Установка для измерения усилия сочленения и расчленения соединителей

Изобретение относится к измерительному и испытательному оборудованию, в частности к устройствам для измерения усилия расчленения соединителей, в том числе многоштырьковых. Установка содержит основание, неподвижную и подвижную базовые плиты, две обоймы, выполненные с возможностью размещения в обоймах разъемов, шаговый двигатель с ходовым винтом, тензометрический датчик и модуль управления, выполненный с возможностью хранения информации об обоймах. Неподвижная и подвижная базовые плиты размещены на основании и соединены направляющими. Подвижная базовая плита выполнена с возможностью перемещения по направляющим. На подвижной и неподвижной базовых плитах размещено по обойме посредством штифтовой посадки. Тензометрический датчик соединен с неподвижной базовой плитой посредством кулисного механизма, а подвижная базовая плита соединена с шаговым двигателем с помощью ходового винта. Технический результат: повышение точности измерения усилия сочленения и расчленения, в том числе за счет увеличении точности перемещения при упрощении конструкции и повышении надежности конструкции и измерений. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к измерительному и испытательному оборудованию, в частности к устройствам для измерения усилия расчленения соединителей, в том числе многоштырьковых.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является техническое решение, известное из патента JP Н10315063, представляющее собой устройство для измерения усилия сочленения и расчленения. Установка конструктивно состоит из основания и двух базовых плит, одна из которых подвижная. Базовые плиты расположены на одной оси. Установка также содержит тензометрический датчик, расположенный на одной из базовых плит, и контроллер местоположения базовых плит. Установка позволяет проводить измерение усилия сочленения и расчленения соединителей в одном цикле испытаний.

Однако в данной конструкции используется механизм скольжения, основанный на гидравлическом поршне, который требует тщательной настройки и чувствительной высокоточной электронной настройки, что требует применения дополнительных элементов управления устройства, усложняет конструкцию и настройку устройства, а также снижают ее надежность.

Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в сложности конструкции и недостаточной надежности известных установок для измерения усилия сочленения и расчленения соединителей.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение точности измерения усилия сочленения и расчленения, в том числе за счет увеличения точности перемещения при упрощении конструкции и повышении надежности конструкции и измерений.

Указанный технический результат достигается за счет того, что установка для измерения усилия сочленения и расчленения соединителей содержит основание, неподвижную и подвижную базовые плиты, две обоймы, выполненные с возможностью размещения в обоймах разъемов, шаговый двигатель с ходовым винтом, тензометрический датчик и модуль управления, выполненный с возможностью хранения информации об обоймах, при этом неподвижная и подвижная базовые плиты размещены на основании и соединены направляющими, причем подвижная базовая плита выполнена с возможностью перемещения по направляющим, на подвижной и неподвижной базовых плитах размещено по обойме посредством штифтовой посадки, тензометрический датчик соединен с неподвижной базовой плитой посредством кулисного механизма, а подвижная базовая плита соединена с шаговым двигателем с помощью ходового винта.

Установка может быть снабжена сенсорной панелью.

Сенсорная панель может быть вынесена в отдельный корпус, установленный на кронштейне.

Сенсорная панель может быть выполнена с возможностью ввода и редактирования параметров установки.

Сенсорная панель может быть выполнена с возможностью индикации текущих значений параметров и режимов проведения измерения.

Установка конструктивно состоит из базовой механической установки, состоящей из основания, подвижной и неподвижной базовых плит. Подвижная базовая плита приводится в движение с помощью шагового двигателя. Неподвижная базовая плита связана с тензометрическим датчиком, сигнал которого используется для измерения усилия сочленения и/или расчленения испытуемых разъемов. Заявляемая установка позволяет проводить измерение и усилия сочленения, и усилия расчленения соединителей в одном цикле испытаний, что способствует повышению точности измерений.

Расположение неподвижной и подвижной базовых плит на одних и тех же направляющих обеспечивает высокую точность перемещения подвижной базовой плиты относительно неподвижной, связанной тензометрическим датчиком, что способствует повышению точности измерений.

