Устройство для измерения механическогоимпеданса рук оператора

 

O ll И С А Н И Е < 802820

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.04.75 (21) 2119155118-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G 01 L 5/22

Государственный комитет

СССР (53) УДК 531.781 (088.8) Опубликовано 07.02.81. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 25.02.81 по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Э. А. Келлер и П. В. Шевеле

Пермский политехнический инсти (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОГО

ИМПЕДАНСА РУК ОПЕРАТОРА

Изобретение относится к силоизмерительной технике.

Известно устройство для измерения механического импеданса рук оператора, содержащее основание, жесткую раму с рукоятками, соединенную с основанием упругими элементами (1).

Недостатком указанного устройства является то, что оно не позволяет определить значение пространственного механического импеданса при обхвате рукояток руками оператора. о

Наиболее близким к предложенному устройству является устройство для измерения механического импеданса рук оператора, содержащее основание, жесткую раму, соединенную с основанием упругими элементами, равномерно распределенными по окружности, центр которой совпадает с центром тяжести рамы, датчики силы и скорости, установленные на раме (2).

Недостатком указанной конструкции является отсутствие регулировки амплитуд Ли 20 нейных и угловых колебаний рамы.

Это достигается тем, что основание снабжено тремя кронштейнами с дуговыми пазами, в которых размещены цилиндрические втулки, причем середина каждого упругого элемента жестко прикреплена к соответствующей втулке, а его концы соединены с введенной в устройство соответствующей т ягой, которая прикреплена к раме с возможностью поворота и фиксации в плоскости, перпендикулярной плоскости рамы.

На фиг. 1 изображено предложенное устройство, вид сбоку; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — сечение А — А фиг. 2; на фиг. 4, 5, 6 — схемы расположения тяг и упругих элементов подвески рамы.

Устройство содержит основание 1, жесткую раму 2 с рукоятками 3 и 4, соединенную с основанием тремя равножесткими упругими элементами 5, расположенными равномерно по окружности, центр которой совпадает с центром тяжести рамы. Середины упругих элементов жестко соединены с втулками 6 стопорными гайками 7, помещенными в дуговых пазах 8 кронштейнов 9 основания 1, фиксируемыми винтами 10, а их крайние витки жестко закреплены в проушинах и соединены тягами 11 с рамой 2. Крайние витки пружин жестко соединены тягами с рамой при помощи одноподвижных шарниров 12, элементы которых стягиваются

802820

Формула изобретения

4О

50 гайками 13. Расположенные через равные угловые интервалы по окружности тяги имеют возможность поворота в вертикальных плоскостях относительно рамы. Сменные грузы 14 прикрепляются к раме винтами 15.

Для измерения скорости и силы на входе в систему установлены соответственно трехкомпонентные датчики силы 16 и скорости 17.

Устройство работает следующим образом.

Вертикальные перемещения вибратора

18 передаются через основание 1, кронштейны 9 и упругие элементы 5 на тяги 11, жестко соединенные с рамой, и вызывают ее колебания, формы которых зависят от инерционных характеристик рамы, жесткости упругих элементов и положения тяг.

При однокомпонентных колебаниях рамы тяги с упругими элементыми устанавливаются горизонтально (см. фиг. 4). Центры В С, D жесткости упругих элементов лежат в плоскости х о у. Поскольку главные центральные оси 4 ly Iz инерции

ze рамы с рукоятками совпадают с главными центральными осями же."ткости системы упругих элементов, то колебания рамы с рукоятками будут несвязанными. Вертикальные колебания вибратора возбуждают независимые линейные z и угловые ср, р, + колебания рамы с рукоятками, амплитуды которых зависят от соотношения частоты колебания вибратора и соответственной частоты линейных колебаний <ц „рамы с рукоятками. При совпадении собственных частот угловых P, Ч с частотой возбуждения вибратора происходят независимые колебания указанных форм на этих частотах.

Собственные частоты и резонансные частоты регулируются изменением массы рамы набором сменных шайб.

При двухкомпонентных колебаниях рамы тяги устанавливаются так, чтобы их продольные оси были параллельны оси 7. (фиг. 5)

Центры В, С, D жесткости располагаются по окружности радиуса К и лежат в плоскости, параллельной плоскости хоу. Главные центральные оси инерции рамы и главные центральные оси жесткости системы упругих элементов становятся параллельными, а вертикальные оси совпадают. Образуется коль- 4 цевая подвеска рамы, приводящая к двум независимым колебаниям z и б и двум связанным х, ф. Подбором сменных грузов 14 система настраивается на резонанс связанных частот х или Y, что приводит к двухкомпонентным резонансным колебаниям рамы в плоскости xoz. Это позволяет осуществить режим двухсвязанных колебаний для всех диапазонов частот, амплитуды и форма которых зависят от отношения частот.

При пространственных колебаниях рамы тяги с упругими элементами устанавливаются под различными углами к горизонтальной плоскости (фиг. 6). Это приводит к несовпадению главных центральных осей инерции рамы с рукоятками и главных центральных осей жесткости системы упругих элементов и к связанности колебаний рамы.

Вертикальные колебания вибратора возбуждают шестисвязанные линейные, х, у, z u угловые f, t, д колебания рамы, амплитуды и формы которых зависят от соотношения а/tnt „и регулируются изменением положения тяг 11. При изменении положения тяг и упругих элементов центр жесткости системы упругих элементов смешается с оси z вибратора, изменяются величины крутильных жесткостей подвески рамы, что позволяет регулировать величины коэффициентов связи между формами колебаний, т.е. соотношение между амплитудами линейных и угловых колебаний, а также резонансные зоны рамы с рукоятками.

Дополнительная регулировка амплитуд осуществляется изменением положения центра тяжести рамы с рукоятками относительно оси вибратора подбором сменных шайб.

Устройство для измерения механического импеданса рук оператора, содержащее основание, жесткую раму, соединенную с основанием упругими элементами, равномерно распределенными по окружности, центр которой совпадает с центром тяжести рамы, датчики силы и скорости, установленные на раме, отличающееся тем, что, с целью регулировки амплитуд линейных и угловых колебаний рамы, основание снабжено тремя кронштейнами с дуговыми пазами, в которых размещены цилиндрические втулки, причем середина каждого упругого элемента жестко прикреплена к соответствующей втулке, а его концы соединены с введенной в устройство соответствующему ему тягой, которая прикреплена к раме с возможностью поворота и фиксации в плоскости, перпендикулярной плоскости рамы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лихачев В. С. Испытание тракторов.

М., 1973, с. 250 — 252.

2. Кибернетическая диагностика механических систем по виброакустическим процессам. Материалы Всесоюзного симпозиума. Каунас, 1972, с. 79 (прототип).

Е о A W 9, A = g у = 1 фиг. Ф х хууг w х ум оСоставитель Л. Кожевникова

Редактор T. Загребельная Техред А. Бойкас Корректор М. Шароши

Заказ 10069/55 Тираж 918 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4