Делитель перемещения ордынцева

 

Изобретение относится к вычислительной технике и позволяет повысить точность деления больших перемещений Делитель перемещения содержит каретку, делящие блоки, узел крепления, верхнюю и нижнюю позиции узла крепления, три ролика, ось, пружину, упор, рулеточную мерную ленту, направляющие валики, направляющие, выходной палец , корпус, предохранительное устройство, трос блок с полукруглой канавкой и спиральную пружину Узел крепления состоит из центрального стержня, цанги, шайбы, винта, квадратной гайки и гайки-барашка 1 зпф-лы. 9 ил

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4925104/28 . (22) 03.04.91 (46) 30.10.93 Бюп. Na 39-40 (71) Центральный аэрогидродинамический институт им.проф.Н.ЕЖуковского (72) Ордынцев ВМ. (73) Центральный аэрогидродинамический институт (54) ДОИТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОРДЫНЦЕВА (57) Изобретение относится к вычислительной тех- . нике и позволяет повысить точность деления бопь(в) RU (и) 2002202 С1 (51) ших перемещений. Делитель перемещения содержит каретку, делящие блоки, узел крепления, верх— нюю и нижнюю позиции узла крепления, три ролика, ось, пружину, упор, рулеточную мерную. ленту, направляющие валики, направляющие, выходной палец, корпус, предохранительное устройство, трос, блок с полукруглой канавкой и спиральную пружину.

Узел крепления состоит из центрального стержня, цанги,шайбы, винта, квадратной гайки и гайки-барашка. 1 з.п,ф-лы, 9 ил.

М

М

ЬЭ

СР

ЬЭ

2002202

Y=X

1 — +Z

К

При большом К

У °, Х

Наиболее близким устройством, которое принято за прототип, является множительно-делительное устройство, которое З5 состоит из двух кареток и рычага, имеющих продольные пазы. Одна каретка перемещается в вертикальных направляющих, другая — вдоль ходовых винтов. Каретки и рычаги связаны друг с другом пальцем. Устройство

Х описывается уравнением У = вЂ, где К=

К вЂ” — конструктивная постоянная; Х> и Xz—

С

Х2 входные перемещения; Y — выходное пере- 45 мещение, Недостаток этого устройства состоит в том, что при использовании для деления больших. перемещений, измеряемых метрами, оно должно быть само недопустимо 50 большим. Кроме того, в нем нет защиты от погрешностей, вносимых люфтами и неточной установкой коэффициента деления К, Целью изобретения является повышение точности деления большого перемеще- 55 ния, Это достигается тем, что в делитель перемещения, содержащий рычаг, каретку, могущую перемещаться по направляющим ч

Изобретение относится к вычислительНоА технике, в частности к аналоговым делительным устройствам, Известны устройства для деления перемещений. например пропорциональный циркуль, который состоит из двух двухсторонних ножек. соединенных перемещаемым шарниром, положение которого задает коэффициент, на который производится де ление. Пропорциональный циркуль применяется для изменения масштаба при выполнении графических работ. Его недостатком является невозможность применения для деления больших перемещений, превышающих один метр, 1

Известна схема деления. состоящая из операционного усилителя с коэффициентом усиления К, в отрицательную обратную связь которого включено устройство, умножающее выходной сигнал усилителя на сиг- 2 нал знаменами.еля Z, Сигнал числителя Х и, выходной сигнал умножающего устройства поданы на вход усилителя через резисторы

R. Эта схема описывается уравнением и имеющую палец, введены 2z делящих бло-. ков с цилиндрическими поверхностями, узел крепления, верхняя позиция узла крепления, содержащая z отверстий, нижняя позиция узла крепления, содержащая z отверстий, три ролика, ось, пружина, упор, рулеточная мерная лента, направляющие валики, выходной палец-, корпус, предохранительное устройство, состоящее из оконцевателя, закрепленного на конце рулеточной мерной ленты, серьги и оси из мягкого металла, находящейся в отверстиях оконцевателя и серьги, трос, блок с полукруглой канавкой, спиральная пружина, в

5 верхней части карлуса выполнено отверстие, под которым установлены направляющие валики, рулеточная лента пропущена в отверстие корпуса между направляющими валиками, последовательно, охватывает все

0 или часть делящих блоков в зависимости от необходимого коэффициента деления и при помощи укрепленного на ее конце узла крепления зафиксирована в одном из отверстий нижней или верхней позиций крепления, тоже в зависимости от коэффициента деления.