На каждой из базовых плит, подвижной и неподвижной, установлено специализированное посадочное место - обойма, соответствующее типу испытуемого разъема. Применение штифтовой посадки обойм на базовые плиты обеспечивает высокую точность (соосность) перемещения обойм вместе с базовыми плитами, что обеспечивает повышение точности измерений.

Соединение неподвижной базовой плиты с тензометрическим датчиком с помощью кулисного механизма позволяет компенсировать изгиб тензометрического датчика при перемещении базовых плит, что позволяет повысить точность проведения измерений усилий сочленения и расчленения испытуемых соединителей.

Использование ходового винта с приводом от шагового двигателя для перемещения подвижной базовой плиты позволяет значительно повысить точность позиционирования и позволяет однозначно контролировать взаимное расположение и скорость перемещения подвижной базовой плиты относительно неподвижной.

Одновременный контроль модулем управления процессами перемещения с контролем величины усилия тензометрическим датчиком позволяет остановить процесс перемещения при фиксации тензометрическим датчиком величины усилия, превышающего максимально допустимые значения.

Модуль управления с базой данных идентификаторов позволяет однозначно установить требуемые параметры проведения измерений, в том числе скорость перемещения и требуемые зазоры, для соответствующего типа испытуемых разъемов, что обеспечивает точность соблюдения режимов измерения.

Наилучший вариант реализации заявляемого изобретения показан на фигурах 1-6, на которых изображены:

Фиг. 1 - вид установки сверху;

Фиг. 2 - вид установки сбоку;

Фиг. 3 - выноска разреза корпуса ходового винта;

Фиг. 4 - вид установки спереди с торца;

Фиг. 5 - общий вид установки;

Фиг. 6 - кулисный механизм.

На фиг. 1-6 позициями 1-30 показаны:

1 - основание;

2 - неподвижная плита;

3 - подвижная плита;

4 - обойма;

5 - шаговый двигатель;

6 - тензометрический датчик;

7 - направляющая;

8 - кулисный механизм;

9 - муфта;

10 - неподвижная опора;

11 - держатель;

12 - кронштейн концевого выключателя;

13 - каркас;

14 - регулируемая опора;

15 - кронштейн шагового двигателя;

16 - концевой выключатель;

17 - корпус измерительного блока;

18 - модуль с линейным подшипником;

19 - ходовой винт;

20 - гайка;

21 - корпус ходового винта;

22 - поперечина;

23 - защитный кожух;

24 - сенсорная панель;

25 - корпус сенсорной панели;

26 - кронштейн сенсорной панели;

27 - первый кулисный кронштейн;

28 - второго кулисный кронштейн

29 - кулиса;

30 - ось.

Установка для измерения усилия сочленения и расчленения соединителей содержит основание 1, неподвижную 2 и подвижную 3 базовые плиты, две обоймы 4, выполненные с возможностью размещения в них разъемов, шаговый двигатель 5 и тензометрический датчик 6.

Неподвижная 2 и подвижная 3 базовые плиты размещены на основании 1 и соединены направляющими 7.

Тензометрический датчик 6 соединен с неподвижной базовой плитой 2 посредством кулисного механизма 8. Подвижная базовая плита 3 соединена с шаговым двигателем 5.

В данном случае в качестве ходового винта 19 использована шарико-винтовая передача с приводом от шагового двигателя 5.

Выбор двигателя определяется максимальным усилием, которое необходимо развивать, и возможностью осуществлять управляемое вращение с требуемой скоростью, направлением и точностью по командам от модуля управления.

В случае необходимости реализовать большие усилия при сочленении и расчленении с целью устранить возможный «пропуск шагов» и тем самым увеличить точность перемещения на валу шарико-винтовой передачи может быть установлен дополнительно инкрементальный датчик, фиксирующий угловые перемещения с высокой точностью.

