Арретирующее устройство

Авторы патента:

Спасибухов Александр Викторович (RU)

G01C19/00 - Гироскопы; поворотно-чувствительные устройства с колеблющимися массами; Поворотно-чувствительные устройства без движущихся масс

Владельцы патента RU 2540445:

Закрытое акционерное общество "Орбита" (RU)

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для торможения и фиксации вращающейся части механизма в произвольном угловом положении с заданным моментом. Техническим результатом изобретения является обеспечение нетребовательности питания обмоток катушек устройства к энергоемкости невозобновляемых химических источников тока. Арретирующее устройство, содержит неподвижную часть, катушки, подвижную часть и фиксирующее устройство, причем подвижная часть включает подвижный якорь, жестко связанный с соединительной гильзой, предназначенной для размещения в ней возвратно-поступательного штока внешнего преобразователя вращательно-поступательного движения электропривода, величина хода подвижного якоря определена выполнением условия: δ'≤δ≤δ'', где δ - величина хода подвижного якоря, δ' - толщина буртов якорей-защелок, δ'' - величина зазора между передним торцом корпуса и подвижным якорем. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для торможения и фиксации вращающейся части механизма в произвольном угловом положении с заданным моментом.

Известно арретирующее устройство, содержащее силовой электромагнит с якорем и цепью питания с микропереключателями, подпружиненные шток и защелку, в которое введен механический переключатель, выполненный в виде коромысла с двумя профильными поверхностями, шарнирно соединенного одним плечом со штоком, снабженным зубом и контактной пластиной, связанной с микропереключателями, а другим плечом - с защелкой, взаимодействующей с зубом штока, и подпружиненная тяга, шарнирно соединенная с якорем электромагнита и снабженная роликом, взаимодействующим с профильными поверхностями коромысла. (SU 477652, G01C 19/26, опубл. 20.08.2005).

Известно также арретирующее устройство со сниженным потреблением электроэнергии, содержащее тяговую катушку, магнитопровод с полюсами и дополнительным крайним полюсом, подвижный якорь, кольцевой постоянный магнит и вспомогательную катушку. Якорь переводится из одного устойчивого положения в другое под действием магнитного поля катушек. Фиксация устойчивого положения обеспечивается постоянным магнитом при обесточенных обмотках (SU 1658312, H02K 33/12, опубл. 23.06.1991).

Наиболее близким к описываемому является арретирующее устройство для электродвигателя привода руля ракеты, включающее неподвижную часть с катушками, подвижную часть и фиксатор вала электродвигателя, кинематически связанный с подвижной частью, отличающееся тем, что неподвижная часть выполнена в виде полого статора с четырьмя полюсами и расположенными на них двумя парами катушек, снабженного четырьмя постоянными магнитами, а подвижная часть выполнена в виде установленного в полости статора на оси неполноповоротного динамически сбалансированного ротора, кинематически связанного с фиксатором вала электродвигателя для фиксации или освобождения вала электродвигателя привода руля при прямом или обратном повороте ротора при подаче импульса тока на одну или другую пару катушек. (RU 2427798, G01C 19/26, G01B 3/02, G01D 11/20, B64G 1/66, опубл. 27.08.2011).

Конструкция устройства-прототипа обеспечивает исключение энергопотребления арретирующего устройства в конечных состояниях, многократность переключения и уменьшение его габаритных размеров.

К недостаткам этого устройства следует отнести невозможность его применения в преобразователе вращательного движения в возвратно-поступательное, обусловленную отсутствием центрального отверстия для размещения штока.

На основе анализа преимуществ и недостатков прототипа разработана новая конструкция арретирующего устройства.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является обеспечение возможности применения арретирующего устройства в преобразователе вращательного движения в возвратно-поступательное для блокировки вала электродвигателя.

