Учебный прибор по механике

Учебный прибор по механике

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к учебным наглядным пособиям по теоретической механике и предназначено для демонстрации принципа действия одноосного гироскопического стабилизатора при парировании им постоянно действующего внешнего возмущения. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей путем демонстрации принципа гироскопической компенсации постоянно действующего внешнего возмущения. Учебный прибор содержит основание 1, на опорах 2 которого установлена стабилизированная платформа 4, центр тяжести которой расположен ниже ее оси подвеса. В центре платформы установлен на полуоси 8 полурамы подвеса 9 двухстепенной гироузел с гиромотором 10 и укреплены на стойке 6 поворотное круговое кольцо 11 с двигателем 13 и геркон 18, а на полураме подвеса 9 установлена пластина в виде стрелки-вектора 17, на которой укреплен постоянный магнит 16. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИС ГИЧ Е СК ИХ

РЕСПУБЛИК (ям G 09 B 23/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4617224/12 (22) 06.12.88 (46) 23.08.91, Бюл. N 31 (72) А.Б.Михайлин и Л,Д.Иванов (53) 681.136.51 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1497633, кл, G 09 В 23/06, 1989. (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО МЕХАНИКЕ (57) Изобретение относится к учебным наглядным пособиям по теоретической механике и предназначено для демонстрации принципа действия одноосного гироскопического стабилизатора при парировании им постоянно действующего внешнего возмущения. Цель изобретения — расширение ди. Ы,» 1672516 А1 дактических воэможностей путем демонстрации принципа гироскопической компенсации постоянно действующего внешнего возмущения. Учебный прибор содержит основание 1, на опорах 2 которого установлена стабилизированная платформа 4. центр тяжести которой расположен ниже ее оси подвеса. В центре платформы установлен на полуоси 8 полурамы подвеса 9 двухстепенной гироуэел с гиромотором 10 и укреп- лены на стойке 6 поворотное круговое кольцо 11 с двигателем 13 и геркон 18, а на полураме подвеса 9 установлена пластина в виде стрелки-вектора 17, на которой укреплен постоянный магнит 16. 2 ил.

1 672с„1 6!

11 l)pot(.ниа относи)ся к у«(б><ы>л нэI)Iл посОГ)иям по (еоретической меха>

f póI I «а СII yt. <»т елей i > рин ци па дейгтвия одно )с«ого гироскопического стабилизатора при пзрировз><ии им l10c10)нс(«<<его возмущения.

> (< .пь<(. Изобретения яf;Iчется рзсширеtie!o дидзктичес их возможностей зз c«åò демонстрации принципа гироскопической

КО>лПЕ><С»ЦИИ nOC In41<0 ??????????????<?????????? ???? ??i>

Нз фи<. 1 представлен у <ебный прибор, общий вид; на фиг. 2 - электрическая (,хема прибора, Учеб)<ый прибор по механике содержит ос«0()з«<1 1 (??????, .), i. i(otopoti?? ??????????><ди

I< ), i 3 () tI 0 L1 I,;! 0 I «,, (. I1Pr ) Ij(IrIb>loLI Оси кГ)оп Ят ся Ги)ко<)ь<() Г-образные опоры 2, нз которых с Ilo>10<ная платформ» 4, имеющая одну степень свободы г<ра013 ельного движения в вертикальной плоскости относительно основания, центр (яжесги которой расположен ниже ее оси подвесэ. Стабипь<зировэнная платформ» 4 содержит t) центре отверстие 5, осесиметрично >,oòopoìó н» платформе 4 установлена

«опля стойка 6, в которой на подшипнике 7 установлена перпендикулярно платформа 4 полая полуось 8 попурзмы подв.сз 9 двухстепенного гироскопа с гиромо<ором 10.

С><ару.ки полой стойки 6 установлено с возможностью вращения поворотное кругоВор кольцо 11, >43 котором располо;кен сьемный компенсацiIHI, груз 12, причем между платформой 4 и кольцо>л 11 имеется зазор. C! It.

15 (попоса), В узел стэбипиэир to!»efo момента входят геркон 18. «остоянныи >лагниг

16, установлен<>ыи нз пластине 17, выполнен«ой в виде стр(.пки, и репе 19 с переvnto

«зюв(ими >(oi!)»t I «»<ми группами 20

Пигзние гиро>10(()рз 10 и электрод Ilf»l)eni<

13 Осуше(I r)fille(ся !Ipouoднил»ми 2 1 «= pe3 пыкпю«з<апи 22 и 23 !lпя «;0«оре><ия г.<ро

УÇПЗ IIPИК1«t<Г1 пр«бпр р.-)60<»от в (,падующеи

ПОСЛЕДОН.) (Ель><(10,1, 1 Демо«(;p;) LI;)i) <>, спедя<ц<:И r.истамы.

Ь и(х(III I It4 (i:),lt > I r н,1

5<., Н1 и 23 82 выклю«ены, I еркон 18 и постоянный лз(нит 16 н-. Сориентированы друг относительно друга.

