Упаковка для хрупких грузов

Упаковка для хрупких грузов

Реферат

 

Использование: в любой области техники, преимущественно космической, для обеспечения качественной пространственной вибрационной защиты транспортируемых высокочувствительных и прецезионных объектов. Сущность изобретения: упаковка выполнения в виде контейнера с размещенным в нем упругим элементом, связанным с помощью узла крепления с защищаемым объектом. Упругий элемент выполнен в виде композитной тонкостенной оболочки, снабженной гибкими композитными элементами маятникового типа, с помощью которых упругий элемент и подвешен к контейнеру, причем оболочка изогнута в форме трапециевидной выпуклой фигуры, нижнее основание которой выполнено изогнутым в виде трех полуволн синусоиды. Конструкция упаковки позволяет проводить регулировку несущей способности, тонкую настройку силовой характеристики, регулирование жесткости подвески в горизонтальной плоскости. 5 з.п. ф-лы, 19 ил.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для обеспечения качественной пространственной вибрационной защиты транспортируемых объектов и может быть использовано в любой области техники, преимущественно в космической, где возникает необходимость транспортировки высокочувствительных и прецезионных объектов, нуждающихся в защите от вибрации на стартовом столе, на активном участке траектории (в условиях действия линейных перегрузок) и непосредственно на орбите в условиях микрогравитации (невесомости).

Известен ящик для хранения и перевозки хрупких изделий по А.С. N 482365 (СССР), МКИ B 65 D 85/38, 1975 г. содержащий жесткий контейнер, разъемную жесткую крестовину, которая соединена с остовом контейнера посредством виброизоляторов, выполненных, например, из губчатой резины, при этом крестовина имеет в центре выложенную губчатой резиной полость, в которую укладывается транспортируемый объект.

Упругие элементы из резины (или ее заменителей), которые, как известно, работают на сжатие и на сдвиг широко распространены и достаточно часто используются в упаковках. Эти две деформации позволяют использовать свойство резин запасать большую потенциальную энергию и иметь высокое внутреннее трение в структуре, что позволяет обеспечить защиту транспортируемого объекта от малоамплитудной высокочастотной вибрации при транспортировке по хорошим (например асфальтовым дорогам). Однако ни при таких условиях при использовании губчатой (или любой иной резины), имеющей вне зависимости от марки и способа изготовления большую жесткость и, как следствие, высокие частоты (6-20 Гц) свободных колебаний объекта в такой упаковке, не удается при приемлемых габаритах обеспечить высококачественную низкочастотную (0,2-1 Гц) пространственную защиту транспортируемого объекта. Это обусловлено тем, что рабочие ходы очень малы, жесткость высока, а прочность особенно при больших (неноминальных или аварийных) перемещениях, явно не достаточна. В результате этого все направленные низкочастотные вибрационные воздействия той или иной природы, которые, как известно, являются наиболее опасными для прецизионных и ответственных объектов вмасштабе 1:1, без к.-л. ослабления, передаются от фундамента (пола) транспортного средства на объект, что приводит к выходу его из строя (нарушение функционирования, механические поломки и т.д.).

Прототипом предлагаемого изобретения является упаковка для хрупких грузов (см. а.с. N 1470617, CCCP, МКИ B 65 D 85/38, B 65 D 85/42, 1989 г.), содержащая контейнер, размещенный в нем упругий элемент, а также узел крепления упругого элемента к защищаемому объекту, механизм регулирования несущей способности, механизм тонкой настройки силовой характеристики, два однотипных устройства регулирования жесткости в горизонтальной плоскости. Упругий элемент выполнен в виде замкнутой армированной тонкостенной оболочки, снабженной гибкими композитными элементами маятникового типа, причем оболочка выполнена из пружинной композитной полосы с предварительно напряженной структурой, изогнутой в форме трапециевидной выпуклой фигуры, нижнее основание которой выполнено изогнутым в виде трех полуволн синусоиды. Каждый композитный гибкий элемент маятникового типа выполнен образным из жгута, свитого из проволоки, состоящей, например, из титановой матрицы, армированной углеродными волокнами, причем два нижних конца каждого l -образного элемента соединены с упругим элементом, а третий конец соединен с устройством регулирования жесткости в горизонтальной плоскости. Узел крепления упругого элемента к защищаемому объекту выполнен в виде шпильки, посредством которой соединены верхнее и нижнее основания упругого элемента, установленный так, что ось шпильки, совпадает с осью симметрии упругого элемента. Механизм регулировки несущей способности выполнен в виде двух пар уголков, установленных на боковых сторонах упругого элемента и соединенных по краям шпильками. Механизм тонкой настройки силовой характеристики выполнен в виде двух наборов уголков, установленных в нижних углах упругого элемента с возможностью поджатия нижнего основания упругого элемента. Каждое устройство регулирования жесткости в горизонтальной плоскости состоит из опоры, закрепленной в верхней части корпуса контейнера и установленного на опоре шагового электродвигателя, на валу которого намотан свободный конец l образного элемента.

