Устройство для подбора лыжной мази
Владельцы патента RU 2560913:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" (RU)
Изобретение относится к принадлежностям для ухода за лыжами и может быть использовано для определения характеристик различных поверхностей, например скольжения лыж, на которые могут быть нанесены различные смазки (парафины, лыжная мазь и т.п.). Технический результат изобретения заключается в повышении точности измерений и сокращении времени определения характеристик скольжения лыжных смазок. Устройство для подбора лыжной мази содержит основание, источник питания, блок управления, измерительный блок, включающий в себя n-число имитационных дисков и узлов стыковки и фиксации имитационных дисков. Измерительный блок дополнительно содержит n-число датчиков угловых ускорений, шаговый электродвигатель, передающий вращение n-числу узлам передачи крутящего момента, которые связаны посредством узлов вертикального перемещения с n-числом узлов стыковки и фиксации имитационных дисков. Для обеспечения равномерности давления имитационного диска на снег и необходимого момента инерции узлы стыковки и фиксации снабжаются грузовыми элементами. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к принадлежностям для ухода за лыжами и может быть использовано для определения характеристик различных поверхностей, например скольжения лыж, на которые могут быть нанесены различные смазки (парафины, лыжная мазь и т.п.).
Известны устройства для подбора лыжной мази (авторские свидетельства СССР №787051 от 25.10.1978 г. и №1595545 от 24.12.1986 г.), в которых макет лыжи выполнен в виде сменных имитационных дисков, приводимых в движение спиральной пружиной. Недостатками таких устройств является трудоемкость процесса измерения, вызванная необходимостью взвода пружины. Кроме того, влияние пружины не позволяет получить сопоставимые результаты измерений при проведении параллельных измерений с использованием нескольких устройств, что не позволяет сократить время определения характеристик скольжения лыжных смазок. При этом для обеспечения стыковки имитационного диска при его установке необходимо осуществление вращения имитационного диска вокруг своей оси вручную, что обуславливает неудобство использования и приводит к дополнительным временным затратам.
В качестве прототипа было выбрано устройство для оценки лыжной смазки, описанное в патенте US №2008163667 от 15.02.2005 г., содержащее макет лыжи в виде диска с плоской рабочей поверхностью, на которую нанесен слой лыжной мази, грузовые элементы, приводной механизм, включающий электродвигатель с известной зависимостью силы тока от момента на валу электродвигателя, аккумуляторную батарею, блок управления электродвигателем и средства измерения электрических параметров, позволяющих оценить коэффициент трения смазок. Использование данного устройства не позволяет получить результаты измерений, пригодные для сопоставления, при одновременном измерении несколькими устройствами. Различия результатов измерений, полученных от разных устройств, обусловлены тем, что каждый электродвигатель имеет уникальные электрические и механические характеристики. Недостатком является также недостаточная точность измерений, обусловленная влиянием паразитных моментов трения в узлах электродвигателя и изменением его характеристик при повышении температуры обмоток в процессе работы, что, в свою очередь, обусловлено невозможностью изготовления электродвигателя с достаточно точной зависимостью силы тока от момента на валу во всем диапазоне рабочих температур и скоростей вращения вала, а также осуществлением измерений на разных скоростях вращения имитационного диска, поскольку скорость вращения зависит от коэффициента трения имитационного диска о снег.
Изобретение направлено на решение технических задач повышения точности измерений и сокращения времени определения характеристик скольжения лыжных смазок.
Повышение точности измерений достигается благодаря применению шагового электродвигателя, обеспечивающего одновременный разгон n-числа имитационных дисков до заданной скорости за заданное количество шагов с использованием n-числа узлов передачи крутящего момента, позволяющих отключать имитационные диски от шагового электродвигателя. Измерение проводится при инерционном вращении имитационных дисков, при разомкнутых узлах передачи крутящего момента (таким образом, что крутящий момент от вала шагового электродвигателя не передается на имитационные диски). С учетом высокой точности начальной скорости имитационных дисков, обеспеченной шаговым электродвигателем, результаты имеют высокую точность.
Сокращение времени определения характеристик скольжения лыжных мазей достигается путем обеспечения возможности проведения параллельных измерений характеристик нескольких лыжных мазей при помощи нескольких имитационных дисков, одновременно устанавливаемых на приборе.
