Устройство для измерения угла наклона

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для установки поверхностей относительно плоскости горизонта, а также для презиционного измерения малых углов отклонений контролируе (ш 4 00 rsD О СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (5» 4 с 01 С 9/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

66 6Ф 5УЮ 5565 5Ó Я 6 И

1г

Фиг.f

I I

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 41 27856/24-10 (22) 01. 10. 86 (46) 30. 12. 88. Вюл. ((48

{72) С.С.Семенов

{53) 528.541 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 251840, кл. С 01 С 9/12, 21.01 68.

Авторское свидетельство СССР

Ф 355338, кл. С 01 С 9/12, 04.07.69 . (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА

НАКЛОНА (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для установки поверхностей относительно глоскости горизонта, а также для презиционного измерения малых углов отклонений контролируе1

7,17 ff

1448203 мых поверхностей относительно плоскости горизонта, и позволяет повысить точность измерения отклонений контролируемой поверхности от горизонта. Зто достигается введением в устройство, содержащее базовое основание 1 и поворотное основание 19 с маятниковым элементом 21, средств, обеспечивающих автоматическое реверсивное вращение поворотного основаИзобретение относится к измерительной .технике, в частности к устройствам для установки контролируемых поверхностей в плоскость горизонта, а также для измерения их малых наклонов.

Цель изобретения — повышение точно TH за счет уменьшения, влияния ошибок„ обусловленных разъюстировкой ма тникового э-чемента е

Ца фиг.1 представлена схема устройства; .на фиг.2 - сечение А-А на фнг.1„ ia фиг.Ç вЂ” сечение Б-Б на фиг.1," на фнг.4 — сечение В-В на фпг.1; на фиг.5 — вид Г на фиг.1 (со снятой крышкой); па фиг.б — схема электрических соединений и измерительная схема„ на фиг.7 — характеристика движения поворотного основания ° 20. . Базовое основание 1 имеет снизу квадратную опорную площадку 2 и полость 3. Верхняя часть базового о=нования выполнена в виде цилиндрической колонны 4 с централыым 25 сквозным отверстием 5. В верхней части цилиндрической колонны 4 установлены четырехгранньй сухарь 6 с коническим подпят иком 7, обойма 8 механизма 9 юстнровки положения сухаря 6 и крышка 10,.

KpblUGcB 10 геет шлифованую плоскость 11, с котооой состоит в механическом контакте опорная плоскость сухаря 6. Последний закреплен на крышк:.. 10 винтами 12. Крышка 10 и обойма 8 закреплены на колонне 4 винтами. В нижней части отверстия

5 располож<:и опорный элемент 13, соеднненньй с базовым основанием 1 дву-40 ния 19 вокруг вертикальной оси с остановками в двух отличающихся на

180 положениях. Зтими средствами являются сферические опоры 17 и 18, на которых установлено поворотное основание 19 в базовом основании 1, и привод поворотного основания, состоящий из часового механизма, реверсивного механизма и муфты 62,63 с крестовиной 61. 7 ил. мя параллельными консольными брусьями 14 с упругой перемычкой t5. Опорный элемент 13 имеет конический подпятник 16, расположенный на оси симметрии отверстия " обращенный вершиной конуса вниз.

На цвух сферических цапфах 17 и

18 в подпятйиках 7 и 16 соответственно установлено поворотное основание 19. В отверстии 20 поворотного основания 19 размещен держатель 21 заключенного в нем маятникового элемента. Держатель 21 имеет форму стержня с большим удлинением, с двумя опорными поясками 22, выполненными на противоположных его концах.

Каждый из опорных поясков подпружинен с одной из двух взаимно перпендикулярных направляющих 23 (,фиг.2 и

3), установленных в поворотном основании 19, и к сферическим гайкам

24 и 25 дифференциальных винтов 26 регулировочных механизмов, расположенным в цилиндрических каналах 27

{фиг.2), перпендикулярных направляющим 23а

Отв" рстие 20 сверху и снизу заv, рапо крышками 28 и 29 с закрепленными в них с помощью клея сферическими цапфами 17 и 18 соответственно.