Необходимо отметить, что данная упаковка была (в числе многочисленных макетных образцов и их модификаций) всесторонне апробирована и исследована, в частности она прошла серию крупномасштабных лабораторных и особенно натурных (на автомобиле ЗИЛ-131 на полигоне ВАСХНИЛ СО АН СССР в г. Новосибирске) динамическихиспытаний, показав очень хорошие результаты. В некоторых случаях, например на вертикали, при установленном объекте заданного постоянного веса удалось получить частоту свободных колебаний порядка 0,2-0,5 Гц, что почти на порядок лучше, чем у существующих серийных упаковок. Данная упаковка будет и в дальнейшем широко использоваться и внедряться на предприятиях Москвы и г. Новосибирска для защиты при транспортировке от вибрации различных прецезионных и ответственных объектов.

Вместе с этим, как и любое другие техническое устройство, при всех своих несомненных и подтвержденных на практике достоинствах, данная упаковка не является абсолютно универсальной и имеет ограничения по применению в некоторых специфических случаях. Предположим, что упругий элемент упаковки настроен, отрегулирован и отлажен на высокоэффективную низкочастотную защиту объекта весом 1 кг. Если возникла необходимость защитить объект (с помощью той же самой упаковки) весом, например, 2 кг или 0,5 кг, то упаковку надо заново с помощью устройства регулировки несущей способности по оси Z которым она укомплектована, отладить и отстроить по оси Z (вертикаль), причем выполнить эту операцию вручную, сжимая (или растягивая) упругий элемент с помощью соответствующей шпильки. Но, к сожалению, ручная регулировка не всегда возможна, т.к. должна быть заменена автоматической, причем один и тот же объект может иметь разный вес. Действительно, предположим, что упаковка с объектом находится, например, на борту космического корабля. На стартовом поле, в период запуск маршевых двигателей вес объекта равен P mg, m масса, g 10 м c^-2 и а него действует вибрация, от которой упаковка должна его надежно защитить, имея, например, частоту свободных колебаний 0,5 Гц. На активном участке траектории в результате линейной перегрузки вес объекта возрастает, порой в несколько раз и равен Р n mg, где n - линейная перегрузка и на объект по-прежнему действует вибрация. Следовательно и при возросшем весе объекта упаковка должна эффективно защитить его от вибрации, причем она должна иметь все ту же малую частоту 0,5 Гц. Далее, космический корабль вышел на орбиту: теперь в условиях микрогравитации (невесомости) вес объекта практически "исчез": P mg 0, т.е. объект как-бы "парит" в упаковке, которая и здесь должна эффективно защитить объект от вибрации (а вибрация в невесомости оказывает на объект столь же и ничуть не меньше неблагоприятное воздействие, чем на Земле) и стой же самой низкой частотой. Таким образом, как видим по отношению к своему "земномуноминалу" вес объекта может изменяться как в меньшую сторону (вплоть до нуля в невесомости), так и в большую сторону (линейные перегрузки), т.е. ни в коей мере постоянным не является. При этом, чтобы в любом из трех вышеназванных режимов упаковка обеспечивала высококачественную низкочастотную защиту объекта одного и того же качества, с той же самой низкой частотой, ее упругий элемент должен отстраиваться и регулироваться на любую необходимую несущую способность по оси Z в автоматическом (а не ручном как в прототипе) режиме. Очевидно, что линейая перегрузка может действовать и в горизонтальной плоскости упаковки (плоскость X, Y), т. к. космический корабль в процессе выхода на орбиту может менять тем или иным образом свою ориентацию в пространстве. Иными словами, и в горизонтальной плоскости упругие параметры упаковки такие должны меняться в автоматическом режиме.

