Силомоментный датчик

 

Изобрете ие может быть использовано при силомоментном очувствлении роботов различного назначения в металлургии, машиностроении, приборостроении . Целью изобретения является повышение точности датчика. На жестко скрепленном с основанием 1 каркасе 2 размешены накладные вихретоковые преобразователи перемещений, причем преобразователь 4 установлен вдоль оси симметрии датчика, а преобразователи 5 и 6 закреплены перпендикулярно друг другу. На фланце 3 установлен токопроводящий элемент -9, внутренняя поверхность которого имеет форму вогнутой сферы, центр которой лежит в точке пересечения мембраны 8 с осью симметрии датчика, что обеспечивает постоянство зазора между элементом 9 и преобразователем 4. При воздействии вектора силы мембрана, деформируясь, изменяет этот зазор и выходной сигнал соответствуюш;его преобразователя. По значению модуля этого сигнала судят о величине действующей на датчик силы , а по полярности знака сигнала судят о направлении. 4 ил. (Л с: А-А ю vi ьо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„I 210072

А (51) 4 G 01 L 1/20 5 t6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ф

> гЩ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3761413/24-10 (22) 26.06.84 (46) 07.02.86. Бюл. № 5 (71) Научно-исследовательский ин— ститут интроскопии (72) В.Г.Запускалов, А.К.Легкобыт, В.К.Рябцев и А.А.Жданов (53) 531.781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 449252, кл. G 01 L i/22, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 1083079, кл. G 01 L 1/14, 1984. (54) СИЛОМОПНТНЫЙ ДАТЧИК (57) Изобретение может быть использовано при силомоментном очувствлении роботов различного назначения в металлургии, машиностроении, приборостроении. Целью изобретения является повышение точности датчика, На жестко скрепленном с основанием 1 каркасе 2 размещены накладные вихретоковые преобразователи перемещений, причем преобразователь 4 установлен вдоль оси симметрии датчика, а преобразователи 5 и 6 закреплены перпендикулярно друг другу, На фланце 3 установлен токопроводящий элемент 9, внутренняя поверхность которого имеет форму вогнутой сферы, центр которой лежит в точке пересечения мембраны 8 с осью симметрии датчика, что обеспечивает постоянство зазора между элементом 9 и преобразователем 4. При воздействии вектора силы мембрана, деформируясь, изменяет этот зазор и выходной сигнал соответствующего преобразователя. По значению модуля этого сигнала судят о величине действующей на датчик силы, а по полярности знака сигнала судят о направлении. 4 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, предназначено для измерения усилий, действук»щих как раздельно, так и совместно, и может быть использовано при силомсментном очувствлении робато(з различ-ного назначения в металлургии, машиностроении, приборостроении и др.

На фиг. 1 приведена конструкция датчика; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 — оси х, y„ z.

Датчик содержит основание 1, жестко скрепленное в центре с каркасом 2, фланец 3, накладные вихретакавые преобразователи 4-6 перемещений, корпус 7 в виде металлической втулки, скрепленной торцовой поверхностью с фланцем 3, а са стороны другого торца — с каркасом 2 посредством упругой мембраны 8, и токоправадящий элемент 9, установленный по центру фланца 3. Преобразователи 4 и 5 размещены на торце каркаса 2, обращенном к фланцу 3, в ортаганальных относительно друг друга направлениях, например, совпадающих с направлениями осей х, у и к декартовой системы координат. Преобразователь 4 установлен вдоль оси симметрии датчика (центральное направление) и взаимодействует с внутренней поверхностью элемента 9, а преобразователи 5 и 6 установлены вдоль осей х и у (диаметральные направления) и взаимодействуют с внутренней поверхностью корпуса 7. Токопроводящий элемент 9 размещен на фланце 3 по его оси, при этом внутренняя поверхность элемента 9, обращенная к преобразователю 4, чувствительному в центральном направлении, имеет форму вогнутой сферы, центр которой лежит в точке пересечения мембраны 8 с осью симметрии датчика. Преобразователи 4 — 6 предназначены для измерения зазоров L 5„ и бу да внутренних поверхностей элемента 9 и корпуса 7 соответственно. Сферическая поверхность элемента 9 с центром в точке пересечения мембраны 8 и оси датчика обеспечивает постоянство зазора Ь между элементом 9 и преобразователем а следовательно, инвариантнасть выходного сигнала преобразователя при воздействии на датчик (»ектара!» сил F F, . Для обеспечения ин!»a-pHGHTHocòè Выходных си! на(10(» (и(»(1 о" янство зазоров »х и а(между поверх-

