a bracket is mounted vertically with a vertical row of holes to which the first ends of inextensible and tensile elastic threads are wound, wound on the pulley in opposite directions and behind replennyh it second ends. The wires are soldered to the terminals of the potentiometer, with the help of which this potentiometer is connected to an analog-to-digital converter (ADC) and a stabilized power source.
К недостаткам электрогониометра можно отнести следующее.The disadvantages of the electrogoniometer include the following.
1. Ограниченность измерительных возможностей этого устройства.1. The limited measuring capabilities of this device.
2. Требование к соосности обеих частей шарнира.2. The requirement for alignment of both parts of the hinge.
3. Необходимость применения АЦП и стабилизированного источника питания для подключения к персональному компьютеру.3. The need for an ADC and a stabilized power supply for connecting to a personal computer.
Из уровня техники также известно устройство для измерения и регистрации на персональном компьютере медленно меняющегося положительного напряжения в пределах от 1 до 10 вольт с точностью ±2,5%, использующее функции и интерфейс стандартного манипулятора типа «мышь» посредством замещения в схеме «мыши» сдвоенного диода [2].The prior art also knows a device for measuring and recording on a personal computer a slowly varying positive voltage ranging from 1 to 10 volts with an accuracy of ± 2.5%, using the functions and interface of a standard mouse-type manipulator by replacing a double mouse in the circuit diode [2].
Работа устройства основана на преобразовании «напряжение-частота». Для объяснения принципа действия устройства рассмотрим, как работает сама «мышь». При движении «мыши» вращается шарик, который механически передает вращение колесикам с прорезями, расположенным между фотосветодиодами на плате «мыши». Наличие прорезей в непрозрачных колесиках позволяет при вращении модулировать освещенность фотодиода световым потоком от соответствующего светодиода по принципу «свет-тень», что приводит к периодическому изменению сопротивления каждого из двух фотоэлементов, входящих в сдвоенный фотодиод. Здесь существенно наличие смещения по времени сигналов в обоих каналах, т.е. осуществлен фазовый сдвиг. При отсутствии фазового сдвига схема «мыши» не сможет выбрать направление движения курсора на экране дисплея.The operation of the device is based on the voltage-frequency conversion. To explain the principle of operation of the device, we will consider how the “mouse” itself works. When the “mouse” moves, the ball rotates, which mechanically transfers the rotation to the wheels with slots located between the photo-LEDs on the “mouse” board. The presence of slots in the opaque wheels allows the rotation to modulate the illumination of the photodiode with the light flux from the corresponding LED according to the “light-shadow” principle, which leads to a periodic change in the resistance of each of the two photocells included in the dual photodiode. Here, the presence of a time offset of the signals in both channels, i.e. implemented phase shift. In the absence of a phase shift, the mouse circuit cannot select the direction of cursor movement on the display screen.
Таким образом, перемещение курсора по каждой из координат осуществляется «мышью» на основании следующей информации:Thus, the cursor is moved along each of the coordinates with the "mouse" based on the following information:
- фазовый сдвиг импульсов тока, протекающего через фотоэлементы сдвоенного фотодиода, определяет направление перемещения (например, вправо или влево);- the phase shift of the current pulses flowing through the photocells of the dual photodiode determines the direction of movement (for example, to the right or left);
- количество импульсов - длину пути курсора;- number of pulses - cursor path length;
- период импульсов - длину пути курсора.- period of pulses - the length of the cursor path.
Заменяют один из сдвоенных фотодиодов измерительным элементом, но так, чтобы «мышь» об этом «не догадалась», т.е. измерительный элемент должен как можно точнее имитировать работу замещенного фотодиода. Параметры измерительной схемы выбирались именно из этих соображений.Replace one of the dual photodiodes with a measuring element, but in such a way that the “mouse” does not “guess” about it, i.e. the measuring element should imitate the operation of the replaced photodiode as accurately as possible. The parameters of the measuring circuit were chosen precisely from these considerations.