Целью предлагаемого изобретения является обеспечение высококачественной низкочастотной пространственной защиты объекта, вес которого является переменной величиной.

Поставленная цель достигается тем, что в известной упаковке для хрупких грузов, содержащей контейнер, размещенный в нем упругий элемент, узел крепления упругого элемента к защищаемому объекту, устройство регулирования несущей способности, устройство тонкой настройки силовой характеристики, устройство регулирования жесткости в горизонтальной плоскости, при этом упругий элемент выполнен в виде композитной тонкостенной оболочки, снабженной гибкими композитными элементами маятникового типа, с помощью которых упругих элемент подвешен к контейнеру, причем оболочка изогнута в форме трапециевидной выпуклой фигуры, нижнее основание которой выполнено изогнутым в виде трех полуволн синусоиды, причем узел крепления упругого элемента к защищаемому объекту выполнен в виде центральной вертикальной шпильки, посредством которой соединены верхнее и нижнее основание упругого элемента, установленной так, что ось шпильки совпадает с осью симметрии упругого элемента, при этом устройство тонкой настройки силовой характеристики выполнено в виде соединенных шпильками уголков, установленных в нижних углах упругого элемента с возможностью поджатия нижнего основания упругого элемента, она дополнительно содержит несущую жесткую рамку, вертикальные стойки которой снабжены горизонтальными полками, а ее ось симметрии совпадает с осью симметрии упругого элемента, две соосные и обращенные друг к другу конические призмы, первая из которых установлена в центренижнего основания несущей жесткой рамки, а вторая установлена на нижнем основании контейнера, устройство понижения жесткости в горизонтальной плоскости, установленное в двух упомянутых призмах и центрируемое ими так, что его ось совпадает с осью симметрии упругого элемента, устройство юстирования в горизонтальной плоскости, с одной стороны соединенное с устройством регулировки жесткости в горизонтальной плоскости, а с другой посредством выполненных в виде прямолинейных стержней гибких композитных элементов маятникового типа с несущей жесткой рамкой, два однотипных круглых несущих фланца с центральными сквозными отверстиями, острооттотченный вертикальный шип, расположенный на оси симметрии упругого элемента и забазированный своим торцем на верхнем основании контейнера, два шаровых шарнира, с помощью которых крепятся к верхнему основанию контейнера упомянутые реверсивные электродвигатели, датчик вертикальных перемещений, установленный на нижнем основании жесткой несущей рамки и связанный с центральной вертикальной шпилькой упругого элемента, датчик перемещений в горизонтальной плоскости, установленный на нижнем основании контейнера и так же связанный с нижним основанием жесткой несущей рамки, первый, второй и третий блоки системы автоматического управления, имеющие однотипную конструкцию, причем датчик вертикальных перемещений посредством первого блока системы управления электрической связан с устройством регулировки несущей способности, выполненным в виде двух однотипных модулей, установленных симметрично друг к другу относительно оси симметрии упругого элемента, в левом и правом местах сгиба верхней части упругого элемента, а датчик перемещений в горизонтальной плоскости посредством второго и третьего блоков системы управления электрически связан с двумя реверсивными электродвигателями, шарнирно закрепленными на верхнем основании контейнера, при этом упругий элемент выполнен разъемным в горизонтальной плоскости, и концы его верхней части в данной плоскости разъема зафиксированы на вертикальных стойках несущей жесткой рамки, а соединенные шпильками наборы уголков устройства тонкой настройки силовой характеристики с закрепленными на них нижним синусоидально изогнутым основанием упругого элемента установлены с возможностью горизонтального смещения, причем верхняя часть упругого элемента в своих левом и правом месте сгиба снабжена запрессованными в него круглыми несущими фланцами, каждый из которых имеет сквозное резьбовое отверстие и кинематически связан с соответствующим модулем устройства регулировки несущейспособности и соосен ему. Кроме того каждый из двух модулей устройства регулировки несущей способности включает в себя два разнесенных друг относительно друга и параллельных плоских тонкостенных фланца, скрепленных между собой двумя зеркально симметричными друг другу относительно оси симметрии парами болтов, на которые надеты резиновые втулки, причем в полости фланцев жестко установлена центрирующая втулка со сквозным отверстием, ось которого совпадает с осью резьбового отверстия круглого несущего фланца, реверсивный малогабаритный электродвигатель, жестко скрепленный с одним из плоских фланцев, ходовой винт, снабженный на одном конце гладким цилиндрическим шипом, а другим концом жестко соосно соединенный с валом реверсивного электродвигателя, при этом ходовой винт ввинчен в несущий круглый фланец, а его цилиндрический шип свободно вставлен в отверстие центрирующей втулки, причем верхняя часть упругого элемента в месте сгиба расположена во внутренней полости фланцев и свободно без зазора пропущена между первой и второй парами надетых на болту резиновых втулок.