Поставленная задача решается тем, что в арретирующем устройстве, содержащем неподвижную часть, катушки, подвижную часть и фиксирующее устройство, неподвижная часть выполнена в виде корпуса из магнитопроводной стали, внутри которого расположена обмотка постоянного тока, под ней между торцами корпуса размещена нажимная пружина, подвижная часть включает подвижный якорь, жестко связанный с соединительной гильзой, предназначенной для размещения в ней возвратно-поступательного штока внешнего преобразователя вращательно-поступательного движения электропривода, закрепленную на подвижной гильзе втулку-заглушку со ступенькой, обращенной к заднему торцу корпуса, фиксирующее устройство содержит закрепленный на заднем торце корпуса магнитопровод с двумя парами обмоток на его зубцах, два якоря-защелки, имеющие в поперечном сечении П-образную форму, установленные соосно с втулкой-заглушкой и возможностью соприкосновения с антифрикционной прокладкой, размещенной у заднего торца корпуса, в защелках закреплены штифты, на которых размещены пружины растяжения, при этом фрикционный диск, предназначенный для жесткого закрепления на вращающемся звене внешнего электропривода, размещен у переднего торца корпуса, а величина хода подвижного якоря определена выполнением условия:

δ'≤δ≤δ'',

где δ - величина хода подвижного якоря,

δ' - толщина буртов якорей-защелок,

δ'' - величина зазора между передним торцом корпуса и подвижным якорем.

Предусмотрено, что внешняя поверхность соединительной гильзы и ответная внутренняя поверхность втулки-заглушки снабжены винтовой нарезкой.

Предусмотрено также, что устройство снабжено предохранительной крышкой, закрепленной на корпусе поверх соединительной гильзы, а крепление соединительной гильзы втулки-заглушки и предохранительной крышки осуществлено при помощи винтов.

Изобретение проиллюстрировано чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид в разрезе, а на фиг 2а, б показано положение якорей защелок относительно бурта втулки и положение якоря.

На фигурах показаны:

1 - корпус устройства,

2 - обмотка постоянного тока,

3 - нажимная пружина,

4 - подвижный якорь,

5 - соединительная гильза,

6 - возвратно-поступательный шток,

7 - втулка-заглушка,

8 - магнитопровод,

9 - две пары обмоток магнитопровода,

10 - два якоря-защелки,

11 - антифрикционная прокладка,

12 - штифты,

13 - две пружины растяжения,

14 - фрикционный диск,

15 - вращающееся звено внешнего электропривода,

16 - предохранительная крышка,

17 - крепежные винты.

Арретирующее устройство работает следующим образом.

Арретирующее устройство стопорит или разблокирует вращающееся звено 15 электропривода при кратковременной подаче питания на обмотки 9 магнитопровода 8 или обмотки якоря-защелки 10 в зависимости от требуемого состояния.

Исходным состоянием является состояние стопорения.

При подаче кратковременного импульса тока на обмотку постоянного тока 2 подвижный якорь 4, преодолевая усилие пружины 3, перемещается от фрикционного диска 14 и перемещает с собой соединительную гильзу 5, связанную со втулкой-заглушкой 7, до упора в задний торец корпуса 1.

Якоря-защелки 10 под действием пружин растяжения 13, закрепленных на штифтах 12 стягиваются, соскальзывая со ступеньки втулки-заглушки 7. От осевого перемещения якоря-защелки удерживаются предохранительной крышкой 16.

После прекращения подачи тока на обмотку постоянного тока 2 якоря-защелки 10, упираясь в антифрикционную прокладку 11, препятствуют перемещению подвижного якоря 4, что соответствует разблокирующему состоянию арретирующего устройства.

Исходное состояние стопорения обеспечивают подачей кратковременного импульса на пары обмоток 9 магнитопровода 8. Якоря-защелки 10, преодолевая усилие пружин 13, растягиваются, освобождая соединительную гильзу 5 со втулкой-заглушкой 7 и подвижным якорем 4. При этом П-образные якоря-защелки 10 возвращаются на ступеньку втулки-заглушки 7.

Конструкция заявляемого арретирующего устройства адаптирована под электропривод, преобразующий вращательное движение ротора электродвигателя электропривода в поступательное движение штока исполнительного устройства, и при этом обеспечивает нетребовательность питания обмоток катушек устройства к энергоемкости невозобновляемых химических источников тока, преимущественно используемых в ракетной технике.

