Интегрирующее устройство

 

Изобретение относится к области вычислительной техники. Цель изобретения - расширение диапазона применения, повышение производительности труда и точности результатов измерения, а также уменьшение габаритов и веса. Устройство содержит диск с нанесенной на его поверхности спиралевидной шестерней и взаимодействующий с шестерней ролик на валу. Шестерня имеет форму спирали Архимеда, а ее зубья - форму пирамиды. На поверхности диска выполнена вторая шестерня - круговая, взаимодействующая с вторым роликом, установленным на втором валу, имеющим с первым валом общую ось вращения. Кроме того, устройство содержит механический дифференциал, одна из конических шестерен которого жестко скреплена с валом первого ролика, вал второго ролика жестко скреплен с водилом, несущим на себе два равных конических сателлита, а вторая коническая шестерня дифференциала кинематически связана со счетчиком оборотов. 3 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено в устройствах, в которых интегрирование выполняется с помощью механических средств, например, может быть использовано для автоматического определения кубатуры бревен на складах.

Известны интегрирующие устройства, содержащие катушку в форме усеченного конуса с двойным спиралевидным пазом на поверхности, барабан, а также гибкие элементы в виде двух тросиков, каждый из которых закреплен одним своим концом на катушке, а вторым на барабане с возможностью размотки-намотки. Шаг конической спирали подобран таким образом, что длина гибкого тросика, раскручиваемого с конической поверхности катушки и наматываемого на барабан, изменяется пропорционально площади круга при изменении его диаметра [1] Недостатком данного устройства является то, что отсчет в нем не может вестись от самой вершины конуса, т.е. от нуля, а поэтому к каждому фиксируемому отсчету требуется еще вносить поправку. Кроме того, устройство не обладает достаточной надежностью в эксплуатации ибо тросик часто слетает, а иногда и рвется, а выполнить наладку в полевых условиях затруднительно.

В качестве прототипа принят интегратор, содержащий два диска, с которыми фрикционно скреплены первый и второй ролики, размещенные на отдельных валах с возможностью совершать вращательное и возвратно-поступательное перемещение, причем вал первого ролика соединен с конической шестерней дифференциала, вал второго ролика с водилом дифференциала, а суммирующая коническая шестерня дифференциала соединена со счетчиком оборотов.

В каждый миг работы прибора ролики получают вращение от дисков, которые пропорциональны числу оборотов диска, а также величине удаленности от центра диска точки контакта фрикционов. Информация о вращении роликов непрерывно поступает в дифференциал, где и происходит ее алгебраическое суммирование [2] Недостатком данного устройства является то, что им нельзя непосредственно в процессе обмера определять кубатуру бревен, конструктивно оно громоздко, и в нем, как в портативном полевом приборе, трудно обеспечить надежную работу фрикционов (без пробуксовок), а значит, и получение высокой точности результатов изменения.

Целью изобретения является расширение диапазона применения устройства, повышение производительности труда и точности измерения, а также уменьшение габаритов и веса прибора.

Указанная цель достигается тем, что в нем одна из поверхностей диска выполнена в виде двух соосных шестерен, одна из которых имеет форму спирали Архимеда с пирамидальными зубьями, вторая шестерня выполнена круговой, ролики выполнены каждый в виде шестерни, причем первый ролик находится в зацеплении с шестерней в виде спирали Архимеда, а второй с круговой шестерней, первый и второй валы расположены соосно и телескопически, причем второй ролик жестко закреплен на втором валу, а первый вал жестко соединен с другой конической шестерней дифференциала.

На фиг. 1 представлено интегрирующее устройство, вид сбоку; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг.3 интегрирующее устройство с мерной вилкой.

Интегрирующее устройство включает диск 1, содержащий на своей поверхности спиралевидную шестерню 2 и круговую шестерню 3 взаимодействующий со спиралевидной шестерней первый ролик 4, посаженный на вал 5 с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направляющих 6, второй ролик 7, жестко посаженный на вал 8 с возможностью взаимодействия с круговой шестерней 3, а также механический дифференциал 9 с двумя равными коническими шестернями первой 10 и второй 11, водило 12 с двумя равными коническими сателлитами 13. Причем первая коническая шестерня 10 жестко посажена на вал 5, а водило 12 закреплено на валу 8, вторая коническая шестерня 11 кинематически связана со счетчиком оборотов 14. Кроме того, в состав устройства входит мерная вилка, состоящая из двух ножек, одна из которых 15 неподвижна, а другая 16 подвижна и соединена посредством тросика 17 с диском 1. В мерную вилку помещают измеряемый объект 18.

Устройство работает следующим образом. При измерении подвижная ножка 16 перемещается, протягивая тросик 17, из-за чего диск 1 начинает вращаться на своем валу. Диск 1 с помощью спиралевидной шестерни 2 приводит во вращение первый ролик 4, а круговая шестерня 3 второй ролик 7. Обороты роликов 4 и 7 передаются в дифференциал 9 первого на коническую шестерню 10, а второго на водило 12, причем их вращения имеют противоположные направления. Суммирующая коническая шестерня 11 дифференциала получает обороты, пропорциональные площади сечения обмеряемого диаметра бревна 18. Для получения объема всего бревна надо сделать такие замеры на расстоянии 0,5, 1,5, 2,5, 3,5 м от комля. Сумму площадей сечений на середине метровых секций фиксирует счетчик оборотов 14. Эта сумма и будет объемом бревна. Интегратор прост по устройству. Нами изготовлена действующая модель в студенческих мастерских с диаметром диска в 6 см. Спиральная шестерня выполнена на поверхности диска обычной стальной шестерней с заостренной кромкой (таким образом зубьям придана форма пирамиды). Предложенный интегратор, как работающий на шестернях, более надежен в эксплуатации, чем известные аналоги. В зависимости от требуемой точности в нем можно заранее предусмотреть требуемое количество витков и этим регулировать габариты и вес полевого инструмента.

Формула изобретения

Интегрирующее устройство, содержащее диск, жестко закрепленный на входном валу, находящийся во взаимодействии с диском первый ролик, второй ролик, ролики установлены соответственно на первом и втором валах, причем первый ролик установлен на первом валу с возможностью возвратно-поступательного перемещения, и механический дифференциал, водило которого с двумя одинаковыми коническими сателлитами закреплено на втором валу, а одна из конических шестерен дифференциала кинематически связана со счетчиком-накопителем, отличающееся тем, что в нем одна из поверхностей диска выполнена в виде двух соосных шестерен, одна из которых имеет форму спирали Архимеда с пирамидальными зубьями, вторая шестерня выполнена круговой, ролики выполнены каждый в виде шестерни, причем первый ролик находится в зацеплении с шестерней в виде спирали Архимеда, а второй с круговой шестерней, первый и второй валы расположены соосно и телескопически, причем второй ролик жестко закреплен на втором валу, а первый вал жестко соединен с другой конической шестерней дифференциала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3