Верхняя позиция располо>кена в верхней части корпуса, а нижняя — в верхней части каретки, радиусы делящих блоков от первого к последнему уменьшаются по заh, кону Ri+>= Ri — -, где Л вЂ” расстояние между вертикальными ветвями рулеточной мерной ленты. а вертикальная ось, на которой помещены оси вращения z делящих блоков, установленных в корпусе, смещена влево на

Л/2 по отношению к вертикальной оси, на которой установлены оси вращения z делящих блоков, установленных на каретке, ролики имеют канавки, в которых расположены направляющие, Первые два ролика установлены непосредственно на каретке, а третий — на конце рычага, который надет на ось. На конце рычага около ролика закреплен конец пружины, другой конец этой пружины опирается на упор. На концрх направляющих имеются выступы, ограничивающие перемещение роликов, выходной палец каретки выступает иэ нижнего отверстия в корпусе. Трос прикреплен одним концом к корпусу, охватывает блок с полукруглой канавкой и соединен с пальцем на задней стороне каретки, находящимся в вертикальной прорези корпуса и имеющим риску, выполняющую функции стрелки. Соответствующая шкала частного установлена вдоль вертикальной прорези в корпусе, пружина одним концом соединена с обоймой блока с полукруглой канавкой, а другим — с корпусом. корпус имеет в нижней части фла2002202

R 1+1 =я!-—

ЬY = — —.

ЛХ

55 нец. предназначенный для закрепления делителя перемещения на месте установки.

Узел крепления состоит из центрального стержня, имеющего с одной стороны резьбу. а с другой — расширение с неболь- 5 шой конусностью, цанги, имеющей наружную резьбу на сплошном конце, корпуса, имеющего внутреннюю резьбу, шайбы, винта, квадратной гайки и гайки-барашка. Корпус имеет заплечики, в цанге сделаны 10 продольные пропилы. позиция, в которой устанавливается узел крепления, состоит из

z цилиндрических отверстий, диаметр которых равен диаметру вставляемой части корпуса узла крепления, с одной стороны 15 отверстия имеют конические расширения, конусность которых равна конусности центрального стержня, цанга ввинчена в корпус узла крепления, центральный стержень 20 вставлен в осевое отверстие цанги. На выступающий конец центрального стержня надета шайба и навинчена гайка-барашек, в отверстие в приливе корпуса вставлен винт, продет в отверстие в конце рулеточной ленты и эавинчен в гайку, узел крепления встав- 25 лен в отверстие на установочной позиции, соответствующее желаемому коэффициенту деления.

На фиг. 1 изображен делитель перемещения, настроенный на К=5, разрез; на фиг. 30

2 — делитель перемещения, вид сзади; на фиг. 3 — предохранительное устройство в собранном состоянии; на фиг, 4 — предохранительное устройство после срабатывания, на фиг. 5 — узел крепления рулеточной лен- 35 ты; на фиг. 6 — навивка ленты на блоки и положение узла крепления. при К=2; на фиг.

7 — то же, при К=З; на фиг. 8 — то же, при К=4; на фиг. 9 — то же, при К=5.

Делитель перемещения при z=2 (фиг, 1- 40 и фиг, 2) состоит из делящих блоков 1-4 с цилиидрическими рабочими поверхностями канавок, верхней позиции узла крепления 5, нижней позиции узла крепления с установленным в ней узлом 6 крепления, каретки Т, роликов 8,9 и 10, рычага 11, оси 12, пружины

13, упора 14, рулеточной мерной ленты 15, направляющих валиков 16, направляющих

17 и 18. выходного пальца 19, корпуса 20, предохранительного устройства 21, троса

22, установленного в вертикальной прорези корпуса пальца каретки 23, блока с полукруглой канавкой 24, спиральной пружины

25.

