Устройство для выставки преимущественно акселерометров

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСТАВКИ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО АКСЕЛЕРОМЕТРОВ, СОдержащее подвижное основание, регулировочный механизм с двумя клиновидными кольцами и корпус, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия выставки акселерометра относительно пространственных осей и направления движения, в него введены крепежные кулачки, съемный регулировочный элемент и регулировочный элемент угловой коррекции, подвижное основание выполнено в виде цилиндросферической втулки с фиксатором , цилиндрическая часть которой сопряжена с верхним клиновидным кольцом, состыкованным посредством скошенного торца с ответным скошенным торцом нижнего клиновидного кольца, посаженного на цилиндрический выступ корпуса, внутри которого размещен регулировочный.элемент угловой коррекции, выполненный в виде эксцентриковой цапфы со сферической головкой и стопором, при этом сферическая головка размещена в продольном пазу цилиндросферической втулки, сферическая часть которой кинематически связана с цилиндрическим отверстием корпуса, имеющего торцовый зубчатый венец, на котором установлены крепежные кулачки. (Л С 2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что съемный регулировочный элемент выполнен в виде . самостопорящейся косозубоа червячной передачи, содержащей обой« I му с помещенными в нее червяком с ручкой и шестеренкой, закреплеи ной на полуоси, кинематически связанный с корпусом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

М59 6 01 P 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ П!НИЙ И OTHF ЫТИЙ (21) 3432989/18-10 (22) 04.05.82 (46 ) 30 .12.83. Вюл. Р 48 (72) E È.Íîâèêîâ и В.К.Стручков (53) 531.768(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 871117, кл. С 02 В 7/00, 1981. 2. Авторское свидетельство СССР

9 666502, кл. Q 02 В 7/18, 1979 (прототип) ° (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСТАВКИ

ПРЕИМУЩЕСТВЕННО АКСЕЛЕРОМЕТРОВ, содержащее подвижное основание, регулировочный :механизм с двумя клиновидными кольцами и корпус, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что„ с целью повышения точности и быстродействия выставки акселерометра относительно пространственных осей и направления движения, в него введены крепежные кулачки, съемный регулировочный элемент и регулировочный элемент угловой коррекции, подвижное основание выполнено в виде цилиндросферической втулки с фикса„.Я0„„A тором, цилиндрическая часть которой сопряжена с верхним клиновидным кольцом, состыкованным посредством скошенного торца с ответным скошенным торцом .нижнего клиновидного кольца, посаженного на цилиндрический выступ корпуса, внутри которого размещен регулировочный элемент угловой коррекции, выполненный в виде эксцентриковой цапфы со сферической головкой и стопором, при этом сферическая головка размещена в продольном пазу цилиндросферической втулки, сферическая часть которой кинематически связана с цилиндри ческим отверстием корпуса, имеющего торцовый зубчатый венец, на котором установлены крепежные кулачки °

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что съемный регулировочный элемент выполнен в виде .самостопорящейся косозубочервячной передачи, содержащей обой. му с помещенными в нее червяком с ручкой и шестеренкой, закрепленной на полуоси, кинематически связанный с корпусом.

1064 206

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для прецизионной выставки измерителей параметров движения (акселерометров) относительно пространственных осей и направления движения объекта.

Иэвестен юстировочный прибор, содержащий корпус и реГулировочный механизм, снабженный полой осью>, и последовательно расположенными на ней двумя парами клиновых пластин с приводами (I) .

К недостаткам данного прибора относятся сравнительно невысокая точность, нестабильность, особенно при воздействии внешних меша(ащих факторов (температурь(, тряски, вибрации и ударов), а также значительное время юстировки (ныставка прибора), обусловленные сложностью КоН струкции, большим количеством кинематических связей, взаимозависимостью составных элементон и отсутствием возможности юстировки прибора относительно плоскости (или направления) предполагаемого движения объекта.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для юстировки оптических элементов, содержащее подни;кпое основание, регулировочный механизм с двумя клиновиднь(ми кольцами и корпус (2) .