1. Арретирующее устройство, содержащее неподвижную часть, катушки, подвижную часть и фиксирующее устройство, отличающееся тем, что неподвижная часть выполнена в виде корпуса из магнитопроводной стали, внутри которого расположена обмотка постоянного тока, под ней между торцами корпуса размещена нажимная пружина, подвижная часть включает подвижный якорь, жестко связанный с соединительной гильзой, предназначенной для размещения в ней возвратно-поступательного штока внешнего преобразователя вращательно-поступательного движения электропривода, закрепленную на подвижной гильзе втулку-заглушку со ступенькой, обращенной к заднему торцу корпуса, фиксирующее устройство содержит закрепленный на заднем торце корпуса магнитопровод с двумя парами обмоток на его зубцах, два якоря-защелки, имеющие в поперечном сечении П-образную форму, установленные соосно с втулкой-заглушкой и возможностью соприкосновения с антифрикционной прокладкой, размещенной у заднего торца корпуса, в защелках закреплены штифты, на которых размещены пружины растяжения, при этом фрикционный диск, предназначенный для жесткого закрепления на вращающемся звене внешнего электропривода, размещен у переднего торца корпуса, а величина хода подвижного якоря определена выполнением условия:
δ'≤δ≤δ”,
где δ - величина хода подвижного якоря,
δ' - толщина буртов якорей-защелок,
δ” - величина зазора между передним торцом корпуса и подвижным якорем.

2. Арретирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что внешняя поверхность соединительной гильзы и ответная внутренняя поверхность втулки-заглушки снабжены винтовой нарезкой.

3. Арретирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено предохранительной крышкой, закрепленной на корпусе поверх соединительной гильзы.

4. Арретирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что крепление соединительной гильзы втулки-заглушки и предохранительной крышки осуществлено при помощи винтов.

Изобретение относится к области приборостроения - лазерным датчикам угловой скорости, применяемым в навигационных системах, и может быть использовано в волоконно-оптических гироскопах на основе эффекта Саньяка.

Самогоризонтируемое устройство для исследования поверхностных явлений, смачивания и растекания при нагреве в вакууме и инертной или активной газовых средах // 2536798

Изобретение относится к гироскопическим устройствам. Может быть преимущественно использовано для исследования поверхностных явлений смачивания и растекания при нагреве в вакууме и инертной или активной газовых средах. Самогоризонтируемое устройство включает корпус 1, выполненный из керамики, молибдена или стали, в верхней части которого установлен промежуточный элемент 2, выполненный из такого же материала, что и корпус 1 или отличающийся от него, закрепленный двумя стержнями 3 к стенке корпуса 1, самогоризонтируемый столик 4, выполненный из такого же материала, что и корпус 1 или отличающийся от него, в нижней части которого расположен массивный груз 5, который может быть выполнен съемным и соединяться через соединительный стержень 6; самогоризонтируемый столик 4 закреплен двумя стержнями 7 в промежуточном элементе 2, причем стержни 3 и 7 расположены взаимно - перпендикулярно друг другу.

Способ и система для гироскопических измерений с использованием вибрационного гироскопа // 2528037

Изобретение относится к вибрационным гироскопам. Гироскопическая система производит измерения при помощи вибрационного гироскопа, который вибрирует в первом положении вибрации и передает сигнал измерений.

Резонатор с защитным слоем, вибрационный датчик, включающий в себя такой резонатор, и способ изготовления резонатора // 2527319

Изобретение относится к вибрационным датчикам гироскопического типа. Резонатор (3)датчика содержит корпус из материала на основе кремния с по меньшей мере одной резонансной частью (Z), имеющей по меньшей мере один участок, покрытый электропроводящим слоем, и по меньшей мере один участок, не покрытый проводящим слоем.