Рулеточная мерная лента 15 оканчивается с внешнего конца предохранительным устройством 21, пропущена в отверстие в корпусе, проходит между направляющими валиками 16 и последовательно охватывает блоки 1. 2,.3 и 4 или часть их в зависимости от необходимого коэффициента деления, На фиг. 1 показан случай, когда охвачены все блоки, что соответствует коэффициенту деления К- - 5, где Л Х—

Лх перемещение наружного конца рулеточной мерной ленты 15, а Л У вЂ” перемещение пальца 19 каретки. Внутренний конец рулеточной мерной ленты соединен с узлом крепления, который может быть установлен в нижней (как показано на фиг. 1) позиции

6, находящейся на каретке 7, или в верхней позиции 5, находящейся на задней стенке корпуса 20.

Положение узла крепления зависит от задаваемой величины коэффициента К. Чтобы обеспечить расстояние Л между соседними вертикальными ветвями рулеточной мерной ленты, при котором исключается их соприкосновение, радиусы делящих блоков от первого к последнему уменьшаются по закону а вертикальная ось, на которой помещены оси вращения делящих блоков 2 и 4, установленных в корпусе, смещена влево на

Л /2 по отношению к вертикальной оси, на которой установлены оси вращения делящих блоков 1 и 3, установленных на каретке.

Ролики 8, 9 и 10 имеют канавки, в которые входят направляющие 18 и 17. Ролики 8 и 9 установлены непосредственно на каретке 7, а ролик 10 — на конце рычага 11, который надет на ось 12. На конце рычага 11 около ролика 10 закреплен конец пружины

13, другой конец этой пружины опирается на упор 14. На концах направляющих 17 и

18 имеются выступы, ограничивающие перемещение роликов 8-10, Палец 19 выступает из нижнего отверстия в корпусе 20. Его перемещение Л Y является частным от деления перемещений Л Х наружного конца ленты 15 на установленный коэффици ент деления К

Трос 22 прикреплен одним концом к корпусу 20, охватывает блок 24 с полукруглой канавкой и соединен с пальцсм 23, который имеет риску, выполняющую функции стрелки. Соответствующая шкала Y установлена вдоль вертикальной прорези корпуса 20, Пружина 25 одним концом соединена с

2002202

20 вается узел крепления, состоит из цилиндрических отверстий 39, диаметр которых обоймЬй блока 24, а другим — с корпусом 20.

Корпус 20 имеет в нижней части фланец, предназначенный для закрепления на месте установки делителя перемещения.

Предохранительное устройство (фиг. 3) состоит из оконцевателя 26, закрепленного заклепкой 27 на конце рулеточной мерной ленты 15, серьги 28 и оси 29 из мягкого металла, продетой в отверстия в оконцева. теле и серьге, Узел крепления (фиг. 5) состоит из центрального стержня 30, имеющего с одной стороны резьбу, а с другой — расширение с небольшой конусностью (V 1:8), цанги 31, имеющей наружную резьбу на сплошном конце, корпуса 32, имеющего внутреннюю резьбу, шайбы 33, винта 34, квадратной гайки 35, гайки-барашка 36. Корпус 32 имеет заплечики 37, В цанге сделаны продольные пропилы 38. Позиция, в которой устанавлиравен диаметру вставляемой части корпуса узла крепления, с одной стороны отверстия

39 имеются конические расширения, конусность которых равна конусности центрального стержня 30.

Цанга 31 ввинчена в корпус132. Центральный стержень 30 вставлен в осевое отверстие цанги 31. На вйступающий конец центрального стержня надета шайба 33 и навинчена гайка-барашек 36. Винт 34 вставлен в отверстие в приливе корпуса 32, продет в отверстие на конце рулеточной мерной ленты 15 и завинчен в гайку 35.

Узел крепления вставлен в отверстие

39, соответствующее желаемому коэффициенту деления. Число отверстий 39 зависит от числа 2г делящих блоков 1-4, При четырех блоках, т.е. при z=2, как показано на фиг

1, необходимо два отверстия 39 на каждой из позиций крепления 5 и 6, прй шести делящих блоках (z=3) нужно по три отверстия.