1 0072

2 пас(и((» корпусы 7 и преабразавателя— ми 5 и 6) преобразователей 5 и б при воздействии па датчик векторов ! c(o (ветств(»((на внутренн((я пав»ерхнасть корпуса 7 в зонах магнитного контакта с преобразователями 5 и 6 выполнена плоской и нормально последним. Перемещение элемента 9 и корпуса 7 относительно

1п преобразователей 4 — 6 ат воздействия нагрузок обеспечивается упругой мембраной 8. Конструкция мембраны 8 может быть как плоской, так и гофрированной.

Перед эксплуатацией датчика вихретоковые преобразователи 4 — 6 запитьпзают током переменной частоты, жестко закрепляют датчик основанием 1 к месту базирования, а на фланец 3 воздействуют главным вектором силы Г, проекциями которого па осям z, х и у яьляются три компонента Г,F

1. g .

Г1ри воздействии вектора силы F, 2 (направленного по оси к симметрии датФ чика, мембрана 8 деформируется симметрично относительно своего нейтрального положения либо в одну сторону, либо в другую в зависимости от направления действия вектора силы Г,, ЗО вследствие чего элемент 9 либо удаляется, либо приближается нормально к преобразователю 4, вызывая изменение зазора 5, а вместе с тем выходного сигнала преобразователя 4. По значению модуля этого сигнала судят а величине силы 1, а па полярности знака сигнала судят о направлении.

При воздействии вектора силы F направленного па оси х дытчика, 40 мембрана 8 деформируется относительна плоскости, проходящей через оси z и у, асимметрично, вызывая изменение за.зара 5 между преобразователем 5 и внутренней поверхностью карлуса 7

45 в зоне его магнитного контакта с преобразователем 5, с.(едавательно, изменение выходного сигнала преобразователя 5. Па значению модуля этого сигнала судят о величине ектара

50 силы F„,а по полярности знака сигнала судят о направлении. При воздействии вектора. силы Г(ег« параметры определяются аналогичнп вектору cuJIb(FX, 55

Формула изобретения

Силамоментный датч((к, содержащий соосна располаженные а(.па! ыппе с кар3 1210072 4 касом в центре, фланец, накладной дящий корпус, токопроводящий элемент вихретокавый преобразователь переме- выполнен в вице вогнутой сферы, щения с токопроводящим элементом, центр которой лежит в точке пересеческрепленный торцовой поверхностью ния оси датчика с упругой мембраной, с фланцем, а со стороны другого тор- на внутренней поверхности корпуса ца — с каркасом посредством упругой выполнены две лыски, плоскости котомембраны, отличающийся рых взаимно перпендикулярны, а вветем, что, с целью повышения точнос- денные накладные вихретоковые преобти, в него введены два накладных вих- разователи установлены на каркасе ретоковых преобразователя перемеще- 1п перпендикулярно друг другу и перпенния и полый цилиндрический токопрово- дикулярно плоскостям лысок. !

Фиг. 1.

ЧЪг.,7

Диг. 4

Составитель В.Годзиковский

Редактор О.Юрковецкая Техред а.Войко Корректор В.Бутяга

Заказ 512/52 Тираж 778 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