Кроме того, устройство юстирования в горизонтальной плоскости выполнено, например, в виде жесткой прямоугольной полосы, в центре которой забазирована призма, на которую оперт остроотточенный вертикальный шип, закрепленный а верхнем основании контейнера, при этом как в поперечном, так и в продольном направлениях полоса снабжена симметрично расположенным по отношению к упомянутой призме шаровой самоустанавливающейся опорой с резьбовым отверстием, в которое ввинчена шпилька, и натяжной скобой с пружиной растяжения, обращенной к упругому элементу, причем в полосе перпендикулярно натяжной скобе выполнен сквозной паз, при этом обе шпильки жестко соединяются с валами соответствующих реверсивных электродвигателей, а натяжные скобы посредством пружин растяжения соединяются с верхним основанием контейнера.

Кроме этого, устройство понижения жесткости в горизонтальной плоскости выполнено в виде полой трубки с двумя диаметрально расположенными и идущими по образующей сквозными прорезями, в которых размещено снабженное поперечной стяжной шпилькой гибкое поджимное кольцо, центр которого лежит на оси трубки, а в последнюю в обоих концов вставлены с возможностью свободного осевого перемещения два остроотточенных наконечника, торцы которых жестко скреплены с гибким пружинным кольцом, а наконечники опираются на призмы, размещенные на несущей жесткой рамке и на дне контейнера.

Кроме того, датчик вертикальных перемещений включает корпус, люминесцентный источник света, имеющий возможность обеспечивать на рабочей базе направленный на расходящийся пучок света с квадратным световым пятном на вертикальной стенке корпуса, два фототриода, включенных по схеме со свободной базой, установленные на этой же стенке на единой вертикали симметрично друг другу относительно центра квадратного светового пятна, причем каждый фототриод отстоит от ближайшей к нему границы светового пятна на величину максимально допустимой амплитуды колебаний груза по вертикали, при этом люминесцентный источник света жестко связан, например горизонтальным кронштейном с нижним концом центральной вертикальной шпильки упругого элемента, а корпус датчика забазирован, например, на нижнем основании жесткой несущей рамки, причем оба фототриода электрически связаны через первый блок системы управления с двумя имеющими возможность синхронно функционировать реверсивными электродвигателями устройства регулировки несущей способности.

Датчик перемещений в горизонтальной плоскости включает корпус, люминесцентный источник света, имеющий возможность обеспечивать на рабочей базе направленный нерасходящийся пучок света с квадратным световым пятном на горизонтальном нижнем основании корпуса, две пары забазированных на том же основании фототриодов, первая из которых включена по схеме со свободной базой и установлена симметрично друг другу относительно центра квадратного светового пятна в продольно-горизонтальном направлении, а вторая пара фототриодов, также включенная по схеме со свободной базой, таким же образом в поперечном горизонтальном направлении, причем каждый из четырех фототриодов расположен от ближайшей от него границы светового пятна на величину максимально допустимой амплитуды колебаний груза в горизонтальной плоскости, при этом корпус датчика смонтирован на нижнем основании контейнера, а люминесцентный источник света жестко соединен посредством, например, вертикального кронштейна с нижним основанием жесткой несущей рамки, причем обе пары фототриодов электрически связаны посредством второго и третьего блоков системы управления с обоими реверсивными электродвигателями, шарнирно соединительным верхним основанием контейнера.

Кроме этого, каждый из трех блоков системы автоматического управления содержит, например, два однотипных четырехконтактных реле, обмотки которых соединены с соответствующей парой фототриодов, соединенных по стандартной схеме со свободной базой, причем контакты упомянутых реле имеет возможность управлять включением двигателя c данной полярностью и его составом.

