Способ выставки оси вращения многостепенной платформы в плоскость горизонта

Изобретение относится к области измерения и может быть использовано для уточнения и калибровки положения измерительных осей датчиков, например, акселерометров относительно заданных координатных осей. Способ основан на установке посадочной поверхности платформы в горизонтальное положение, изменении положения оси вращения платформы в вертикальной плоскости, повороте платформы на угол 180° из горизонтального положения посадочной плоскости платформы, измерении угла α между посадочной поверхностью платформы и плоскостью горизонта, изменении положения оси вращения платформы в вертикальной плоскости на угол α/2 в направлении к плоскости горизонта. Техническим результатом является повышение точности установки оси вращения в горизонтальное положение. 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области измерения и может быть использовано для уточнения и калибровки положения измерительных осей датчиков, например, акселерометров относительно заданных координатных осей.

Известен способ выставки оси вращения многостепенной платформы в плоскость горизонта, реализованный в [1], включающий приведение платформы в исходное состояние по показаниям датчика угла поворота платформы путем сведения этих показаний к нулю, при которых ось вращения платформы занимает горизонтальное положение с некоторой точностью.

Недостаток этого способа состоит в низкой точности выставки оси вращения многостепенной платформы в плоскость горизонта.

Ось вращения платформы проходит через центры симметрии двух вращающихся муфт или подшипников и фактически отсутствует как элемент конструкции. Определить в этих условиях с требуемой точностью угол между осью вращения платформы и горизонтальной плоскостью с использованием измерительных средств, например, наклонометров не представляется возможным. Лишь использование дополнительных косвенных методов позволяет определить этот угол с заданной точностью.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу является способ выставки оси вращения многостепенной платформы в плоскость горизонта, реализованный в [2], основанный на установке посадочной поверхности платформы в горизонтальное положение, изменении положения оси вращения платформы в вертикальной плоскости.

Недостаток этого способа состоит в том, что он обладает низкой точностью, так как не контролирует фактическое положение оси вращения платформы и точность выставки зависит как от наклона поверхности, на которую устанавливаются опоры платформы, так и точности ее изготовления.

Задача изобретения - повышение точности выставки оси вращения многостепенной платформы в плоскость горизонта.

Эта задача достигается тем, что способ выставки оси вращения многостепенной платформы в плоскость горизонта, включающий установку посадочной поверхности платформы в горизонтальное положение, изменение положения оси вращения платформы в вертикальной плоскости, предполагает поворот платформы на угол 180° из горизонтального положения посадочной плоскости платформы, измерение угла α между посадочной поверхностью платформы и плоскостью горизонта, изменение положения оси вращения платформы в вертикальной плоскости на угол α/2 в направлении к плоскости горизонта.

На фиг.1 приведена кинематическая схема многостепенной платформы, на фиг.2 приведено геометрическое расположение установочной поверхности и оси вращения платформы в вертикальной плоскости.

На фиг.1: 1 - платформа с установочной поверхностью, 2 - ось вращения платформы АВ, 3 - ось вращения СД, 4 - опора платформы.

На фиг.2: ГГ - установочная поверхность платформы в плоскости горизонта, Г¹Г¹ - положение установочной поверхности платформы после ее поворота на угол 180°, АВ - положение оси вращения платформы в вертикальной плоскости.

B общем случае платформа может содержать несколько степеней свободы, например, две, при этом положение оси вращения платформы АВ может быть изменено в вертикальной плоскости с помощью подвижных опор 3. Выставим установочную поверхность платформы 1 в плоскость горизонта вращением ее вокруг осей АВ и СД, используя в качестве измерителя горизонтального положения, например, наклонометр типа КО - 10, показания которого позволяют устанавливать плоскость в горизонт с точностью не хуже 10 угл. сек. Пусть установочная поверхность платформы 1 в вертикальной плоскости занимает положение ГГ (фиг.2), а ось вращения платформы 2 - положение АВ. Осуществим поворот платформы вокруг оси АВ на угол 180°. Установочная поверхность платформы 1 займет положение Г¹Г¹. Произведем измерение угла между плоскостью Г¹Г¹ и плоскостью горизонта ГГ. Пусть этот угол равен α. Угол между осью вращения АВ и плоскостью горизонта ГГ равен α/2, так как след установочной поверхности в вертикальной плоскости ГГ движется по поверхности конуса с осью симметрии АВ как образующая конуса, при этом след установочной поверхности в вертикальной плоскости Г¹Г¹ после поворота платформы на угол 180° симметричен линии ГГ.

Повернем платформу вместе с осью вращения АВ в вертикальной плоскости на угол α/2 в сторону плоскости горизонта с помощью подвижных опор 3. Контроль угла поворота будем осуществлять с помощью наклонометра, например, квадранта оптического КО - 10, устанавливаемого на установочную поверхность платформы 1. Как следует из фиг.2, после этого поворота ось вращения АВ займет положение ГГ, т.е. займет горизонтальное положение. Таким образом, рассмотренный способ позволяет при отсутствии знания положения оси вращения платформы АВ выставить ее в плоскость горизонта с высокой точностью, определяемой точностью измерительных средств.

Точность выставки оси вращения платформы в плоскость горизонта известным способом [2] определяется точностью изготовления многостепенной платформы и может составлять (10-20) угл. мин. Точность предлагаемого способа выставки оси вращения платформы в плоскость горизонта составляет 10 угл. сек. при использовании, например, в качестве измерительного средства наклонометра - квадранта оптического КО - 10.

Необходимость выставки оси вращения платформы в плоскость горизонта обусловлена потребностью уточнения и калибровки положения измерительных осей датчиков, например, акселерометров относительно заданных координатных осей. При этом операции, проводимые при уточнении фактического расположения измерительных осей датчиков путем вращения платформы, требуют расположения оси вращения платформы в плоскости горизонта с высокой точностью.

Предлагаемая совокупность признаков в рассмотренных авторами решениях не встречалась для решения поставленной задачи и не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критериям “новизна” и “изобретательский уровень”. Предлагаемый способ выставки оси вращения платформы в плоскость горизонта использует типовые операции горизонтирования платформы и ее поворот с использованием стандартных средств измерения, например, наклонометра КО-10.

Литература

1. Авторское свидетельство СССР N 1663562, G 01 Р 21/00, 09.06.1986 г.

2. Авторское свидетельство СССР N 1663561, G 01 Р 21/00, 09.06.1986 г.

Способ выставки оси вращения многостепенной платформы в плоскость горизонта, включающий установку посадочной поверхности платформы в горизонтальное положение, изменение положения оси вращения платформы в вертикальной плоскости, отличающийся тем, что производят поворот платформы на угол 180° из горизонтального положения посадочной плоскости платформы, после чего измеряют угол α между посадочной поверхностью платформы и плоскостью горизонта, а затем изменяют положение оси вращения платформы в вертикальной плоскости на угол α/2 в направлении к плоскости горизонта.