Способ балансировки металлического зубчатого резонатора волнового твердотельного гироскопа // 2526217

Изобретение может быть использовано при производстве навигационных приборов. Способ балансировки металлического зубчатого резонатора волнового твердотельного гироскопа заключается в том, что измеряют параметры неуравновешенной массы, рассчитывают массу, подлежащую удалению с каждого балансировочного зубца, и удаляют неуравновешенную массу с поверхности балансировочных зубцов путем электрохимического растворения, при этом каждый зубец погружают в отдельную ванну с электролитом и через поверхность каждого зубца пропускают заранее рассчитанный электрический заряд, величину которого регулируют временем пропускания постоянного тока.

Чувствительный элемент твердотельного волнового гироскопа (варианты) // 2521783

Изобретение относится к твердотельным волновым гироскопам (ТВГ), которые используются для определения угловых перемещений в составе блоков навигационных устройств наземной и авиационно-космической техники.

Универсальный неконтактный гироскоп // 2521765

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано в различных устройствах ориентации подвижных объектов, в частности при производстве надежных малогабаритных гироскопов-акселерометров для приборов подземной навигации - инклинометров.

Способ возбуждения колебаний в чувствительном элементе твердотельного волнового гироскопа и устройство для его осуществления // 2518632

Изобретение относится к твердотельным волновым гироскопам (ТВГ), которые используются для определения угловых перемещений в составе блоков навигационных устройств наземной, морской, авиационной и космической техники.

Калибровка гироскопических систем с вибрационными гироскопами // 2509981

Изобретение относится к гироскопическим системам, которые основаны на использовании вибрационных гироскопов. В гироскопической системе, содержащей по меньшей мере четыре вибрационных гироскопа, первое измерение обеспечивается вибрационным гироскопом, подлежащим калибровке, и второе измерение обеспечивается комбинацией измерений из других вибрационных гироскопов системы.

Магнитная система динамически настраиваемого гироскопа // 2505784

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при создании динамически настраиваемых гироскопов (ДНГ). Сущность изобретения заключается в том, что магнитная система содержит кольцевой магнитопровод с П-образным сечением из магнитомягкого материала, на внутреннем выступе которого закреплен магнит с радиальной намагниченностью, образующий с внешним выступом магнитопровода рабочий зазор, при этом кромки полюсного наконечника и магнита закруглены.

Гирокомпас // 2544295

Изобретение относится к гироскопическим приборам для навигации, геодезии, измерения азимута на земной поверхности. Гирокомпас содержит корпус, платформу, датчик угловой скорости в виде гироскопа, закрепленного на платформе, датчик горизонта, приводной двигатель, систему управления гирокомпаса. В качестве датчика угловой скорости применяется волоконно-оптический гироскоп, установленный на поворотной платформе и через интерфейс RS-485 информационно связанный с внешней ЭВМ типа «ноутбук», горизонтирование платформы с волоконно-оптическим гироскопом осуществляется посредством линейных шаговых микродвигателей. Вращение отгоризонтированного датчика угловой скорости вокруг своей оси до угловой фиксации оптическим прибором ориентира на местности осуществляется через червячный редуктор от приводного шагового двигателя. Электрически шаговые двигатели через блоки управления, USB-разветвитель связаны с внешней ЭВМ. Обработка внешней ЭВМ данных с акселерометров осуществляется через малогабаритный, многофункциональный USB-модуль АЦП/ЦАП с функциями цифрового ввода-вывода. Техническим результатом изобретения является уменьшение размеров гирокомпаса и повышение точности измерений азимута на земной поверхности. 1 ил.

Способ уменьшения магнитного дрейфа зеемановских лазерных гироскопов // 2550376

Изобретение относится к приборостроению и представляет собой способ уменьшения магнитного дрейфа зеемановских лазерных гироскопов, вызванного термоЭДС на границах материалов магнитного экрана и корпуса. Способ заключается в том, что перед креплением магнитного экрана к корпусу гироскопа на элементы крепления и по крайней мере в местах соприкосновения магнитного экрана и корпуса, на корпус и/или магнитный экран наносят пленку из парилена толщиной 7…10 мкм. Техническим результатом является изоляция друг от друга корпуса и магнитного экрана, предотвращение возникновения термоЭДС и уменьшение магнитного дрейфа гироскопа. 4 ил.