Оси отверстий 39 размещены с интервалом в Ь против вертикальных ветвей ленты 15.

Делитель перемещения предназначен для расширения пределов преобразования преобразователя перемещений при исследовании прочности инженерных конструкций. В ходом. я вл я ется перемещение Х внешнего конца рулеточной мерной ленты

15. выходом — перемещение Y пальца 19 каретки 7. При использовании делителя перемещения серьга 28 предохранительного устройства 21 соединяется с перемещаемым объектом, а палец 19- с входом преобразователя перемещений.

Работа делителя перемещения происходит следующим образом. Предохрани25

55 тельное устройство 21, соединенное с перемещаемым объектом, вытягивает или отпу- скает ленту 15. Для определенности рассмотрим случай, когда лента 15 вытянута из корпуса 20 на Л Х, При этом Л Х равномерно распределяется между вертикальными ветвями ленты, находящимися в корпусе 20, На фиг. 1 показан случай, когда таких ветвей пять. Следовательно, для того, чтобы стало возможным перемещение Л Х, необходимо сокращение длины каждой ветЛХ ви, равное —, Это сокращение происходит благодаря перемещению Л Y каретки

ЛХ

7 вверх на †. При этом палец 23 пере5 мещается вверх и через блок 24 натягивает пружину 25. Блок 24 уменьшает перемещение верхнего конца пружины 25 в два раза.

Благодаря этому, можно использовать более короткую пружину 25. Таким образом

hX

h Y = . При отпускании ленты 15 все происходит в обратном порядке, Каретка 7 движется вниз и отрезок - ЛХ распределяется равномерно между теми же пятью ветвями. Перемещение каретки 7 в этом случае происходит:под действием пружины 25 и — ЬХ равно AY = — д —. Отсюда видно, что коэффициент. деления К равен числу вертикальных ветвей ленты 15, Возможны следующие значения коэффициента деления К=2, 3. 4, 5, которые зависят от навивки ленты 15 на блоки 1 — 4 и от позиции 5 или 6, в которой закреплен узел крепления рулеточной ленты (см. фиг. 6 — 9).

Для повышения точности деления, осуществляемого делящими блоками 1 — 4, приняты следующие меры: обеспечено однообразное перемещение набора подвижных делящих блоков 1 и

3 относительно набора неподвижных делящих блоков 2 и 4.

Для этого делящие блоки 2 и 4 жеотко установлены в корпусе 20, а делящие блоки

1 и 3 — на каретке 7, которая может перемещаться на роликах 8-10 по направляющим

17 и 18. При этом ролик 10 прижат пружиной

13 к направляющей. Благодаря этому, горизонтальный люфт между роликами и направляющими всегда выбран. Каретка движется строго вдоль направляющей 18.

Обеспечено однообразное прилегание гибкого элемента к делящим блокам 1-4 благодаря использованию в качестве гибкого элемента рулеточной мерной ленты и применению делящих блоков 1-4 с цилиндрическими поверхностями канавок.

2002202

Обеспечено отсутствие касания между соседними вертикальными ветвями гибкого элемента. Это достигнуто.за счет надлежащего выбора радиусов делящих блоков 1-4 и смещения геометрической оси, на кото- 5 рой расположены оси вращения неподвижных делящих блоков 2 и 4 влево на Л/2 от геометрической оси, на которой расположены оси вращения подвижных делящих блоков, благодаря возможности установки узла 10 крепления в нужное положение на верхней и нижней позициях и благодаря направляющим валикам 16.

Обеспечено натянутое состояние рулеточной гибкой ленты, т,е, выбран люфт в 15 вертикальном направлении, благодаря пружине 25, блоку 24 и тросу 22, которые стремятся переместить каретку вниз.

Благодаря этому всему делитель переX 20 мещения воспроизводит зависимость Y- — с

К высокой точностью, Для установки желаемого коэффициента деления К необходимо: навить рулеточную мерную ленту вокруг 25 соответствующих блоков из числа 1 — 4; установить узел крепления в верхнюю или нижнюю позицию.