Достоинства очевидны.Advantages are obvious.
К недостаткам же данного устройства можно отнести следующее.The disadvantages of this device include the following.
1. Необходимость внедряться в чужое изделие, чтобы имплантировать, интегрировать в него свой измерительный элемент.1. The need to penetrate into a foreign product in order to implant, integrate your own measuring element into it.
2. Изменяется программное обеспечение «мыши» и самого персонального компьютера.2. The software of the mouse and the personal computer itself is changing.
3. Устаревшая конструкция «мыши».3. Outdated mouse design.
Задачей данного предлагаемого изобретения является создание технических и использование стандартных вычислительных средств для измерения и регистрации перемещения объекта или его части.The objective of the present invention is the creation of technical and the use of standard computing tools for measuring and recording the movement of an object or part thereof.
Задача в «Устройстве для измерения и регистрации перемещения объекта», содержащем персональный компьютер, в состав которого входят системный блок, дисплей, клавиатура и «мышь», объект, перемещение которого измеряется и регистрируется, и программное обеспечение персонального компьютера, решается тем, что в него дополнительно введен узел настройки единичного перемещения объекта на весь экран дисплея, и в нем применена оптическая «мышь», установленная неподвижно, а перемещающийся синхронно с объектом под ее «брюхом» «коврик» с разметкой шарнирно связан с указанным объектом, и программное обеспечение задает работу упомянутых дисплея и оптической «мыши», а также устройства в целом.The task in the "Device for measuring and recording the movement of an object" containing a personal computer, which includes a system unit, a display, a keyboard and a mouse, an object whose movement is measured and recorded, and the software of a personal computer, is solved by it was additionally introduced a unit for setting the unit to move the object to the entire display screen, and it uses an optical “mouse” mounted stationary, and a “rug” with marking moving synchronously with the object under its “belly” pivotally connected to the specified object, and the software sets the operation of the aforementioned display and optical "mouse", as well as the device as a whole.
Отличительными признаками заявляемого технического решения является следующее:Distinctive features of the proposed technical solution is the following:
- во-первых, в устройство дополнительно введен узел настройки единичного перемещения объекта на весь экран или часть его;- firstly, an adjustment unit for unit moving an object to the entire screen or part of it is additionally introduced into the device;
- во-вторых, оптическая «мышь» устанавливается неподвижно, а перемещающийся синхронно с объектом под ее «брюхом» «коврик» с разметкой шарнирно связан с объектом;- secondly, the optical “mouse” is fixedly mounted, and the “mat” with marking moving synchronously with the object under its “belly” is pivotally connected to the object;
- в-третьих, программное обеспечение задает работу дисплея и оптической «мыши», а также устройства в целом.- thirdly, the software sets the display and the optical mouse, as well as the device as a whole.
В заявляемом устройстве отличительные признаки проявляют свойства, известные в других областях науки и техники, а взятые в совокупности с признаками прототипа проявляют свойства, которые позволяют создавать технические и использовать вычислительные средства для измерения и регистрации перемещения объекта или его части относительно неточными средствами - «мышью» с достаточной точностью, что указывает на соответствие заявляемого технического решения критерию «существенные отличия».In the inventive device, the distinctive features exhibit properties known in other fields of science and technology, and taken in conjunction with the features of the prototype exhibit properties that allow you to create technical and use computing tools to measure and record the movement of an object or part of it with relatively inaccurate means - "mouse" with sufficient accuracy, which indicates the conformity of the claimed technical solution to the criterion of "significant differences".
Заявляемое устройство поясняют схематические чертежи.The inventive device explain the schematic drawings.
На фиг.1 приведено устройство в целом: вид спереди и вид сверху.Figure 1 shows the device as a whole: front view and top view.
На фиг.2 показан «коврик», состыкованный с рычагом, в двух проекциях - спереди и сверху.In Fig.2 shows a "mat" docked with a lever, in two projections - front and top.