В данном случае на один полный оборот 360° шагового двигателя 5 требуется 3200 шагов, что обеспечивает перемещение подвижной базовой плиты 3 на 5 мм. Заявляемое устройство позволяет задавать различную скорость перемещения на разных участках и выдерживать ее значение с достаточно высокой точностью. В данном случае обеспечивается возможность на участке до проведения измерений выставлять эту скорость максимальной для ускорения процесса измерений, а на участке проведения измерений выдерживать ее значение в максимальном соответствии с требованиями ГОСТа или Технических Условий на данную процедуру. При фиксации превышения усилия есть возможность остановить подвижную плиту 3 или начать движение обратно. При этом точно известно положение подвижной плиты 3, т.е. ее текущая координата, где возникло превышение усилия. Таким образом, шаговый двигатель 5 или сервопривод в конкретной реализации в комплексе с шарико-винтовой передачей позволяет одновременно гарантировать и соблюдение установленной скорости, и выполнение перемещений на заданные расстояния с высокой точностью, в данном случае порядка 5 микрометров.

На каждой из базовых плит, подвижной 3 и неподвижной 2, установлено специализированное посадочное место - обойма 4, соответствующая типу испытуемого разъема. На подвижной 3 и неподвижной 2 базовых плитах обоймы 4 размещены посредством штифтовой посадки.

Основание 1 закреплено на каркасе 13 с регулируемыми опорами 14. Шаговый двигатель 5 закреплен на основании 1 посредством кронштейна 15 шагового двигателя.

Вал шагового двигателя 5 соединен с ходовым винтом 19 через муфту 9. Ходовой винт 19 закреплен в неподвижных опорах 10. Гайка 20, крепящаяся через корпус 21 ходового винта 19 к подвижной базовой плите 3, предназначена для преобразования вращательного движения вала шагового двигателя 5 в поступательное.

Возможность скольжения подвижной плиты 3 реализована при помощи модулей 18 с линейным подшипником по направляющим 7, закрепленным в держателях 11. Неподвижная плита 2 также опирается на направляющие 7.

Тензометрический датчик 6 соединен с поперечиной 22, крепящейся к каркасу 13.

Концевой выключатель 16 соединен с основанием 1 при помощи кронштейна 12 концевого выключателя.

Блок управления шаговым двигателем, источник питания, модуль обработки сигналов и контроллер шагового двигателя (не показаны) с тензометрическим датчиком 6 расположены в корпусе 17 измерительного блока.

Защитный кожух 23 закрывает от прямого доступа к вращающимся элементам установки.

Сенсорная панель 24 вставлена в корпус 25 сенсорной панели, выполненный из пластмассы и крепящийся на кронштейне 26 сенсорной панели, и предназначена для управления процессом измерения. Модуль управления и индикации выполнен на основе сенсорной панели 24 модели СПК110.

Кулисный механизм 8 состоит из первого кулисного кронштейна 27, второго кулисного кронштейна 28, кулисы 29 и осей 30.

Устройство работает следующим образом.

Испытуемый разъем помещают в обойму 4: отдельная часть для вилки и отдельная часть для розетки. Затем одна обойма 4, расположенная на подвижной базовой плите 3, приводится в движение по командам от модуля управления, а вторая часть, расположенная на неподвижной базовой плите 2, передает усилие, создающееся при сочленении и расчленении вилки и розетки, на тензометрический датчик 6.

Управление перемещением подвижной базовой плиты 3 осуществляется контроллером шагового двигателя 5 по командам от модуля управления и индикации.

Сигнал тензометрического датчика 6 оцифровывается специализированным АЦП, результаты которого обрабатываются модулем управления и индикации, снабженным микропроцессором. В зависимости от текущего режима работы и полученных данных о величине усилия, по командам от модуля управления и индикации осуществляют протоколирование результатов измерений, изменение направления и скорости перемещения.

Источник питания формирует постоянное напряжение 24 В из напряжения питающей сети 220 В / 50 Гц.

Для уменьшения влияния термо-ЭДС в соединительных проводах от тензометрического датчика 6 до входных (измерительных) цепей АЦП питание тензометрического датчика 6 осуществляется знакопеременным сигналом с последующей цифровой фильтрацией помех от промышленной сети с частотами 50,100 и 150 Гц.

Взаимодействие между модулем управления и индикации и измерительным модулем осуществляется по USB-шине, а между модулем управления и индикации и контроллером шагового двигателя - по протоколу MODBUS-RTU шины RS-485.