Установка узла крепления производится следующим образом, Гайка-барашек 36 30 свинчивается до конца центрального стержня 30 (фиг. 5), Нажатием на гайку-барашек центральный стержень 30 выдвигается из цанги 31 вправо и освобождает ее зажим, который может сжиматься. Нажатием на 35 корпус 32 цанга и корпус вставляются в нужное отверстие 39 установочной позиции и закрепляются закручиванием гайки-барашка. Чтобы извлечь установочный узел из отверстия 39, необходимо отвинтить 40 гайку-барашек, вдвинуть центральный стержень.30. При этом цанга 31 будет освобождена, и можно вытащить за заплечики 37 узел крепления из отверстия 39.

В таблице приведены делящие блоки, 45 охватываемые рулеточной лентой 15, и установочные позиции узла крепления, необходимые для получения желаемых коэффициентов деления.

Во время исследований прочности трудно точно определить верхний предел перемещения Х„,кс. Кроме того, возможны рывки, например, при разрушении исследуемой конструкции. Чтобы предохранить де- 55 литель перемещения от разрушения в этих условиях, на наружном конце рулеточной ленты 15 заклепкой 27 укреплено предохранительное устройство 21. При рывке или ном к серьге 28, ось 29 срезается и происходит отделение прибора от испытываемого обьекта. Шкала (см, фиг. 2) позволяет следить за текущим состоянием делителя. В частности, если направление будущего перемещения Л Х заранее известно, то перед началом испытаний делит устанавливается в одно иэ крайних положений (палец 23 вверху или внизу). В противном случае можно выбрать некоторое среднее положение (палец 23 посредине).

Преимущество предлагаемого делителя перемещения состоит в том, что он дает возможность с высокой точностью делить значительные перемещения, измеряемые несколькими метрами, и имеет переменный, но целый коэффициент деления.

Высокая точность деления достигнута благодаря обеспечению: однообразия перемещения подвижных делящих блоков, однообразия прилегания гибкого элемента к делящим блокам, отсутствия касания между вертикальными ветвями ленты, натянутого состояния рулеточной мерной ленты, Использование такого делителя перемещения значительно расширяет возможности преобразователя перемещения в код, так как вместо нескольких преобразователей с различными пределами можно обойтись одним и обеспечить согласование пределов преобразования преобразователя перемещения с реальным перемещением, установив на делителе перемещения нужный коэффициент деления, Например, при пределах преобразования преобразователя перемещения в код 0-800 мм и делителе перемещения с z=3 можно иметь семь диапазонов преобразования перемещений; м:

0 — 0,8; 0-1,6; 0 — 2,4; 0 — 3,2; 0 — 4,0: 0 — 4,8; 0-5,6 м.

Наличие легко снимаемого узла крепления дает возможность быстро перестраивать делитель перемещений на заданный коэффициент делания.

Предохранительное устройство обеспечивает защиту прибора от поломки и, таким образом, продляет его pecypc.

Наличие на роликах каретки, выбор люфта Ilo двум направлениям: по вертикали

50 и по горизонтали, эластичный элемент в ви- де рулеточной мерной ленты, цилиндрические поверхности делящих блсков, сдвиг осейделящих блоков и направляющие ролики споcoGcTBóÿò повышению точности де лителя перемещения, Кроме того, при отсутствии делителя перемещения преобразователь перемещения в код на большой диапазон для обеспечения достаточной точности должен иметь больнедопустимо большом усилии, приложен- шие габариты, а следовательно. и вес, т.е.