Сферические цапфы выполнены в виде шариков, изготовленнь1х с высокой точностью в части некруглости. Злектрические выводы 30 дежателя 21 электрически соединены с соответствующими проводниками 31 крышки 29. Провода,соединяющие выводы 30 с проводниками 31, уложены в канавке 32 (фиг.З) поворотного основания 19.

48203

3

14

Проводники 31 уложены в отверстии крьш ки 29 и залиты смолой. Радиальные концы проводников 31 выведены в боковой паз 33 крышки 29 и электрически соединены с ленточным кабелем 34.

Ленточный кабель 34 уложен в виде плоской спирали и электрически соединен с другой стороны с контактами разъема 35, закрепленного на базовом основании 1. В стенках цилиндрической колонны 4 имеются четыре отверстия 36, предназначенные для подхода к дифференциальным винтам 26 и к сферическим гайкам 24 и 25 с помощью инструмента при регулировке, Механизм 9 юстировки положения четырехгранного сухаря 6 содержит две призмы 37 (фиг.4), закрепленные на двух соседньп гранях сухаря 6, обойму 8 и установленные в двух взаимно перпендикулярных отверстиях 38 обоймы 8 дифференциальные винты 39 и 40 со сферическими гайками 41.

Призмы 37 сухаря 6 прижаты к сферическим гайкам 41 с помощью пружин

42 и 43.

В полост.:. 3 базового основания

1 разы щен часовой механизм 44 с кривошипом 45 реверс.явного кривошипно-шатунно"o механизма ла выходе, Корпус 46 часового механизма 44 (фиг.5) закреплен винтами на приливах 47 ба: ового основания 1. Снаружи !а корпусе 46 имеются четырехгранник 48, предназначенный для завода пружины часового механизма с помошью ключа, и ручка 49 останова хода часового механизма.

С целью обеспечения точного поворота поворотного основания 19 на

180 палец 50 кривошипа 45 установлен с возможностью регулировочных перемещений в пазу 51 кривошипа. На базовом основании 1 закреплен кронштейн 52 с подшипниками, в которых установлен ведущий валик 53 (фиг.1) соосно с осью вращения поворотного основания. Палец 50 кривошипа 45 соединен с пальцем 54 зубчатого сектора 55 с помощью шатуна 56 с пазом

57, а зубчатый cF

61. Ведущая часть 62 муфты закреплена на ведущем валике 53, а ведомая

5 часть 63 - на цапфе крышки 29. Ведомая часть 63 муфты имеет вырез, обеспечивающий размещение опорного элемента 13. На зубчатом секторе 55 закреплена щетка 64, которая входит

1ð в электрический контакт в положениях о поворотного основания 0 и 180 с ламелями 65, закрепленными на кронштейне 52. Щетка 64 и обе ламели 65 изолированы соответственно от сек15 тора 55 и кронштейна 52 и электрически соединены с контактами разъема

35. Снизу алость 3 базового основания 1 закрыта крымской 66.

На фиг.б представлена схема соединений маятникового элемента 67, щетки 64 и ламелей 65 уровня и устройств блока электроники: коммутационных устройств 68 и 69, усилителей 70 и 71, вольтметров 72 и 73 и блока 74 питания. Маятниковый элемент 67 соединен по одному каналу, несущему информацию по координате

Х, с коммутационным устройством 68, а по другому каналу (по координате У) — с коммутационным устройством

69. Коммутационные устройства 68 и

69 соединены с усилителями 70 и 71 соответственно. На усилитель 70 поступают сигналы об отклонении маятникового элемента по координате Х (фиг.2}, на усилитель 71 — об отклонении маятникового элемента по координате У. Усилитель 70 соединен с вольтметром 72, усилитель 71 — с

4р вольтметром 73. Блок 74 питания блока электроники соЕдинен с источником питания, с усилителями 70 и 71, маятниковым элементом 67, с коммутапионными устройствами 68 и 69, со щеткой 64 и ламелями 65.