Способ передачи данных через воздушный зазор и устройство для его осуществления // 2565527

Изобретение относится к передаче данных телеизмерений через воздушный зазор. Технический результат заключается в уменьшении потребляемой мощности и сокращении длительности формируемых сигналов. В способе в качестве сигнала возбуждения индуктивно связанных контуров используют короткие импульсы, например, положительной полярности, получаемые в результате дифференцирования исходных кодовых посылок данных. В устройстве на вращающейся части включены повторитель, дифференцирующая цепь, ограничитель, например, отрицательных импульсов, формирователь, первичный контур индуктивно связанных контуров и их вторичный контур на неподвижной части. Вход повторителя является входом устройства, а его выход через дифференцирующую цепь и ограничитель подключен к входу формирователя, выход которого подключен к первичному контуру индуктивно связанных контуров, выход вторичного контура которых является выходом устройства. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Метод для оценки ориентации, аппаратура и компьютерный программоноситель // 2565597

Изобретение относится к области управления рабочим орудием, присоединенным к корпусу машины, в частности к оценке ориентации и смещения рабочего орудия бульдозера относительно корпуса машины. Техническим результатом является повышение надежности и точности определения ориентации и смещения отвала бульдозера. Предложен метод для оценки ориентации из множества ориентаций управляемого рабочего орудия, присоединенного к корпусу машины, включающий следующие шаги: получение значения ускорения корпуса машины от акселерометра, установленного на корпусе машины; получение значения ускорения рабочего орудия от акселерометра, установленного на рабочем орудии; расчет оценки первого вектора состояния, соответствующего первому моменту времени из множества моментов времени, причем: оценка первого вектора состояния основана, по меньшей мере, на значении ускорения корпуса машины и значении ускорения рабочего орудия; и оценка первого вектора состояния включает векторное представление первой ориентации рабочего орудия относительно корпуса машины. Предложены также аппаратура для оценки ориентации рабочего оборудования и компьютерный программоноситель для осуществления указанного способа. 3 н. и 39 з.п. ф-лы, 9 ил.

Инерциальный датчик угловой скорости типа балансной мэмс и способ балансировки такого датчика // 2566534

Изобретение относится к вибрационному инерциальному датчику угловой скорости, такому как гирометр или гироскоп, и к способу балансировки этого датчика. Вибрационный инерциальный датчик угловой скорости типа МЭМС содержит опору для, по меньшей мере, двух масс, которые установлены с возможностью перемещения по отношению к опоре, и, по меньшей мере, один электростатический привод и, по меньшей мере, один электростатический детектор, которые предназначены соответственно для выработки и обнаружения колебания масс, при этом массы подвешены в рамке, которая присоединена с помощью средства подвешивания к опоре так, что массы и рамка имеют три степени свободы в плоскости относительно опоры. Технический результат - повышение точности балансировки датчика. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Блок стабилизации температуры инерциальной навигационной системы // 2567094

Изобретение относится к системам регулирования температуры и может быть использовано в инерциальных микромеханических навигационных системах на основе датчиков ускорения и угловой скорости. Блок стабилизации температуры инерциальной навигационной системы содержит микромеханическую инерциальную навигационную систему, электровентилятор, электронагреватель блока стабилизации температуры теплоносителя, датчик температуры, автоматический регулятор температуры. Датчик температуры и осушитель воздуха помещены в герметичном кожухе, содержащем минимальный объем воздуха, который через переходную плиту жестко связан с негерметичным кожухом, оснащенным радиатором, и который в свою очередь соединен с шаговым двигателем калибровки, размещенным на корпусе самодвижущейся платформы робототехнического комплекса. Электронагреватель блока стабилизации температуры теплоносителя и электровентилятор установлены внутри негерметичного кожуха. Автоматический регулятор температуры выполнен в виде блока управления, который включает в себя микроконтроллер, выполняющий программу стабилизации температуры и управляющий работой подсистем калибровки и стабилизации температуры. Технический результат - повышение точности навигационных определений. 2 ил.