Устройство включает в себя измерительное средство и персональный компьютер (фиг.1). Измерительное средство содержит раму, изготовленную из двух согнутых по дуге труб 1 и 2, скрепленных двумя винтами 3, 4 и осью 5, на которую насажен рычаг 6. Рычаг 6 осуществляет возвратно-поступательные движения (единичное перемещение объекта), которые ограничивает и задает узел настройки единичного перемещения объекта (рычага 6), состоящий из основания 7, закрепленного в двух точках с помощью винтов 3, 4 с гайками, и в котором предусмотрены ограничительные винты 8, 9, резьбовые отверстия в основании 7, в которые вкручиваются ограничительные винты 8, 9 и закрепляются контрогайками 10, 11. На концах ограничительных винтов 8, 9 поставлены резиновые опорные головки 12, 13, выполненные из жесткой резины. Кроме того, на рычаге 6 закреплен с помощью хомутика 14 с замком 15 шарнир 16, соединяющий хомутик 14 с «ковриком» 17, который движется между двух направляющих 18 и 19 под «брюхом» оптической «мыши» 20, закрепленной неподвижно на столике 21. Оптическая «мышь» 20 входит в состав персонального компьютера 22 (оконтуренного пунктирной линией), в состав которого входят - системный блок 23, дисплей 24 и клавиатура 25.The device includes a measuring tool and a personal computer (figure 1). The measuring tool contains a frame made of two pipes 1 and 2 bent along an arc, fastened with two screws 3, 4 and an axis 5, on which the
Программное обеспечение, записанное на дискете или диске, вставляется в соответствующее гнездо 26 или 27 системного блока 23 персонального компьютера 22 и инициируется с помощью клавиатуры 25.The software recorded on a diskette or disk is inserted into the corresponding slot 26 or 27 of the system unit 23 of the personal computer 22 and is initiated using the keyboard 25.
Работают с устройством следующим образом.Work with the device as follows.
Важно определиться, как относительно неточными измерительными средствами делать достаточно точные измерения. Это возможно сделать, выделив грубые измерения, и в каждом грубом измерении делать более точные замеры. Так, если выделить единичное перемещение объекта (рычага), ограничив его перемещение (грубое измерение), и сосчитать эти перемещения объекта, а внутри каждого единичного перемещения с помощью оптической «мыши» сделать как бы точное позиционирование курсора дисплея, то таким образом можно получить достаточно точное измерение относительно неточными измерительными средствами.It is important to determine how to make relatively accurate measurements with relatively inaccurate measuring tools. This can be done by selecting coarse measurements, and in each coarse measurement make more accurate measurements. So, if we single out the unit displacement of an object (lever), restricting its displacement (rough measurement), and count these displacements of the object, and inside each unit displacement with the help of an optical “mouse” make accurate positioning of the display cursor, it’s possible to obtain accurate measurement with relatively inaccurate measuring tools.
Перед началом измерений инженер-исследователь проверяет работоспособность устройства: настраивает датчик перемещения (рычаг 6), область его ограничения и возможность позиционирования курсора дисплея с помощью оптической «мыши». Убедившись также в правильной работоспособности устройства в целом и отдельных его узлов, то есть программного обеспечения, можно начинать опыты - перемещать рычаг 6.Before starting the measurements, the research engineer checks the operability of the device: it adjusts the displacement sensor (lever 6), the area of its limitation and the possibility of positioning the display cursor using the optical "mouse". Having also made sure that the device as a whole and its individual components, that is, the software, are functioning correctly, you can begin experiments by moving the
Перемещая рычаг 6, являющийся объектом измерения, возвратно-поступательно до опорных головок 12, 13, размещенных на ограничительных винтах 8, 9, одновременно перемещают хомутик 14, закрепленный на рычаге 6 с помощью замка 15. С хомутиком 14 соединен поводок 28 и с помощью шарнира 16 он соединен с «ковриком» 17, который синхронно движется под «брюхом» оптической «мыши» 20, закрепленной неподвижно на столике 21, установленном на раме, образованной двумя согнутыми трубами 1, 2. Оптическая «мышь» 20 входит в состав персонального компьютера 22, включающего также системный блок 23, дисплей 24 и клавиатуру 25. По дисплею 24 наблюдают за движением курсора на его экране и определяют количественные характеристики.Moving the
Сосчитав количество единичных перемещений и уточнив результат позиционирования курсора (так как возможна некоторая нестабильность, хотя ограничительные головки выполнены из жесткой резины) в пределах каждого единичного перемещения, получают результат перемещения объекта в целом.Having counted the number of unit movements and clarifying the result of cursor positioning (since some instability is possible, although the restrictive heads are made of hard rubber) within each unit movement, the result of the object’s movement as a whole is obtained.
