Способ измерения углов отклонения объекта и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля углов отклонения объектов. Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых углов за счет скрепления шкалы с зеркалом на заданном от него расстоянии, Линейку 4 перемещают до появления в поле зрения зрительной трубы 1 изображения измерительной шкалы 5 и снимают по ней первый отсчет zi, при этом определяют по шкалам линеек 6 и 7 отсчет yi. Затем фокусируют зрительную трубу 1 на резкое изображение измерительных шкал линеек 4, 6 и 7. Перемещают линейку 4 до появления в поле зрения зрительной трубы 1 изображения измерительной шкалы 5 и снимают отсчеты Z2 и у2. Затем рассчитывают угловое отклонение объекта. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 В 11/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4856584/28 (22) 15.05,90 (46) 07.10.92. Бюл, N 37 (71) Тушинский машиностроительный завод (72) В. А. Дудко (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 1211600, кл. G 01 В 11/26, 1984.

2. Авторское свидетельство СССР

N . 1370455, кл, G 01 В 11/26, 1986, (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ ОТКЛОНЕНИЯ ОБЪЕКТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля углов отклонения,,5U„„1767326 А1 объектов. Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых углов за счет скрепления шкалы с зеркалом на заданном от него расстоянии, Линейку 4 перемещают до появления в поле зрения зрительной трубы 1 изображения измерительной шкалы 5 и снимают по ней первый отсчет z1, при этом определяют по шкалам линеек 6 и 7 отсчет у1. Затем фокусируют зрительную трубу 1 на резкое иэображение измерительных шкал линеек 4, 6 и 7. Перемещают линейку 4 до появления в поле зрения зрительной трубы 1 изображения измерительной шкалы 5 и снимают отсчеты

zz и уг. Затем рассчитывают угловое отклонение объекта, 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1767326

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для контроля углов отклонения объектов.

Известен способ измерения угла отклонения объекта, заключающийся в том, что на зеркало предварительно наносят линейную шкалу, фокусируют на нее зрительную трубу и снимают первый отсчет изображения линейной шкалы, затем с помощью осветителя в зрительной трубе подсвечивают авторефлекторную шкалу, повторно фокусируют зрительную трубу на линейную шкалу, снимают- второй отсчет изображения линейной шкалы и вычисляют угол разворота объекта

И

Недостатком известного способа является довольно узкий диапазон измерения углов. Это объясняется тем, что диапазон измеряемых известным способом углов прямо пропроционален длине линейной шкалы и обратно пропорционален расстоянию от оси вращения зрительной трубы до линейной шкалы, А так как линейная шкала наносится непосредственно на зеркало, то она не может превышать его размеры, Известен способ измерения углов отклонения объекта (зрительная труба с консолью, содержащей линейную шкалу и зеркало), выбранный в качестве прототипа и заключающийся в том, что измерительную шкалуустанавливают шарнирно на зрительной трубе с возможностью поворота оптической оси трубы в перпендикулярной к ней плоскости, поворачивают измерительную шкалу до появления в поле зрения зрительной трубы ее изображения, снимают отсчет по измерительной шкале и вычисляют угол разворота объекта (2).

В качестве прототипа к заявляемому устройству выбрано устройство, содержащее зрительную трубу, установленную в направляющих, зеркало, предназначенное для установки на объекте, измерительную шкалу, нанесенную на консоль, установленную на зрительной трубе (2), Недостатком известного способа и устройства заключается в том, что они не обеспечивают достаточного диапазона измерений углов разворота объектов. Это объясняется тем, что диапазон измеряемых углов зависит от длины измерительной шкалы, нанесенной на консоль, и от расстояния между консолью и зеркалом, установленным на измерительном объекте. То есть, диапазон измеряемых углов уменьшается при увеличении расстояния между консолью и зеркалом, установленным на измеряемом объекте, а увеличивать его за счет увеличения размера измерительной шкалы возможно только до определенного предела, так

55 как увеличение измерительной шкалы приводит к увеличению размеров и веса консоли, возрастанию нагрузок на зрительную трубу, что недопустимо.