Заявитель отмечает, что из патентной и научно-технической литературы ему не известны конструкции упаковок, подобные предложенной, т.е. способных обеспечить высококачественную пространственную низкочастотную защиту объекта, вес которого может изменяться в любых пределах, причем все функциональные упругие элементы автоматически с помощью следящих механизмов и систем оригинальной конструкции настраиваются на оптимальные рабочие параметры, т. е. обеспечивают защиту объекта на стартовом столе, на этапе выхода на орбиту и в условиях микрогравитации (невесомости). Ниже, в тексте описания заявителем подробно будут проиллюстрированы новые и существенные признаки всех многочисленных конструктивных элементов, деталей и узлов предлагаемой упаковки, а также новые, не встречающиеся ни в одной из известных конструкций связи между этими признаками и отличиями, благодаря которым упаковки приобретают качественно новые особенности.

Таким образом предлагаемое изобретение удовлетворяет критерию "существенные отличия".

Сущность изобретения поясняется нижеследующим описанием и прилагаемыми чертежами, где на фиг.1 схематически показана предлагаемая упаковка для крупных грузов, фронтальный вид, на фиг.2 то же, вид сбоку, на фиг.3 показано нижнее основание упругого элемента с устройством тонкой настройки силовой характеристики, вид сверху (вид по стрелке А а фиг.1), на фиг.4 в увеличенном масштабе схематично показан один из двух модулей устройства регулировки несущей способности, фронтальный вид, на фиг.5 то же, вид сбоку (вид по стрелке Б на фиг.4), на фиг.6 показаны новые характеристики (зависимости между силами Fx, Fy, Fz и вызываемой ею упругой деформации по осям X, Y, Z) предлагаемой упаковки, на фиг.7 в аксонометрии схематично показана юстировочная шайба с устройством регулировки жесткости упаковки в горизонтальной плоскости, на фиг. 8 схематично показан датчик перемещений по вертикали, фронтальный вид, на фиг.9 схематично показан датчик перемещений в горизонтальной плоскости, фронтальный вид, а на фиг.10 то же, вид сверху, на фиг.11 представлена электрическая схема функционального узла "фототриоды блок системы автоматического управления реверсивный электродвигатель", на фиг.12 показан упругий элемент упаковки (ось Z), настроенный на режим симметричной работы при постоянном весе защищаемого объекта при нахождении космического корабля с упаковкой на стартовом столе, на фиг.3 схематичнопоказан упругий элемент упаковки, в котором за счет линейных перегрузок при выводе на орбиту на активном участке траектории, возрос вес объекта и появился несимметричный режим работы, а фиг.14 то же, но упругий элемент вновь выведен на требуемый симметричный режим работы, на фиг. 15 схематично показан упругий элемент упаковки, находящийся в условиях невесомости, не имеющий статической осадки и попавший в симметричный рабочий режим, на фиг.16 то же, но упругий элемент выведен в требуемый симметричный режим работы, на фиг.17 схематично показан функциональный элемент упаковки типа "юстировочная шайба маятниковый упругий элемент" с симметричной рабочей характеристикой при отсутствии линейной перегрузки в горизонтальной плоскости, на фиг.18 то же, но с симметричной рабочей характеристикой при наличии линейной перегрузки в горизонтальной плоскости, на фиг.19 то же, с симметричной рабочей характеристикой при наличии линейной перегрузки в горизонтальной плоскости.

Предлагаемая упаковка для хрупких грузов содержит следующие функциональные элементы (см. фиг.1): 1. Контейнер, при этом его верхнее основание обозначено позицией 1, а нижнее основание (дно) позицией 2; 2. Упругий элемент 3-4, обеспечивающий упругость упаковки по оси и выполненный в виде композитной тонкостенной оболочки, снабженный гибкими композитными элементами 5 маятникового типа (это гибкие упругие стержни - пружины, изготовленные, например, из спрессованных углеводородных волокон, которые обеспечивают необходимую упругую податливость упаковки в горизонтальной плоскости X, Y). При этом оболочка в форме трапециевидной выпуклой фигуры, нижнее основание 4 которой выполнено изогнутым в виде трех полуволн синусоиды, причем узел крепления 6 упругого элемента к защитному объекту 7 выполнен в виде центральной вертикальной шпильки 6 посредством которой соединены верхнее 3 и нижнее 4 основания упругого элемента, установленной так, что ось шпильки совпадает с осью симметрии (ось Z) упругого элемента. Упругий элемент 3-4 выполнен разъемным в горизонтальной плоскости (плоскость X-Y) и концы его верхней части 3 в данной плоскости разъема зафиксированы на вертикальных стойках 9 и 10 несущей жесткой рамки 8, а соединенные шпильки 11 и 12 уголки 13 и 14 устройства тонкой настройки силовой характеристики с закрепленными на них с возможностью торцевого поджатия нижним синусоидально изогнутым основанием 4 упругого элемента забазированы с возможностью горизонтального смещения (т.е. поджатия)при регулировках на горизонтальных полках 15 и 16 жесткой несущей рамки, причем верхняя часть 3 упругого элемента в своих левом и правом месте сгиба снабжена запрессованными в него круглыми несущими фланцами 17 (см. фиг.4) каждый из которых имеет сквозное резьбовое отверстие и кинематически связан с соответствующим модулем (см. ниже) устройства регулировки несущей способности и соосен ему. Как наглядно видно жесткая рамка 8 соединяет между собой концы нижнего 4 и верхнего 3 основания упругого элемента, а ее ось симметрии совпадает с осью симметрии упругого элемента 3-4, причем к жесткой рамке крепятся нижние концы упругих элементов 5, которые, как говорилось выше, обеспечивают необходимую упругость упаковки в горизонтальной плоскости XY.