Включается выключатель 23 В2 и электропитание от источника питания через первые и вторые рззмыкзющие контакты 20

К1.1, К1.2) реле 19 поступает нэ двигатель 13 следящей системы (фиг. 1, 2), ротор которого начинает вращение и поворачивает обрезиненный приводной ролик 14, взаимодействующий с резиновым шлангом 1, укрепленным на платформе 4. В результате этого кольцо 11 начинает поворачиваться относительно стабилизированной платформы 4. В момент времени, когда в результате указанного поворо<з кольца l l геркон 18 окажется в var>IL4ерционнос(и исполнительного электродвигателя 13, начнет поворачиваться в противоположную сторону. После выхода геркона 18 из магнитного поля постоянной магнита 16 цепь питания реле

19 обеспечится и в цепь питания электродвигателя 13 через коммутирующие элементы 20 поступает напряжение другой полярности. вызывая вращение двигателя

13 в противоположном направлении, Таким образом, следящая система будет работать в автоколебатепьном режиме с малой амплитудой колебаний.

2. Демонстрация работы прибора с гироскопическим стабилизатором, не облада>0>цим боковой маятниковостью.

Включается выключатель 22 (В1) и электропитание от источника питания поступает нэ гидромотор 10 и раскручивает его ротор.

Включается также выключатель 23 (В2) и разарретируется гироузел 9, Затем на краи платформы 4 устэнавливак)т сменный груз 12 (ипи просто надавливают платформу рукой) и этим имитируют создание внешнего дестабилизирующего момента, приложенного к платформе 4 и на«раппе>4>4oго вдоль ocè поворота уK3занной ппзтформы.

На внешнее возмущение (ироскоп pear ирует прецессией с угповои ск01)остью (3.

Вспедсгпие 310гo появляется <ироскопический t«0<40>I) М), Н /3 сов /), который и рот иводеиствует внг<шнему дес тзбии изиру>ощем у момен гу, co); p»t< я я горизонтальное <<опожение ппзтфор><ы.

Прецесс!lpylou!L<й г<<дроузеп 9 всп< д . < вие работы с()едящеи сис)смы увпскзг< зз со бой кол >.цо 1 1, В > lr) t<1 >4r)(I !el< L1. >!) I дз

45 прецессирующий гироузел 9 и кольцо 11 повернутся на 90 градусов ф = + +90"). противодействующий гироскопический момент

Мн станет равен нулю и плагформа опро кинется.

Итогом демонстрации является констатация факта об ограниченных возможностях собственно гироскопической стабилизации платформы, 3. Демонстрация работы прибора с гироскопическим стабилизатором. обладающим боковой маягниковостью, Исходное положение прибора такое же, как и в предыдущей демонстрации.

На кольцо 11 устанавливается груз 12 и за счет этого система гироузел 9 — кольцо 11 приобретает боковую маятниковость. (В известном приборе эта маятниковость обеспечивается эа счет выдвижения гироузла на штанге из полурамы подвеса). Затем также как и в предыдущей демонстрации имитируется создание внешнего дестабилизирующего момента, приложенного к платформе

4 и направленного вдоль оси поворота указанной платформы.

На внешнее возмущение гироскоп реагирует процессией с угловой скоростью /3, увлекая эа собой вследствие работы следящей системы кольцо 11 с установленным на нем грузом 12, При этом кроме гироскопического момента М = Н 3cos P обусловлен ного прецессией, возникает дополнительный, стабилизирующий момент М2д л =P э!по, вызванный действием силы тяжести P груза 12, отстоящего от оси вращения гироузла на расстоянии и развернутого следящей системой на угол прецессии /3.

Улучшение стабилизирующих свойств прибора вследствие дополнительного согласно действующего стабилизирующего момента визуально наблюдают по реакции платформы 4 на внешнее возмущение, Подбором величины груза P 12 добиваются устойчивого парирования гиростабили5

3 пором лнеонгих возмущений f> 3 пп( дыíаtfèÿ плагформы

Формула изобретения

Учебный прибор Ilo механике, со!1 щий источник постоянного тока, основ; с установленной на нем гиростабили чч ванной платформой, ось вращения кото! ". размещена выше ее центра тяжести, з. крепленный на гиростабилизиронанн и платформе двухстепенный гироскоп с гиромотором и арретиром. внешняя полурзмкл гироскопа размещена на лертикальной полуоси вращения, а вектор кинематического момента гиромотора перпендикулярен к по луоси вращения, о тл и ч а ю шийся тем. что, с целью рвсширения дидактических возможностей за счет демонстрации принципа гироскопической компенсации постоянно действующих возмущений, он содержит дополнительно набор сменных компенсационных грузов и узел стабилизирующего момента, включающий поворотное кольцо для сменных грузов, установленые на нем реле, геркон и электродвигатель постоянного тока, на валу которого размещен приводной ролик, при этом на корпусе гиромотора размещена пластина с постоянным магнитом, установленным с возможностью взаимодействия с герконом, поворотное кольцо размещено соосно с полуосью вращения, а приводной ролик установлен с возможностью взаимодействия с гиростабилиэированной платформой, причем обмотка реле электрически связана с источником постоянного тока через геркон, переключающие контакты обеих контактных групп реле электрически соединены с соответствующей клеммой источника постоянного тока, первая клемма электродвигателя соединена с размыкающим контактом первой контактной группы и замыкающим контактом второй контактной группы, а вторая клемма электродвигателя связана с замыкающим контактом первой контактной группы и размыкающим контактом второй контактной группы.

1672516

17

Составитель В.Тюркин

Редактор В.Бугренкова Техред M.Moðãåíòàë КоРРектоР С,Черни

Заказ 2844 Тираж 280 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101