При смене типа испытуемого разъема, т.е. иной конструкции крепления испытуемого разъема в обойме 4, производят смену специализированного посадочного места на соответствующее типу испытуемого разъема и осуществляют начальную калибровку установки.

Обоймы 4 для каждого типа испытуемых разъемов имеют идентификатор, сообщающий установке характеристики данного типа: максимально допустимое усилие, скорость перемещения при проведении контрольных измерений усилия, дистанцию, на которой необходимо осуществлять контроль усилия и др.

Приведенные примеры являются частными случаями и не исчерпывают всех возможных реализаций заявляемого изобретения.

Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что различные вариации заявляемого устройства не изменяют сущность изобретения, а лишь определяют его конкретные воплощения.

1. Установка для измерения усилия сочленения и расчленения соединителей, характеризующаяся тем, что содержит основание, неподвижную и подвижную базовые плиты, две обоймы, выполненные с возможностью размещения в обоймах разъемов, шаговый двигатель с ходовым винтом, тензометрический датчик и модуль управления, выполненный с возможностью хранения информации об обоймах, при этом неподвижная и подвижная базовые плиты размещены на основании и соединены направляющими, причем подвижная базовая плита выполнена с возможностью перемещения по направляющим, на подвижной и неподвижной базовых плитах размещено по обойме посредством штифтовой посадки, тензометрический датчик соединен с неподвижной базовой плитой посредством кулисного механизма, а подвижная базовая плита соединена с шаговым двигателем с помощью ходового винта.

2. Установка по п. 1, характеризующаяся тем, что снабжена сенсорной панелью.

3. Установка по п. 2, характеризующаяся тем, что сенсорная панель вынесена в отдельный корпус, установленный на кронштейне.

4. Установка по п. 2, характеризующаяся тем, что сенсорная панель выполнена с возможностью ввода и редактирования параметров установки.

5. Установка по п. 2, характеризующаяся тем, что сенсорная панель выполнена с возможностью индикации текущих значений параметров и режимов проведения измерения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам измерения коэффициента Пуассона материала готовой герметичной тонкостенной полимерной трубки и может быть использовано для создания координатных детекторов на базе цилиндрических тонкостенных дрейфовых трубок, включающих, как правило, несколько тысяч каналов регистрации.

Изобретение относится к оптическим способам измерения деформаций в области исследования механических свойств материалов, в частности инструментальных сталей и твердых сплавов, путем приложения сжимающих статических нагрузок.

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов оптическими средствами измерения путем приложения к ним сжимающих статических нагрузок. Устройство содержит основание с неподвижной плитой и подвижную плиту.

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов оптическими средствами измерения путем приложения к ним сжимающих статических нагрузок. Устройство содержит основание с неподвижной плитой и подвижную плиту.

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов оптическими средствами измерения путем приложения к ним сжимающих статических нагрузок. Устройство для определения упругих постоянных малопластичных металлов и сплавов при повышенной температуре содержит основание с неподвижной плитой и подвижную плиту.

Изобретение относится к технике испытаний и измерений. Способ включает подготовку и разметку образцов, закрепление зажимов разрывной машины, нагружение, фиксирование и определение характера деформации пробы и ее измерение.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки работоспособности металлов в конструкции. Сущность: осуществляют нагружение образца с трещиной или с концентратором напряжений, в котором ось приложения нагрузки и ось действия распорного болта разнесены, фиксирование распорным болтом заданной деформации на образце с трещиной или с концентратором напряжений и последующую экспозицию нагруженного образца.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу изготовления образцов для испытания на внецентренное сжатие. Сущность: осуществляют высверливание на верхней и нижней опорной поверхности четырехугольной призмы симметричных парных сферических лунок для центрирующих элементов, одну пару из которых размещают по ее продольной оси.

Изобретение относится к устройствам для оценки механических и прочностных характеристик снежного покрова непосредственно в месте непосредственного залегания на лавиноопасных склонах горнолыжных комплексов.

Изобретение относится к испытательным устройствам и предназначено для контроля в радиационно-защитной камере на прочность соединений испытательного образца: корпуса источника ионизирующего излучения с концевой деталью (тросиком).