Способ настройки фазы опорного сигнала демодулятора выходного тракта микромеханического гироскопа // 2577369

Изобретение относится к микромеханическим датчикам скорости вращения, в которых используется эффект Кориолиса, в частности к микромеханическим гироскопам (ММГ) вибрационного типа. Способ настройки фазы опорного сигнала демодулятора выходного тракта микромеханического гироскопа заключается в измерении выходного сигнала при изменении фазы опорного сигнала и последующем анализе получаемой зависимости, при этом последовательно задают первое и второе значения угловой скорости по оси чувствительности микромеханического гироскопа, находят зависимости выходного сигнала от фазы для двух значений задаваемых угловых скоростей, определяют первое (φ1) и второе (φ2) значения фазы, соответствующие точкам пересечения найденных зависимостей выходного сигнала от фазы, и выбирают фазу опорного сигнала, равную величине 0,5(φ1+φ2). Технический результат изобретения - повышение точности ММГ. 5 ил.

Способ изготовления ротора электростатического гироскопа // 2586396

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при производстве электростатических гироскопов. Способ изготовления ротора электростатического гироскопа содержит этапы, на которых: формируют из сплошной заготовки сферическую поверхность ротора, выполняют вдоль его диаметральной оси сквозное цилиндрическое отверстие, выполняют финишную обработку поверхности ротора, устанавливают ротор в корпусе гироскопа, выполняют обезгаживание ротора в корпусе, при этом вдоль диаметральной оси ротора, перпендикулярной к оси сквозного цилиндрического отверстия, выполняют второе сквозное цилиндрическое отверстие. Технический результат - повышение точности электростатического гироскопа. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ демпфирования нутационных колебаний ротора гироскопа // 2591297

Изобретение относится к следящим системам (СС) с гироскопическим приводом в качестве исполнительного механизма (ИМ). Технический результат - обеспечение устойчивой работы СС. Для этого дополнительно измеряют сигнал угловой скорости колебаний продольной оси корпуса исполнительного механизма, отображающий ее координаты в системе координат, связанной с корпусом, с помощью датчика угловой скорости колебаний продольной оси корпуса (ДУСк), формируют сигналы, отображающие вращающуюся систему координат ротора (ВСКр) на основе сигналов датчика вращения ротора относительно корпуса (ДВРк) и датчика вращения корпуса (ДВК), преобразуют сигнал датчика угла пеленга (ДУП) из ВСКр в неподвижную систему координат ротора (НСКр), а сигнал ДУСк - в неподвижную систему координат корпуса НСКк. Затем дифференцируют преобразованный сигнал ДУП, вычитают из него преобразованный сигнал ДУСк, а полученную разность сигналов преобразуют в дополнительный сигнал управления, отображающий координаты угловой скорости ротора на выходе звена нутаций на частоте сигнала управления угловым положением визирной оси головки самонаведения, и формируют отрицательную обратную связь между выходом и входом звена нутаций, вычитая ее из сигнала управления угловым положением визирной оси головки самонаведения. 2 з.п. ф-лы

Двухстепенной поплавковый гироскоп // 2594628

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве двухстепенных поплавковых гироскопов. Двухстепенной поплавковый гироскоп содержит корпус с двумя торцевыми крышками, цилиндрическую поплавковую гирокамеру, установленную в корпусе на камневых опорах, поддерживающую жидкость, заполняющую зазор между корпусом гироскопа и поплавковой гирокамерой, обмотку обогрева и обмотку термодатчика, размещенные на наружной цилиндрической поверхности корпуса, датчик угла, датчик момента, при этом внутри корпуса соосно с ним установлен цилиндр, на внутренней поверхности которого вдоль поплавковой камеры изолированно от корпуса установлены две идентичные системы из m электродов, где m=2(n+2), n=1,2 …, жестко связанных с цилиндром, геометрический центр поверхности плоской развертки одной системы электродов лежит по одну сторону от плоскости, перпендикулярной продольной оси гироскопа, делит цилиндрическую поверхность встроенного цилиндра на две равные части и симметричен геометрическому центру поверхности плоской развертки второй системы. Технический результат - повышение точности двухстепенного поплавкового гироскопа. 3 ил.