Для достижения указанных технических результатов предлагается устройство для подбора лыжной мази, которое содержит основание, источник питания, блок управления, измерительный блок, включающий в себя n-число имитационных дисков и узлов стыковки и фиксации имитационного диска. Измерительный блок дополнительно содержит n-число датчиков угловых ускорений, шаговый электродвигатель, передающий вращение n-числу узлам передачи крутящего момента, которые связаны посредством узлов вертикального перемещения с n-числом узлов стыковки и фиксации имитационного диска. Для обеспечения равномерности давления имитационного диска на снег и необходимого момента инерции узлы стыковки и фиксации снабжаются грузовыми элементами.
Конструкция устройства для подбора лыжной мази изображена на фиг. 1, 2, 3.
На фигуре 1 изображено рабочее положение устройства для подбора лыжной мази (имитационные диски касаются снега), на фигуре 2 - положение для смены имитационных дисков и транспортировки, на фигуре 3 - измерительный блок устройства для подбора лыжной мази.
Устройство для подбора лыжной мази содержит основание (1), источник питания (2), блок управления (3), вертикальные направляющие (4) и измерительный блок (5). Измерительный блок (5) содержит шаговый электродвигатель (6), n-число узлов передачи крутящего момента (7), связанных с осью электродвигателя за счет зубчатой или фрикционной передачи (8), n-число датчиков угловых ускорений (9), n-число узлов передачи вертикального перемещения (10), грузовые элементы (11), n-число имитационных дисков (13) и узлов стыковки и фиксации имитационного диска (12).
Устройство работает следующим образом. Основание (1) устанавливается на снег. В рабочем положении (фиг. 1) измерительный блок (5) находится на заданном расстоянии над поверхностью снега, при этом узлы передачи вертикального перемещения (10) обеспечивают плотное прижатие имитационных дисков (13) к поверхности снега под действием массы грузовых элементов (11), расположенных на узле стыковки и фиксации (12). Вертикальные направляющие (4) позволяют приподнимать измерительный блок (5) над поверхностью снега и поворачивать его в положение, обеспечивающее простой доступ к имитационным дискам (13) с целью их быстрой замены (фиг. 2).
Шаговый электродвигатель (6) обеспечивает одновременный разгон ведущих частей узлов передачи крутящего момента (7) до заданной скорости посредством фрикционной или зубчатой передачи. Узел передачи крутящего момента (7) позволяет разрывать передачу крутящего момента от ведущего вала шагового электродвигателя к ведомому по команде блока управления (3). Узел передачи крутящего момента выполнен в виде фрикционной электромагнитной муфты.
При включении узлов передачи крутящего момента (7) шаговый электродвигатель (6) передает крутящий момент на имитационные диски (13) через узлы передачи вертикального перемещения (10) и раскручивает их до заданной скорости.
Измерение коэффициента трения мази происходит при инерционном вращении имитационных дисков следующим образом. При отключении узлов передачи крутящего момента (7) имитационные диски (13) продолжают вращаться по инерции с замедлением, которое зависит от момента инерции грузовых элементов (11) и силы трения между рабочей поверхностью имитационных дисков (13) и поверхностью снега. Поскольку грузовые элементы (11) выполнены таким образом, что момент инерции всех имитационных дисков (13) одинаков, замедление имитационных дисков (13) будет пропорционально коэффициенту трения между рабочей поверхностью имитационных дисков (13) и поверхностью снега. Замедление имитационных дисков (13) измеряется датчиками угловых ускорений (9) и передается для обработки в блок управления (3). Наиболее подходящая лыжная мазь выбирается по результатам тестирования путем сравнения величин коэффициентов трения поверхностей имитационных дисков с нанесенными на них различными лыжными мазями о снег.
1. Устройство для подбора лыжной мази, содержащее основание, источник питания, блок управления, измерительный блок, включающий в себя имитационный диск и узел стыковки и фиксации имитационного диска, отличающееся тем, что измерительный блок дополнительно содержит n-число датчиков угловых ускорений, шаговый электродвигатель, передающий вращение n-числу узлам передачи крутящего момента, которые связаны посредством узлов вертикального перемещения с n-числом узлов стыковки и фиксации имитационного диска.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узлы стыковки и фиксации снабжаются грузовыми элементами.