Как наглядно видно, в данном случае концы верхнего основания 3 упругого элемента жестко забазированы на жесткой рамке 8 (т.е. на ее вертикальных стойках 9 и 10), т.е. данные концы не перемещаются по горизонтали (как это было в прототипе) при поджатии во время регулировок шпильками 11 и 12 нижнего основания 4 упругого элемента. Напомним, что в прототипе при поджатии нижнего основания упругой цельной оболочки автоматически (т.е. одновременно с ним) поджалась и верхняя часть оболочки, что, как показали эксперименты заявителя, безразлично при больших и средних ходах, но нежелательно при малых ходах и малых габаритах упаковки. Поэтому было решено выполнять оболочку (упругий элемент) разрезным, соединить его обе части жесткой рамкой 8 и поджимать нижнее основание 4 шпильками 11 и 12 так, чтобы при этом верхняя часть 3 упругого элемента никаких горизонтальных смещений и поджатий не испытывали (после поджатия нижнего основания 4 шпильками 11 и 12, уголки 13 и 14 жестко фиксируются на горизонтальных полках 15 и 16 жесткой рамки 8).

Устройство регулирования жесткости в горизонтальной плоскости в виде двух установленных на верхнем основании контейнера 1 реверсивных электродвигателей 18 и 19 (см. также фиг.7). При этом здесь и далее полагаем, что все используемые в предлагаемой упаковке реверсивные электродвигатели в обязательном порядке укомплектованы встроенными в них редукторами, благодаря которым на выходном валу электродвигатели имеют малое число оборотов (например 60 об/мин и т.д.).

Соосные и обращенные друг к другу конические призмы 20 и 21, первая из которых 20 установлена в центре нижнего основания несущей жесткой рамки 8, а вторая 21 забазирована на нижнем основании 2контейнера, а также устройство понижения жесткости в горизонтальной плоскости, установленные в двух упомянутых призмах 20 и 21 и центрируемое ими так, что ось совпадает с осью симметрии (ось Z) упругого элемента. При этом, устройство понижения жесткости в горизонтальной плоскости выполнено в виде полой трубки 22 с двумя диаметрально расположенными и идущими по образующей сквозными пазами-прорезями 23 и 24, в которых размещено снабженное поперечной стяжной шпилькой 25 гибкое поджимное кольцо 26 центр которого лежит на оси трубки, а в последнюю с обоих концов вставлены с возможностью свободного осевого перемещения два остроотточенных наконечника 27 и 28 торцы которых жестко скреплены с гибким пружинным кольцом 26, а наконечники опираются на призмы 20 и 21, размещенные на несущей жесткой рамке 8 и на дне контейнера 2.