В заявляемом устройстве наравне со стандартными есть нестандартные узлы, например, использованы стандартные вычислительные средства и их интерфейсы (персональный компьютер). Рассмотрим основные нестандартные узлы, уделив внимание их конструкции.In the claimed device, along with the standard ones, there are non-standard nodes, for example, standard computing tools and their interfaces (personal computer) are used. Consider the main non-standard nodes, paying attention to their design.
Подвижный «коврик» 17 и его связь с рычагом 6. Одна из возможных конструкций показана на фиг.2. Она содержит: «коврик» 17, шарнир 16, хомутик 14 с замком 15, стягивающий поводок 28 на рычаге 6. «Коврик» 17, как показано на фиг.2, выполнен двуслойным. Нижний слой 29 является жесткой, но упругой основой «коврика» 17, а верхний слой служит для нанесения штриховки 31. В принципе «коврик» 17 может быть выполнен однослойным, а штриховка 31 может быть нанесена механическим или электрохимическим методом. Шарнир 16 соединяет «коврик» 17 с поводком 28 и крепится винтами 32, 33 к «коврику» 17, а винтами 34, 35 - к поводку 28. Кроме того, «коврик» 17 по ширине не больше ширины оптической «мыши», а по длине - равен максимальной длине перемещения объекта.The movable "mat" 17 and its connection with the
Работа устройства и составных его частей описана выше.The operation of the device and its component parts is described above.
Особенность устройства состоит в том, что «коврик» 17 выполнен по ширине не больше ширины оптической «мыши» и по длине равен максимальной длине перемещения объекта (рычага 6), а положение курсора на экране дисплея соответствует середине экрана по горизонтали и он перемещается при движении объекта по всему экрану или его части снизу-вверх. В программном же обеспечении должен быть заложен пересчет количества единичных перемещений курсора по экрану, по которому судят о количестве перемещений объекта, и цифры этого перемещения должны быть отражены на экране дисплея. Если требуется определить перемещение точки объекта, отличной от крепления хомутика 14, то это должно быть отражено в программном обеспечении.A feature of the device is that the "mat" 17 is made not wider than the width of the optical "mouse" and equal in length to the maximum length of the object (lever 6), and the cursor position on the display screen corresponds to the middle of the screen horizontally and it moves when moving object across the screen or part of it from the bottom up. In the software, however, the recount of the number of unit movements of the cursor on the screen should be laid down, according to which the number of movements of the object is judged, and the numbers of this movement should be displayed on the display screen. If it is required to determine the displacement of an object point other than the fastening of the
По сравнению с прототипом предлагаемое устройство обладает новым качеством, позволяющим создать технические средства и использовать стандартные вычислительные средства для измерения и регистрации перемещения объекта или его части относительно неточными средствами - оптической «мышью» с достаточной точностью и зарегистрировать все перемещение.Compared with the prototype, the proposed device has a new quality that allows you to create technical means and use standard computing tools to measure and record the movement of an object or part of it with relatively inaccurate means - an optical "mouse" with sufficient accuracy and register all movement.