Группа изобретений относится к медицине. Хирургическая консоль содержит: нажимную пластину; и модуль датчика давления, содержащий датчик усилия; при этом нажимная пластина выполнена с возможностью перемещения относительно модуля датчика давления; и модуль датчика давления выполнен с возможностью измерения усилия, приложенного к модулю датчика давления эластичным контейнером, расположенным между модулем датчика давления и нажимной пластиной, причем указанное усилие используется для определения давления, связанного с эластичным контейнером.

Изобретение относится к отжимным прессам, предназначенным для воздействия прижимными силами на движущиеся полотна при получении различных материалов. Несколько групп датчиков расположены по окружности с некоторым интервалом друг от друга в каждом поперечном положении на чувствительном вале отжимного пресса для измерения и устранения, или практического устранения, воздействий вращательной изменчивости, которые могут существовать на чувствительном вале.

Устройство определения положения точки нулевого момента (ТНМ) при ходьбе человека без сгибания стопы представляет собой две прямоугольной формы подошвы с креплениями к ноге человека.

Изобретение относится к способу определения наличия заданных свойств контейнерного изделия, в частности, выполненного из пластмассы. Кроме того, изобретение относится к устройству для осуществления указанного способа.

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для измерения параметров силового воздействия на буровое долото режуще-скалывающего действия в процессе разрушения им породы.

Изобретение относится к способам опознавания воздействий на подъемно-транспортную машину. Осуществляя контроль эксплуатации транспортного средства, обнаруживают перегрузки при столкновении транспортного средства.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в регулируемых электроприводах общепромышленных механизмов и транспортных средств. Технический результат - расширение функциональных возможностей, повышение надежности и точности работы.
Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям, связанным с дозированием энергии при импульсном брикетировании металлической стружки. Сущность: объему пластически деформируемой стружки предварительно к моменту брикетирующего удара придают жесткое боковое ограничение, обеспечивающее числовое равенство безразмерных величин - истинной относительной деформации по высоте получаемого брикета и степени его пористости α.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам объективного контроля индивидуальных физических данных спортсмена, и может быть использовано в самых различных видах спорта.

Система измерения частоты вращения ротора газотурбинного двигателя относится к системам измерения частоты вращения ротора авиационных и наземных газотурбинных двигателей, имеющих циркуляционную систему смазки подшипниковых опор.

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к устройствам для испытания образца материала на сжатие в условиях гидростатического давления. Устройство содержит герметичный контейнер, установленные в его полости опору и размещенный со стороны одного из торцов контейнера плунжер, матрицу с коническим отверстием, закрепленную со стороны второго торца контейнера, вспомогательный образец, установленный на матрице и предназначенный для выпрессовывания его через матрицу, и две плиты для сжатия испытуемого образца, одна из которых установлена на опоре. Верхняя плита соединена со вспомогательным образцом с возможностью ее осевого перемещения. Технический результат: позволяет повысить надежность испытаний путем обеспечения одновременного перемещения верхней плиты и вспомогательного образца. 3 ил.

Изобретение относится к измерительному и испытательному оборудованию, в частности к устройствам для измерения усилия расчленения соединителей, в том числе многоштырьковых. Установка содержит основание, неподвижную и подвижную базовые плиты, две обоймы, выполненные с возможностью размещения в обоймах разъемов, шаговый двигатель с ходовым винтом, тензометрический датчик и модуль управления, выполненный с возможностью хранения информации об обоймах. Неподвижная и подвижная базовые плиты размещены на основании и соединены направляющими. Подвижная базовая плита выполнена с возможностью перемещения по направляющим. На подвижной и неподвижной базовых плитах размещено по обойме посредством штифтовой посадки. Тензометрический датчик соединен с неподвижной базовой плитой посредством кулисного механизма, а подвижная базовая плита соединена с шаговым двигателем с помощью ходового винта. Технический результат: повышение точности измерения усилия сочленения и расчленения, в том числе за счет увеличении точности перемещения при упрощении конструкции и повышении надежности конструкции и измерений. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх