Инерционный измеритель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н11 586388

Союэ Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.03.76 (21) 2339114/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.12.77. Бюллетень № 48 (45) Дата опубликования описания 03.03.78 (51) М. Кл в 6 01Р 15/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДУ 531.768(088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. П. Демиденко, В. М. Боголюбов, П. П. Демиденко и

В. В. Просвирнин (71) Заявитель (54) ИНЕРЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЪ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в качестве чувствительного элемента для различных приборов и систем измерения линейных и угловых параметров движения основания.

Известны устройства для измерения угловых и линейных параметров движения основания (1).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство (2), содержащее приводной двигатель, систему рычагов инерционные массы и электрическое измерительно-преобразовательное устройство.

Основным недостатком известных устройств является то, что они измеряют угловые и линейные параметры движения лишь по одной кли по двум взаимно перпендикулярным осям.

Цель предлагаемого изобретения — одновременное измерение угловых и линейных параметров движения по трем взаимноперпендикулярным осям. Для этого к валу двигателя под углом от 30 до 90 прикреплены основные рычаги, к свободным концам которых под углом от 30 до 90 присоединены дополнительные рычаги с инерционными массами.

На чертеже изображена принципиальная кинематическая схема предлагаемого измерителя, 2

ОХИ вЂ” подвижная система координат, связанная с объектом (подвижным основанием), на котором установлен измеритель. Начало

0 этой системы находится в точке упругой

5 связи системы рычагов и вала приводного двигателя. Ось OZ совпадает по направлению с осью вращения двигателя. Проекции угловых и линейных скоростей движения объекта на оси Х, У и Z обозначены через

10 рi gз г И 1 Х1 +Y V/

О,;„» — вспомогательная система координат, участвующая во вращательном движении приводного двигателя. Ее начало совпадает с началом системы OXYZ, ось z совпадает по направлению с осьто Z, оси х и у повернуты в плоскости ХОУ относительно осей Х и 1/ на угол y=È, где Q — угловая скорость вращения привод ного двигателя.

/ / / /

0 х у z — подвижная система координат, связанная с центром вращения инерционной массы. Оси х, у и z параллельны соответствующим осям системы Oxyz, O xig

Приводной двигатель 1 установлен на подвижном основании 2. На выходном валу 3 двигателя в точке 0 при помощи упругой (торсионной} системы подвеса присоединены основные рычаги 4. В точках А и В к основным рычагам 4 прикреплены также при помощи упругой связи дополнительные рычаги

5 с инерционными массами 6. Предполагается, что торсионы имеют бесконечную жесткость на изгиб и конечную на кручение, Принцип работы инерционного измерителя состоит в следующем.

При вращении приводного двигателя со скоростью Q в случае отсутствия возмущений за счет действия центробежных сил инерционные массы отклоняются от исходного положения на постоянные для данной конструкции углы ао и (ао — фо). При наличии возмущающих воздействий (угловое и линейное перемещение подвижного основания) уравнения движения каждой инерционной массы по координатам а и ф при условии а — — фо можно записать в виде

В, Да+ р„да+ В,Ла + Взг +

+ В4 { j» cos p /у sin p) (Во+Во) X

+ д1/ pv,) — О

С,Дф + 1,„,дф + С,Дф + С, {p cos оз — q sin y) — C,г+ h,ф, +

+B,(j,+qV,— pV) =0, 30

35 где Да =а — а;

В, = В+ т (а +1*+2аl sin yt,);

B,=h„+ И (С вЂ” А+т (а +2a1 sin а,— 1зсоз2ао)); 4о

В, = — тИ1 (а cosa, + 1 sin а,);

В4 — ml cosa„= mlsina„

С, = В+ та, 45

C,=h,, + Q ((С вЂ” А) cos а,+та (а cosa,+ lsina,));

С, = Я((С вЂ” А) cosa, +пга {асоза, +1з1па,));

С4 — 2т а l sin а,;

А, В и С вЂ” моменты инерции грузика;

rn — масса грузика; и 1з. — коэффициенты демпфирующего момента по координатам а и 1 ;

Ь„и Ь вЂ” коэффициенты Восстанавлива ющего момента по тем же координатам; а и 1 — длины дополнительного и основного рычагов системы подвеса; г„ 1„ и 1, — проекции линейных ускорений

Как следует из уравнений (2}, величи ны

Предполагается, что начальная настройка прибора произведена из условий

Ь„ао — — ml Q (2а cos а + 1 sin2 а,) = О

2

А — С вЂ” т (а*+ 21 sin ао + аl (з)пао+з1п /о))= О 55

Регпенне уравнений (1} можно записать в виде: ((B, + B,) (j, + qV, — pV,)—

2 — B,{/ cosy — / sin ) — B,r);, (Cr — С,{pcos — qsin )— (2) — В.(/, - - qV. — р1,})

Как следует из уравнений (2}, величины

Да и Д несут информацию об угловых и линейных параметрах движения основания, на котором установлен измеритель. Если по каждому из отклонений Да и Дзр реализовать систему съема и преобразования управляющего сигнала по двум взаимноперпендикулярным осям, то на выходе соответствующих датчиков будут сняты сигналы, которые про" порциональны отклонениям:

DIÄ вЂ” Да, = ((В,+В,) (j,+qv — pV )—

В4./» Вз ) i

0,„- Д.,= ((B,+B,) (/,+qV pv )+

Вз

+ B4/у В 1 ) >

D Ä вЂ”. Да, = f(B, +В,) (j,+qv.— р /,) +

2

+ В,/ — В,г);

04,, — Дав — — ({B;+B.) (j.+qV. pV,)—

Вз — В4/ -Взг);

DI Д)= fCr Ср В Х

1:

Сз

Х (Л+ Ф » — Ф,В

02ф — - д )>з —. ". (Сву — Сзq Вв Х

Х (Л+ qv» — pV,));

0з, — дф, = (C,r + С,р — В, Х

С, Х (./, + Ф » — pv,В

D„q) -+ Av,. -. = (С,r + C,q — В, Х

С, x (j. + qv„— pv,))

Разделение сигналов выполняется по схеме:

Up - (03., — Dl ) — Дp — h з — Дyl — р

2Сз

Г

С

2сз

У -+ (04 — %у) -+ Дг/ = Дф — Дф = — p

С, U. - (0з., — 0г,,) — Д/„= — Да,— Да,=

2В, .

UJ (D3. 04) Д/у: Д- — Да = /,.

2В, 586388

Формула изобретения

Составитель Н. Граникова

Техред Л. Гладкова

Корректор Е. Мохова

Редактор Н. Громов

Подписное

Заказ 523/6 Изд. № 1018 Тираж 1109

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Инерционный измеритель, содержащий приводной двигатель, вал, систему рычагов, инерционные массы и электрическое измерительно-преобразовательное устройство, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью одновременного измерения угловых и линейных параметров движения по трем взаимноперпендикулярным осям, к валу двигателя под углом от 30 до 90 прикреплены основные рычаги, к свободным концам которых под углом от 30 до 90 прикреплены дополнительные рычаги с инерционными массами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии Мв 45 — 21760, кл. 111—

А31, 1970.

10 2. Патент США Ко 3382726, кл. 74 — 5.6, 1968.