Кроме того, недостатком известного способа и устройства является то, что они позволяют измерить только один полярный угол разворота контролируемого объекта относительно базового направления, тогда, как для полного определения положения объекта в пространстве необходимо знать три полярных угла разворота объекта относительно базового направления.

Цель изобретения — расширение диапазона измерения углов, Поставленная цель достигается тем, что в известном способе шкалу выполняют двухкоординатной и скрепляют ее с зеркалом на заданном от него расстоянии, фокусируют зрительную трубу на резкое изображение шкалы и определяют номера индексов шкалы, совпадающих с перекрестием окуляра зрительной трубы, а углы отклонения объекта рассчитывают flo формуле а = arccos

4 h +(уг — у ) +(Zg — Zl)

P = arccos

4 и + (yz — y<)> + (Zz — Zl)

Ъ вЂ” 71

y = arccos

hã + (уг у)Я + (Уг Zl) где а,P uIy — углы отклонения объекта относительно осей координат, совпадающих с перекрестием окуляра зрительной трубы;

z<, г и у>, у — номера индексов двухкоординатной шкалы;

h — расстояние между шкалой и зеркалом.

Поставленная цель достигается снабжением известного устройства второй и третьей линейками со шкалами, скрепленными с зрекалом параллельно друг другу на заданном от него расстоянии и перпендикулярно первой линейке, первая линейка выполнена прозрачной и скреплена со второй и третьей линейками с возможностью смещения в плоскости, параллельной зеркалу, в направлении, параллельном второй и третьей линейкам.

На чертеже изображена схема устройства для измерения углов отклонения объекта.

Предложенное устройство содержит зрительную трубу 1, установленную в направляющих 2, зеркало 3, предназначенное для установки на объект (не показан), первую линейку 4, выполненную из прозрачного материала, на которую нанесена

10 а = агссоз

P = arccos

20 измерительная шкала 5, вторую 6 и третью

7 линейки, на которые нанесены измерительные шкалы 8 и 9 соответственно, а также изображено положение линейной шкалы первой линейки 4 в момент снятия первого отсчета, точка пересечения базового направления, задаваемого зрительной трубой

1 с измерительной шкалой первой линейки

01, точка преломления базового направления в зеркале О, точка пересечения базового направления с измерительной шкалой первой линейки, отраженной в зеркале в момент снятия второго отсчета Oz, расстояние от первой линейки до плоскости зеркала h, размеры, характеризующие положение пеовой линейки относительно второй и третьей в момент снятия первого отсчета Z>, второго Zz, размер, характеризующий положение точки пересечения базового направления с измерительной шкалой первой линейки в момент снятия первого отсчета У1, размер, характеризующий положение точки пересечения базового направления с отображением в зеркале измерительной шкалы первой линейки в момент снятия второго отсчета, Yz, ось координат параллельная второй и третьей линейкам и плоскости зеркала О2, ось координат, параллельная первой линейке и плоскости зеркала, ОУ, ось координат, перпендикулярная осям OY u OZ и плоскости зеркала ОХ, угол между осью ОХ и базовым направлением а, между осью OY u базовым направлением,8, между осью OZ u базовым направлением у.

Способ измерения углов наклона контролируемого объекта осуществляется следующим образом, Зеркало 3 с предварительно установленными на него второй 8, третьей 7 и первой 4 линейками устанавливают на контролируемый объект (не показан). Первую линейку 4 перемещают в плоскости, параллельной плоскости зеркала, перпендикулярно второй 6 и третьей 7 линейкам до появления в пбле зрения зрительной трубы 1, задающей базовое направление изображения измерительной шкалы 5, и снимают пo HBvi первый отсчет

Z>. В момент снятия первого отсчета определяют по измеоительным шкалам второй и третьей линеек размер У1, характеризующий положение первой линейки относительно второй и третьей линеек. Затем перемещают первую линейку 4 до появления в поле зрительной трубы 1 отраженного в зеркале 3, изображения измерительной шкалы 5 и снимают второй отсчет Zz. В момент снятия второго отсчета определяют по