Список литературыBibliography
1. Патент РФ №2234728 С 2 МПК G66F 17/00, G06F 159:00, 3/03. Способ формирования коррекции двигательной пластики и устройство для его осуществления.1. RF patent No. 2234728 With 2 IPC G66F 17/00, G06F 159: 00, 3/03. A method of forming correction of motor plastics and a device for its implementation.
2. Климов А. Наука и мышь // Компьютерра: Компьютерный еженедельник. - 1999. - №7 (285). - С.34-35.2. Klimov A. Science and mouse // Computra: Computer weekly. - 1999. - No. 7 (285). - S. 34-35.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008107026/09A RU2389060C2 (en) | 2008-02-22 | 2008-02-22 | Device for measuring and recording object displacement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008107026/09A RU2389060C2 (en) | 2008-02-22 | 2008-02-22 | Device for measuring and recording object displacement |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008107026A RU2008107026A (en) | 2009-09-10 |
RU2389060C2 true RU2389060C2 (en) | 2010-05-10 |
Family
ID=41165834
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008107026/09A RU2389060C2 (en) | 2008-02-22 | 2008-02-22 | Device for measuring and recording object displacement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2389060C2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6098458A (en) * | 1995-11-06 | 2000-08-08 | Impulse Technology, Ltd. | Testing and training system for assessing movement and agility skills without a confining field |
JP2002168671A (en) * | 2000-12-04 | 2002-06-14 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Calibration method of flow meter and mass flow controller using mouse |
RU2234728C2 (en) * | 2001-10-01 | 2004-08-20 | Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова | Method and device for forming and correcting motor sense of rhythm |
-
2008
- 2008-02-22 RU RU2008107026/09A patent/RU2389060C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6098458A (en) * | 1995-11-06 | 2000-08-08 | Impulse Technology, Ltd. | Testing and training system for assessing movement and agility skills without a confining field |
JP2002168671A (en) * | 2000-12-04 | 2002-06-14 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Calibration method of flow meter and mass flow controller using mouse |
RU2234728C2 (en) * | 2001-10-01 | 2004-08-20 | Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова | Method and device for forming and correcting motor sense of rhythm |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КЛИМОВ А. Наука и мышь. Журнал Компьютера. - 1999, №7, с.34-35. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008107026A (en) | 2009-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4403859A (en) | Photoelectric incremental measuring apparatus | |
US20210042006A1 (en) | Piezoresistive sensors and applications | |
CN1284162A (en) | infrared thermometer | |
US20080272792A1 (en) | Method and Device for Testing of Non-Componented Circuit Boards | |
US9122355B2 (en) | Indication member, optical position detection device, and display system with input function | |
US8850640B2 (en) | Patient support table, medical apparatus with a patient support table, and method for operating a patient support table | |
US8481915B2 (en) | Optical encoder | |
WO1989002248A1 (en) | Measuring head movements | |
JP3055836B2 (en) | Lens meter | |
US11806086B2 (en) | Endoscopy system | |
US8749524B2 (en) | Apparatus with position detection function | |
KR20080039814A (en) | User navigation device and manufacturing method thereof | |
CN1877248A (en) | Image measuring system, image measuring method | |
US20130010292A1 (en) | Information acquiring device, projection device and object detecting device | |
CN101048103A (en) | Vibrotactile perception meter | |
US8610693B2 (en) | Optical position detection device, optical position detection system, and display system with input function | |
RU2389060C2 (en) | Device for measuring and recording object displacement | |
JP5080015B2 (en) | Measuring device for measuring the refractive characteristics of an optical lens | |
CN102854489B (en) | The display system of optical position detector and input function | |
JP4235430B2 (en) | Control device for position measuring device | |
CN108827465A (en) | Illuminance measuring test system, method and apparatus | |
JP7029359B2 (en) | Endoscope device and its operation method as well as programs for endoscope devices | |
US11517225B2 (en) | Multi-purpose dynamically configurable biometric photonics sensor probe | |
JP2012093238A (en) | Shape measuring device | |
JP2015169561A (en) | Contact type displacement gauge |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110223 |