К недостаткам известного устройства относятся сравнительно невысокая точность ориентации прибора относительно пространственных осей, нестабильность выставленного положения, особенно при ноздействил

/ внешних факторов (г(ерепаде т мпературы, тряски, нибрац .Н и ударов), значительное время юстировки и отсутствие возможностH установки прибора в централь:-;ой час-и устройства (например, линзы, объектива, светопровода и т.д.), обусловленные взаимозависимостью регулировочных элементов, отсутствие;. надежной фиксации положения госле юстиронки, отсутствием регулировки положения верхнего клиновидного кольца и консольным креплен;ем г;рибора. (ущественнь>»(недостат .ом является отсутствие Boçìoæ((ocòè выставки прибора относительно напраг ления предполагаемого движения объекта.

Цель изобретения — п-овь((;ение точности и быстродействия выстав-ки акселеметров относительно прсстранственных осей и направления дни>кения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство длF в::;ставки ак с елеме |ров, содержащее подвижное основание, регулировочный меха

НИЗМ С ЦНУМЯ ИЛИ НОВИДНЫМИ КОЛЬЦЭМИ и кор((ус,. введены крепежные кулачк:(, cúe;,;Ii:.Ié регулировочный элемент и регулировочный элемент угловой коррес(i,èè, подвижное основание выIIoJ.Heíî н ниде цилиндросферической втулки с фиксатором, цилиндрическая часть которой сопряжена с верхним

IO клинонидным кольцом, состыкованным (осредстном скошенного торца с ответным скошенным торцом нижнего клиновидного кольца, посаженного на цилиндрический выступ корпуса, внутри которого размещен регулировочный элемент угловой коррекции, выполненный в ниде эксцентриковой цапфы со сферической головкой и стопором, при этом сферическая го7О ловка размешана в продольном пазу ."..,HJ и((дросферической втулки, сферическая часть которой кинематически c«((э((на с цилиндрическим отверстием корпуса, имеащегo торцовый зубчат.-.:и венец, на котором установлены крег(е>кные кулачки, ъемный регулироночный элемент выполнен в виде самостопорящейся косозубо-червячной передачи, содержащей обойму с помещенными в г( ней (ервя:сом с ручкой и шестеренкой, закрсг(ленной на полуоси, ки—

I!c мг(1((че с (и сн я 3 а н (Qv. с КОрпусОм .

Н i фиг. " схематично изобра>ке:о Ii(>c)iлагаемое устройство; на фи>, 2 — вид Г на фиг. 1; на фиг.3 вид ;а фиг. 1; н» фиг. 4 вид Б::а фиг. 1.

0c:ова! ие 1 имеет соосно выпол— цилинд:>и - еский T>bicTQII 2, цилиндрическое отверстие 3 и торо)3(.I, зуб а>ый венеп 4 с клинонид((ь .;ли зубь-ями 5. На ((илиндричес;(H; 3ы . i i, 2:(аса>((EI о нижнее пОцкла (((ое ко. )bile 6, состыкона((ное с . ° (>T . i:.!м 3() >д:: >(адн((м к Оль цОм I ci(o

ii!ei:(,i ; iH "о; па:.(и 8. Для г(ередачи вра:.(а eл:,((ого дв>(эсен>!)я кажцое поди,(а,.(((c:: кольцо 6 (7) снабжено зубчатым;ie(H!ом 9. 8 теле основания 1

g0 р =3l,;с:=(с>н (3ei ó.;Hpoío÷íûé элемент 10, вьп;ол((енн(;,й в ниде эксцентриковой ца(-.:::! "1 со сферической головкой 12.

Н осе(3ом: радиальном направлениях

„>е: v. (>г;с>ч(и- и элемент 10 4>HI(cH66 и;т:.я oтносигсльно основания 1 стопа(>с», 3 fc ц: лью г(ов(тшения чувстВ ) f . >l r. liO: "",.) И i-. r(O> >в НО..-ТИ На)СТРОЙК И о (;:.,;-;;;- бы гь выг(олнен, например, н;:., (е: —:мотормозящеися червячной .,! Р! . (I (! (.