Устройство работает следующим образом.

Перед использованием уровня производят согласование положения маятникового элемента с осью вращения поворотного основания 19 и согласование оси вращения поворотного основания 19 с опорной площадкой 2 базового основания 1.

Для этого уровень с заведеннымчасовым механизмом (часовой механизм заводят с помощью ключа, спетого на четырехгранник 48) устанавливают на отгоризонтированную поверочную пли5 14482 ту, покоящуюся на фундаменте (не показаны). Затем соединяют устройства в соответствии со схемой (фиг.6) и включают питание.

С помощью ручки 49 включают ход часового механизма. При этом кривошип 45 приходит в движение и поворачивает поворотное основание 19 через кинематическую связь шатун 56 — 10 зубчатый сектор 55 — шестерня 58.муфта 60 то в одну, то в другую сторону. В каждом из крайних положений (О и 180о ) поворотное основание 19 остается неподвижным благодаря наличи:о паза 57 в шатуне 56, а детка 64 замыкается на ламель 65, и комму ационные устройства .:8 и 69::одключают электрические цели маятниково. о эл ..мента по каналам Х и У . усиг: талям 70 и 71. В положении поворотного

О основания 0 включают ход часового механизма 44.

Регулировочными опорами поверочной плить добиваются, чтобы показания обоих вольтметров 72 и 73 стали равными нулю. Затем включают ход часового механизма 44 и приводят поворото иое основание 19 в положение (80

При . :том щетка 64 замыкается на соответствующую ламель 65, а ко.,;.",та=.

1цюнные устройсtBB 68 и 69 подключают злек "рнческие депп маятникового элемента 67 по каналам Х и У к соответствующим усилителям 70 и 71, откуда усиленные сигнагы поступают ча вольтметры 72 и 73 .

Считывают показания отклонений .маятникового элема ..та 67 по координатам Х и У с вольтметров 72 и 73 соотве;còâå:-!ío. Вращая с помощь " отвертки поочередно через отверстия

36 сферические гайки 24 и 25 ч дифференциальные винты 26 регулировочных механизмов„ добиваются, чтоб.:!

45 показания соответствующих вольтметров стали равнь половине только что . тсчитанных значений.

При вращении дифференциального ви;.та 26 сферические гайки 24 и 25 сближа отся или удаляются друг от другау а прижатый пружиной опорный поясок 22 держателя 21 маятникового элемента перемещается в перпендикулярном к оси винта направлении, скользя по соответствующей направляющей 23 и соответственно изменяетс.. угловое положение маятникового элемента, что отмечается

03 6 по показаниям вольтметров 72 и 73

После этого вращением регулируемых опор поверочной плиты приводят уровень н положение, при котором показания обоих вольтметров станут равными нулю. Затем нключают ход часового механизма и приводят поворотное основайие 19 в положение 0

Считывают показания вольтметров 72 и 73.

Если показания вольтметров в по,ножении поворотного основания 0 о остаются теми же какие были в полоо

У женин 180, то вращением дифференциальных винтов 26 приводят маятниковый элемент в положение, при котором показания вольтметров становятся равными нулю, или не превышают допустимой величины.

Убеждаются, что показaния вольтметрон не превышают допуска в обоих положениях поворотного основания (О и 180 ) и на этом заканчивают согласование маятникового элемента с осью вращения. Если показания хотя бы одного н льтметра превыша|от допустимое з..ачение, то регулировку повторяют.

Операцию согласования оси нращенчя п,воротного основания с опоркой площадкой производят непосредственно

;о! ле ooãëañoçaêèÿ положения маятникот:ого элемента с ось|о вращения .свор этного основания на том же рабочеьi месте, На †.онероч" ой плите закрепляют лака..;:;кую лик=.йку с помощью например струбцинь1-. Уровень устанавливают ня понарочной плит так, чтобы одна из боковых грачей квадратной опорной площадки 2 прнкас".ëañü к рабочей поверхности линейки. Зтс положение условно называют исходньм.

Освобождают затяжку винтов 12.

