Датчик для измерения пространственного перемещения объекта

 

.ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОСТ-. РАНСТВЕННОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТА, содержащий корпус, клин, установлен .ный в корпусе с возможностью поступательного перемещения, и тензобалку, один конец которой жестко связан с корпусом, а другой через промежуточный элемент опирается на клин, от ли ч ающий с я тем, что, с целью повьшения точности и расширения функциональных возможностей, он снабжен сферическим шарниром, жестко свядонным с клином и предназначенным для связи с объектом, карданным шарниром , жестко связанным с корпусом, и спиральными тензоэлементами, конща каждого из которых жестко связаны с соответствующими осью и .корпусом подшипника карданного шарнира.

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

0% (11)

a(58 С 01 В 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3582175/25-28 (22) 18.04.83 (46) 30.08.84. Бюл. Р 32 (72) В.Г.Плюгачев, В.Н.Горожанкин, В.И.Авилов и Б.N.Ìaèñååâ (71) Воронежское производственное объединение по выпуску тяжелых механических прессов н Московский автомеханический институт (53) 531. 781. 2 (088. 8) (56) 1. Васильев А.В., Раппопорт Д.Н.

Тензометрирование и его применение в исследованиях тракторов. M., Машгиз, t963 с. 312-313.

2. Власов В.И. и др. Приборы и методы исследования кривошипных прессов. M., НИИМАШ, 1972, с. 47, рис.24 б (прототип). (54)(57),дАтчик для.измерения прост=

РАНСТВЕННОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТА, содержащий корпус, клин, установлен,ный в корпусе с возможностью поступательного перемещения, и тензобалку, один конец которой жестко связан с корпусом, а другой через промежуточный элемент опирается на клин, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, он снабжен сферическим шарниром, жестко свя,занным с клином и предназначенным для связи с объектом, карданным шарниром, жестко связанным с корпусом, и спиральными тенэоэлементами, концы g каждого из которых жестко связаны с соответствующими осью и .корпусом подшипника карданного шарнира.

1 1111

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам измерения пространственных перемещений объекта.

Известен датчик измерения прост- .

5 ранственных перемещений объекта, содержащий корпус, тензобалку, один конец которой жестко связан с корпусом, а второй конец через шток соединен с объектом Ctg.

Недостатками такого конструктивного исполнения датчика пространственных перемещений являются малый диапазон измеряемых перемещений и измерение перемещений только по оси . штока, т.е. по одной координате.

Известен также датчик для измерения пространственного перемещения объекта, содержащий корпус, клин, установленный в корпусе с возможностью поступательного перемещения, и тензобалку, один конец которой жестко связан с корпусом, а второй через промежуточный элемент опирается на клин. Клин соединяется с объектом, перемещения которого измеряют. При поступательном перемещении клина тензобалка деформируется и изменение сопротивления ее тензорезисторов дает информацию о перемещении объекта. Вы30 бором угла клина можно получать заданный диапазон перемещения С23, Недостатком известного конструктивного исполнения датчика является отсутствие возможности одновременного измерения перемещения объекта по

35 трем координатам. Установка же трех датчиков во взаимно перпендикулярных плоскостях не всегда возможна и не дает достоверной информации, так как

40 исследуемый объект может иметь сложную траекторию перемещений и сложную форму поверхности.

Цель изобретения — повышение точности измерений и расширение функцио45 нальных возможностей датчика пространственных перемещений путем одновременного измерения перемещений по трем координатам.

Поставленная цель достигается тем, 50 что датчик для измерения пространственного перемещения объекта, содержащий корпус, клин, установленный в корпусе с возможностью поступательного перемещения и тензобалку, один конец которой жестко связан с корпусом, 55 а другой через промежуточный элемент опирается на клин, снабжен сферическим шарниром, жестко связанным с кли022 ном и предназначенным для связи с объектом, карданным шарниром, жестко связанным с корпусом, и спиральными тензоэлементами, концы каждого из которых жестко связаны с соответствующими осью и корпусом подшипника карданного шарнира.

На фиг.1 изображен датчик для измерения пространственных перемещений, осевой разрез," на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 — вид Б на фиг.1; на фиг.4 — схема перемещения датчика в пространстве.

Датчик содержит корпус 1, клин 2, установленный в корпусе с возможностью поступательного перемещения, и тенэобалку 3, один конец которой жестко связан с корпусом 1, а другой через промежуточный элемент 4 опирается на клин 2, сферический шарнир 5 жестко соединенный с клином 2, карданный шарнир 6, жестко соединенный с корпусом 1, спиральные тензоэлементы 7, концы каждого из которых жестко связаны с соответствующими осью 8 и корпусом подшипника 9 карданного шарнира 6. Сферический шарнир 5 соединен с объектом 10 измерения, а карданчый шарнир 6 — с базовой поверхностью 11. Тензобалка 3 и спиральные тензоэлементы 7 имеют тензодатчики 12.

Датчик работает следующим образом.

Сферический шарнир 5 перемещается вместе с объектом 10 и увлекает за собой клин 2. Перемещение клина 2 от- носительно корпуса 1 через промежуточный элемент 4 вызывает деформацию тен- зобалки 3, которая преобразуется в изменение сопротивления тензодатчика

12. Одновременно происходит поворот карданного шарнира 6. При этом ось 8 поворачивается относительно корпуса подшипника 9 и напрягает спиральный тензоэлемент 7, деформация которого преобразуется в изменение сопротивления датчика 12.

Пример перемещения датчика в пространстве при изменении положения объекта из точки А в точку А„ показан на фиг.4. При этом расстояние между точками закрепления сферического шарнира 5 и карданного шарнира 6 датчика изменяется от R. до „, а угловое положение осей 8 относительно корпу.— сов подшипников 9 — от 6. до ц- и от1". до ф„ . Датчик зафиксирует приращения:

Датчик зафиксирует приращения:

Я- k - R, аф=, -, сЯ =8 -4

Э 11

Таким образом, новое положение объекта вполне определено в полярных координатах. Переход к прямоугольной системе координат осуществляется известными методами по известным уравнениям:

K = R З)и.Э соя P.

11022 4

Я = R. В4О Я ым) (p ) .2-R саь9

Предложенный датчик повьппает точность измерений и обеспечивает изме5 рение пространственных перемещений объектов.

1111022

1111022

Составитель В.Заикин

Редактор N.Äûëûí Техред Т.Дубинчак КорректоР И.Эрдейи

Заказ 6296/32 Тираж 586 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4