Нс; х(: с подкладное кольцо 7 co(((»)we Ho с ((од(>ижвым основанием 14, ; спо ill(! Iiil .и в ниде цилиндросферич! О((о::::,тулки с цилиндрической

3 !i c Ье(>ис(еci(QA частью 1 6

1064206

65 вставленной в цилиндрическое отверстие 3 основания 1. Сферическая головка 12 регулировочного элемента 10 сочленена с продольным пазом 17, расположенным в сферической части 16 подвижного основания 14. На верхней части подвижного основания 14 установлен фикcaтор 18 для фиксации акселерометра 19. Акселерометр 19 установлен в подвижном основании 14 и вместе с ними с подкладными кольцами б и 7 закреплен крепежными кулачками 20 на основании 1. Крепежный кулачок 20 одним концом через пятку 21 (выполненную, например, путем нанесения менее твердого металла, чем корпус акселерометра 19) прижимает фла нец акселерометра 19, а другим концом, имеющим зубчатый торец 22, установлен на торцовом зубчатом венце 4 основания 1, образуя при этом зацепление клиновидными зубьями 5.

Крепежный кулачок 20 закреплен на основании 11 крепежными элементами: крепежным винтом 23, пружин-. ной шайбой 24 и шайбой 28.

B качестве привода подкладных колец 6 и 7, снабженных зубчатым венцом 9, использован съемный регулировочный элемент 26, выполненный в виде самостопорящейся косозубо-червячной передачи, (самотормозящейся комбинированной червячной передачи), включающей обойму 27, помещенные в нее червяк 28 с ручкой 29 и шестеренкой 30 (зубья шестеренки, например, могут иметь косые зубья с углом наклона,равным углу подъема винтовой линии червяка), закрепленной на оси 31.

Шестеренка 30 образует кинематическую связь с червяком 28 .. с зубчатым венцом 9 верхнего (или нижнего) подкладного кольца 7 (или 6).

Для привода верхнего подкладного кольца 7 ось .31 съемного регулировочного элемента 26 устанавливают в отверстие, выполненное во фланце подвижного основания 14, а шестеренку 30 вводят в зацепление с. зубчатым венцом (косозубым} верхнего подкладного кольца 7.

Для привода нижнего подкладного кольца б ось 31 съемного регули-, ровочного элемента 26 устанавливают в отверстие, выполненное в теле основания 1, а шестеренку 30 вводят в зацепление с зубчатым венцом (косозубым) 9 нижнего подкладного кольца б.

Выход акселерометра 19 соединен через преобразователь 32 с процессором 33. Акселерометр 19, преобразователь 32, процессор 33 и блок 34 индикации подключены к блоку 35 питания.

Принцип действия предлагаемого устройства основан на втором законе Ньютона (ускорение материальной точки прямо пропорционально действу.. ющей на нее силе, обратно пропорционально массе точки и совпадает по направлению с силой), на преобразовании вращения двух подкладных колец б и 7 (клиновых пластин), соч. ленных скошенными торцами 8, друг относительно друга в плавное изменение угла между плоскостями, прилегающими к их внешним торцам, или в угловое отклонение вертикальной оси WW чувствительного элемента 19, на преобразовании поворота регулировочного элемента 10, выполненного в виде эксцентриковой цапфы 11 со сферической головкой 12, в угловое отклонение оси чувствительности 00 относительно направле1 ния движения DD объекта..йкселерометр 19 устанавливают в подвижном основании 14 и произ-. водят ориентирование (выставку):

его положения относительно местной вертикали Е Г (по которой действует вектор гравлтационного поля

Эемли1 и направления основного движения 23 объекта.

Сначала производят предварительную выставку обесточенного устройства., для которой направление оси чувствительности 00, отмеченное риской R, нанесенной на акселерометр 19, совмещают с риской R нанесенной на подвижное основание

14, обозначающей, направление основного движения 2 2 объекта, и фиксируют это положение фиксатором 18.

После предварительной производят окончательную выставку при включенном устройстве с использованием блока 34 индикации, т.е. при полностью функционирующем устройстве, поскольку она учитывает как механические неточности сопрягающихся частей, так и электрические отклонения исходных параметров.

Для обеспечения стабильности регулировки крепежные кулачки 20 зубчатыми торцами 22 устанавливают на ответный торцовый зубчатый венец 9 основания 1 и пятками 21на фланец корпуса акселерометра 19.