С помощью дифференциальных винтов

39 и 40 мехйнизма 9 юстировки приводят пов.,ротное основание 19 с маятниковым элементом н положение, при котором показания обоих нольтметров

72 и 73 становятся равными нулю.

При вращении дифференциального винта 39 (40) сферические гайки 41 сближаются или удаляются друг от друга и прижатая пружиной 42 (43) призма 37 перемещает сухарь 6 в перпендикулярном к оси дифференциального винта 39 (40) направлении. Сухарь 6 при этом скользит своей опор48203 8 повернутом положении преобразователя уровня.

При использовании по прямому наэ5 начению преобразователь уровня работает следукщим образом.

50 основания.

7 14 ной плоскостью по.плоскости 11 крышки 10. Вместе с сухарем б поступательно перемещаются сферические гайки другого дифференциального винта

40 (39) в отверстии 38, оставаясь неподвижными относительно дифференциального винта.

Поворачивают уровень в горизонтальной плоскости на 180 и прижимают его боковой гранью опорной площадки 2 к рабочей поверхности линейки (условно повернутое положение).

Считывают показания вольтметров 72 и 73 и, если они не равны нулю, то, вращая поочередно дифференциальные винты 39 и 40 механизма 9, добиваются,чтобы показания вольтметров стали равны половине только что отсчитанных значений.

Регулируемыми опорами поверочной плиты добиваются, чтобы показания вольтметров в исходном и повернутом положениях преобразователя уровня были по соответствующим каналам (Х и У) одинаковы.

С помощью дифференциальных винтов 39 и 40 механизма 9 приводят поворотное о нование 19 в положение, при котором показания обоих вольтметров 72 и 73 становятся равными нулю.

Убеждаются, что показания вольтметров не превышают допуска в обоих положениях преобразователя уровня— в исходном и в повернутом. На этом заканчивают согласование оси вращения поворотного основания с опорной площадкой и завинчивают винты

12 до отказа. Если показания хотя бы одного вольтметра превышают. ! допустимое значение, то регулировку .повторяют.

После согласования оси вращения поворотного основания с опорной площадкой, еще раз проверяют, не изменилась ли точность согласования маятникового элемента с осью вращения поворотного основания. Окончательно отрегулированным считается преобразователь уровня, который обеспечивает выдачу пока=aHHA вольтметров, не превышающих допустимое значение в обоих положениях поворотного основания, как в исходном, так и в

С помощью ключа, соединенного с четырехгранником 48, заводят часовой механизм 44, подстыковывают устройства блока электроники к уровню и включают питание. Устанавливают уровень на контролируемую площадку.

Включают ход часового механизма 44 с помощью ручки 49. Поворотное основание 19 совершает движение, харак» тер которого в качесте примера представлен на графике (фиг.7). В каждом о положении 0 и 180 поворотного основания 19, после замыкания щетки

64 с ламелью 65, производят отсчеты показаний вольтметров 72.(Х) и 73 (У) и определяют величину негоризонтальности площадки, как алгебраическую полуразность этих показаний по каждой координате.

Фо рмула из об ре те ния

Устройство для измеренич угла наклона, содержащее базовое основание с опорной поверхностью, маятниковый элемент, поворотное основание, связанное с приводом, закрепленным на базовом основании,и цапфы, контактирующие с коническими подпятниками, связанными с базовым основанием, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения влияния ошибок, обусловленных разъюстировкой маятникового элемента, оно снабжено опорным элементом с упругой перемычкой, установленным между базовым основанием и одним из конических подпятников, поворотное основание жестко связано с цапфами, выполненными сферическими, другой конический подпятник связан с базовым основанием через введенный сухарь с юстировочным механизмом, связь привода с поворотным основанием осуществлена через введенную муфту с крестовиной, а маятниковый элемент размещен внутри поворотного

1448203

1448203

1448203

Тиразк 680

Подписное

ВШПШИ осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CCp

ii3035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор И.Касарда

Заказ 6836/46

Составитель В.Сараханон

Техред Л. Сердюкова Корректор Л,, Пилипенко