55 измерительным шкалам второй или третьей линеек размер Уг, характеризующий положение первой линейки относительно второй и третьей линеек. Зная оазмер между измерительной шкалой 5 и зеркалом 3, который устанавливается перед проведением измерений в зависимости от величины диапазона измеряемых углов таким образом, чтобы его о ношение к размерам зеркала составляло 1: (0,1 — 0,7), определяют полярные углы разворота контролируемого обьекта относительно базового направления по соотношениям, 4 hz + (уг — у)г + (Zz — Z )z уг — у

" + (— ») + Р†)

Ъ -Z

y = arccos

4 h +(уг — y1) +(Zz — Z1) где а, Р, у — полярные углы разворота контролируемого объекта относительно базового направления;

z<, zz — размеры, характеризующие положения первой линейки относительно второй и третьей в момент снятия первого и второго отсчетов соответственно; у1, уг — размеры, характеризующие положение точек пересечения базового направления с измерительной шкалой первой линейки в момент снятия первого и второго отсчетов соответственно;

h — фиксированное расстояние от измерительной шкалы первой линейки до зеркала.

Иэ зависимости диапазона измеряемых углов от отношения расстояний между первой линейкой и зеркалом к размерам самого зеркала видно, что, меняя это соотношение в пределах от 0,01 до 100, можно практически увеличивать диапазон измеряемых углов от 0 до 180О, Но увеличивая диапазон измерений угла а, уменьшается тем самым диапазон измерений углов P йу и наоборот, Поэтому, исходя из опыта практического измерения углов отклонения объектов в машиностроении, в большинстве случаев достаточно иметь возможность проводить измерение углов в диапазоне не более 90О, что соответственно отношению расстояния от зеркала до первой линейки к размерам самого зеркала как 1: (0,1 — 0,7), Использование предлагаемого способа измерений углов отклонения объекта и устройства для его осуществления позволяет по сравнению с существующим на 1 — 2

1767326

P = arccos

4h +(уг — у ) +(Zg — 21) у = arccos

4 Л +(И вЂ” у ) +(Z> — Z1)

2h а = arccos

hã+(уг — у ) +(Ег — Z1) Составитель B.ÄóäKO .

Техред М.Моргентал

Редактор В.Суханова

Корректор Н.Милюкова

Заказ 3540 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушскэя наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 191 порядка увеличить диапазон измеряемых углов от расстояния между зрительной трубой и объектом;

Одновременно применение предлагаемого способа и устройства позволяет измерять не один полярный угол, как в известном способе, а три полярных угла, которые полностью определяют положение объекта в пространстве относительно базового направления.

Формула изобретения

1. Способ измерения угла отклонения объекта, заключающийся в том, что скрепляют с контролируемым объектов зеркало, размещают перед зеркалом зрительную трубу и шкалу, фокусируют зрительную трубу на резкое изображение шкалы, формируемое зеркалом, определяют номер индекса, совпадающего с перекрытием окуляра зрительной трубы и рассчитывают угол отклонения объекта, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения углов, шкалу выполняют двухкоординатной и скрепляют ее с зеркалом на заданном от него расстоянии, фокусируют зрительную трубу на шкалу и определяют номера индексов шкалы, совпадающих с перекрытием окуляра зрительной трубы, а углы отклонения объекта рассчитывают по формуле; где а,,В иу — углы отклонения объекта отно10 сительно осей координат, совпадающих с перекрестием окуляра зрительной трубы;

z1, z2 и у, y2 — номера индексов двухкоординатной шкалы, при фокусировке зрительной трубы соответственно на шкалу и на

15 ее изображение, формируемое зеркалом;

h — расстояние между шкалой и зеркалом.

2. Устройство для измерения углов отклонения объектов, содержащее зритель20 ную трубу, зеркало, предназначенное для скрепления с контролируемым объектом, и линейку со шкалой, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения, оно снабжено второй и третьей линей25 ками со шкалами, скрепленными с зеркалом параллельно друг другу на заданном от него расстоянии и перпендикулярно первой линейке, первая линейка выполнена прозрачной и скреплена с второй и третьей

30 линейками с возможностью смещения в плоскости, параллельной зеркалу, в направлении, параллельному второй и третьей линейкам.