Крепежные винты 23 затягивают таким образом, чтобы были выбраны зазоры в зубчатом зацеплении клиновидных .зубьев 5 основания 1 и крепежных кулачков 20, а также в сопрягающихся элементах механизма выставки, при этом пружинная шайба 24 должна быть сжата примерно на одну треть своего пружинного хода.

Применение клиновидных зубьев 5 в зубчатом соединении крепежных

1064206

55 кулачков 20 с основанием 1 обеспечивает отсутствие ухода от выставочного положения акселерометра 19, контролируемого по выходному электрическому сигналу блока 34 индикации, при окончательной затяжке крепежных винтов 23.

Выставку вертикального положения устройства посредством враще.-. ° ния ручки 29 по часовой стрелке (вращающей нижнее подкладное кольцо 6) производят до получения (после обработки электрического сигнала процессором 33) минимального значения выходного c òíàëà, отсчитываемого по блоку 34 индикации.

После получения минимального значения выходного сигнала от вращения нижнего подкладного кольца 6 съемный регулировочный элемент 26 переставляют для привода верхнего подкладного кольца 7, которое с помощью ручки 29 поворачивают против часовой стрелки до получения минимального выходного сигнала (меньшего или равного ранее полученного), отсчитываемого по блоку индикации 34.

После окончательной выставки устройства относительно местной вертикали 22, производят проверку достоверности положения устройства относительно направления основного движения ОР объекта, для чего производят наклон устройства с акселерометром 19 на фиксированный угол в направлении основного движения объекта. Этот поворот, выполняемый, например, на 90, обеспечивает совмещение (предварительное) оси чувствительности 00 с направле/ нием вектора гравитационного поля

Земли, известного для конкретной местности с высокой точностью.

Вращая эксцентриковую цапфу 11 по часовой стрелке {или против) добиваются получения максимального значения выходного сигнала, отсчитываемого по блоку 34 индикации.

При повороте акселерометра 19 точно на угол 90 относительно место пой вертикали 4 4 величина выход: ого сигнала устройства, отсчитываемого по блоку 34 индикации, равна соответствующей величине ускорения гравитационного поля Земли для данной местности и максималь5

40 ному значению ускорения в данном положении.

После указанной окончательной выставки устройства регулировочный элемент 10 стопорят с помощью стопора 13 и при помощи окончательной затяжки крепежных винтов 23 до полной выборки пружинного хода пружинных шайб 24, при этом по блоку 34 индикации следят за стабильностью исходных параметров. На этом операции выставки устройства заканчивают, устройство с акселерометром 19. переводят в рабочее, в данном случае в вертикальное, положение, и оно готово для измерения параметров движения объекта, на котором оно установлено. После перевода в исходное положение проверяют соответствие исходных начальных параметров заданным и установленным по электрическим показаниям блока

34 индикации.

При движении объекта в заданном основном направлении акселерометр

19 воспринимает действующее вдоль его оси чувствительности 00 ускорение, преобразует его в соответствующую величину электрического сигнала, подаваемого на преобразователь 32, связанный с процессором 33.

Процессор 33 производит интегрирование преобразованных электрических сигналов и выдает на блок 34 индикации сигналы, соответствующие ускорению, скорости, пути объекта (параметры вибрации объекта) .

Предлагаемое устройство по сравнению с известными обладает большей точностью измерения параметров движения объекта, обусловленной выставкой начального положения по механическим и электрическим сигналам, благодаря выполнению посадочной муфты в виде цилиндросферической втулки с прецизионными регулировочными элементами и крепежными кулачками, снабженными зубчатыми торцами с клиновидными зубьями, позволяющими обеспечить точную выставку чувствительного элемента относительно местной вертикали и направления движеиия объекта, Кроме того, оно более удобно в эксплуатации в результате введения с;ьемного регулировочного элемента. выполненного в виде самоспорящейся косозубо-червячной передачи.

1064206

1В

1064206 дидЕ

+re

Риа, Ф

Составитель Н.Мараховская

Редактор A .Ëåæíèíà Техред у,.Тепер Корректор Г.Решетник

Заказ 10515/46 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4