2002202 становится громоздким прибором. Применение делителя дает возможность обойтись с помощью прибора сравнительно небольших габаритов, Положительным фактором является то, что со стороны входа, т.е. со стороны наружного конца ленты на приведение в действие делителя перемещения требуется очень малое усилие, Формула изобретения

1.Делитель перемещения, содержащий рычаг, каретку, могущую перемещаться по направляющим и имеющим палец, отличающийся тем, что, с целью повышения точности деления большого перемещения, в него введены 2z делящих блоков с цилинд-. рическими поверхностями, узел крепления, верхняя позиция узла крепления, содержащая zотверстий,,нижняя позиция узла крепления, содержащая z отверстий, три ролика, ocb, пружина, упор, рулеточная мерная лента, направляющие валики, выходной палец, корпус, предохранительное устройство, состоящее из оконцевателя, закрепленного на конце рулеточной мерной ленты, серьги и оси из мягкого металла, находящейся в отверстиях оконцевателя и серьги, трос, блок с полукруглой канавкой, спиральная пружина, в верхней части корпуса выполнено отверстие, под которым расположены направляющие валики, рулеточная лента пропущена в отверстии корпуса между направляющими валиками, последовательно охватывает все или часть делящих блоков в зависимости от необходимого коэффициента деления и при помощи укрепленного на ее конце узла крепления зафиксирована в одном из расположенных на против вертикальных ветвей ленты отверстий нижней или верхней позиций крепления, тоже в зависимости от коэффициента деления, верхняя позиция расположена в верхней части корпуса, а нижняя позиция расположена в верхней части каретки, радиусы

Благодаря этому, делитель перемещения не создает существенной нагрузки на перемещающийся объект и не искажает условий эксперимента по исследованию проч5 ности инженерных конструкций, (56) Смолов В. Б., Лебедев А. Н., Сапожков К. А. и др. Вычислительные машины непрерывного действия. M.: Высшая школа, 10 19б4, с. 2б5, рис. Ч-2. делящих блоков от первого к последнему уменьшаются по закону

15 Ь

Bi+1 = RI — —, 2 где Л - расстояние между вертикальными ветвями рулеточной мерной ленты, а вертикальная ось, на которой помещены оси

20 вращения z делящих блоков, установленных в корпусе, смещена влево на Ь/2 по отношению к вертикальной оси, на которой установлены оси вращения z делящих блоков, установленных на каретке, ролики имеют канавки, в которых расположены направляющие, первые два ролика. установлены непосредственно на каретке, а третий установлен на конце рычага, который найдет на ось, на конце рычага около ролика закреплен конец пружины, другой конец этой пружины опирается.на упор, на концах направляющих имеются выступы, ограничивающие перемещение роликов, З5 выходной палец каретки выступает из нижнего отверстия в корпусе, трос прикреплен одним концом к корпусу, охватывает блок с полукруглой канавкой и соединен с пальцем на задней стороне каретки,. находя40 щимся в вертикальной прорези корпуса и имеющим риску, выполняющую функции стрелки, соответствующая шкала частного установлена вдоль вертикальной прорези в корпусе, пружина одним концом соедине45 на с обоймой блока с полукруглой канавкой, а другим - с корпусом, корпус имеет в нижней части фланец, предназначенный для закрепления делителя перемещения на месте установки.

2002202

2.Делитель по п.1, отличающийся тем, что узел крепления состоит из центрального стержня, имеющего с одной стороны резьбу, а с другой - расширение с небольшой конусностью, цанги, имеющей наружную резьбу на сплошном конце, корпуса, имеющего внутреннюю резьбу, шайбы, винта. квадратной гайки и гайки-барашка, корпус имеет заплечики, в цанге сделаны продольные и ро пил ы, позиция, в которой устанавливается узел крепления, состоит из z .цилиндрических отверстий, диаметр которых равен диаметру вставляемой части корпуса узла крепления, с одной стороны отверстия имеют конические расширения, конусность которых равна конусности центрального стержня, цанга ввинчена в корпус узла крепления, цент5 ральный стержень вставлен в осевое отверстие цанги, на выступа ощий конец центрального стержня недета О эйба и навинчена гайка-барашек, в отверстие в приливе корпуса вставлен винт, продет в

10 отверстие в конце рулеточной ленты и завинчен в гайку, узел крепления вставлен в отверстие на установочной позиции, соответствующее желаемому коэффициенту деления.

2002202

2002202

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Редактор Л.Народная

Заказ 3169

Составитель 8.Ордынцев

Техред М.Моргентал . Корректор П.Герещи

Тираж Подписное .

НПО "Поиск" Роспатента.

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