Устройство юстирования в горизонтальной плоскости (см. также фиг.7) с одной стороны соединенное с устройством регулировки жесткости в горизонтальной плоскости (т.е. электродвигателями 18 и 19), а с другой посредством выполненных, как говорилось, в виде прямолинейных стержней 5 гибких композитных элементов маятникового типа с несущей жесткой рамкой 8, здесь же имеется остроотточенный вертикальный шип 29, расположенный на оси симметрии упругого элемента (ось Z) и забазированный своим торцем на верхнем основании 1 контейнера, причем данный шип 29 центрирует опирающееся на него устройство юстирования в горизонтальной плоскости, причем верхнее основание 1 контейнера снабжено двумя шаровыми шарнирами 30 и 31 к данному основанию контейнера упомянутые реверсивные электродвигатели 18 и 19 (см. также фиг.7). При этом само устройство юстирования в горизонтальной плоскости (см. фиг.7, фиг.1, фиг. 2) выполнено, например, в виде детской прямоугольной полосы 32 в центре которой забазирована призма 33, на которую оперт остроотточенный вертикальный шип 29, закрепленный на верхнем основании 1 контейнера, при этом как в поперечном (ось X), так и в продольном (ось Х) направлениях полоса 32 снабжена симметрично расположенным по отношению к упомянутой призме шаровой самоустанавливающейся опорой (34 по оси Х и 35 по оси Y) с резьбовым отверстием, в которое ввинчена шпилька, при этом шпилька 36 ввинчена в опору 34, а шпилька 37 в опору 35, и натяжной скобой 38 или 39 с пружиной растяжения 40 или 41 обращенной к упругому элементу, причем в полосе перпендикулярно натяжной скобе 38 или 39 выполнен сквозной паз 42 или 43 соответственно при этом обе шпильки 36 или 37 жестко соединяются с валами соответствующих реверсивных электродвигателей 19 и 18, а натяжныескобы 38 и 39 посредством пружин растяжения 40 и 41 соответственно соединяются с верхним основанием 1 контейнера.

Датчик вертикальных перемещений 44, установленный на нижнем основании жесткой несущей рамки 8 и связанный с центральной вертикальной шпилькой 6 упругого элемента, датчик перемещений в горизонтальной плоскости 45, установленный на нижнем основании 2 контейнера и так же связанный с нижним основанием жесткой несущей рамки 8, первый, второй и третий блоки 46, 47, 48 системы автоматического управления, имеющие однотипную конструкцию (подробно будет рассмотрена ниже), причем датчик вертикальных перемещений 44 посредством первого блока 46 системы управления электрически связан с устройством регулировки несущей способности, выполненным в виде двух однотипных модулей А и В (фиг.1), установленных симметрично друг другу относительно оси симметрии упругого элемента (подробно их конструкция будет описана ниже), в левом и правом месте сшиба верхней части 3 упругого элемента и имеющих возможность синхронно функционировать, а датчик перемещений в горизонтальной плоскости посредством второго и третьего блоков 47 и 48 системы управления электрически связан с двумя реверсивными электродвигателями (18 и 19) шарнирно закрепленными на верхнем основании контейнера.

Каждый из двух модулей А и В устройства регулировки несущей способности включает в себя (см. фиг.4, фиг.5, фиг.1 и фиг.2) два разнесенных друг относительно друга и параллельных плоских тонкостенных фланца 49 и 50, скрепленных между собой двумя зеркально симметричными друг другу относительно оси симметрии модуля парами болтов (51-52 и 53-54) на которые надеты резиновые втулки 55, причем в полости фланцев жестко установлена центрирующая втулка 56 со сквозным отверстием, ось которого совпадает с осью резьбового отверстия круглого несущего фланца 17, реверсивный электродвигатель 57, жестко скрепленный с одним из плоских фланцев (например с фланцем 49), ходовой винт 58, снабженный на одном конце гладким цилиндрическим шипом 59, а другим концом жестко соосно соединенный с валом реверсивного электродвигателя 57, при этом ходовой винт 58 ввинчен в несущий круглый фланец 17, а его цилиндрический шип 59 свободно вставлен в отверстие центрирующей втулки 56, причем верхняя часть упругого элемента 3 в месте сгиба АоСо расположена во внутренней полости фланцев и свободно без зазора пропущена между первой и второй парами надетых на болты 51-52 и 53-54 резиновых втулок 55.

Кроме этого: а) датчик вертикальных перемещений (см.фиг.1) включает корпус 44, люминесцентный источник света 60 (см. фиг.8), имеющий возможность обеспечивать на рабочей базе направленный не расходящийся пучок света с квадратным световым пятном (ширина пятна ) на вертикальной стенке корпуса, два фототриода 61 и 62, включенный по стандартной схеме со свободной базой, установленные на этой же стенке на единой вертикали симметрично друг другу относительно центра m' квадратного светового пятна, причем каждый фототриод отстоит от ближайшей к нему границы светового пятна на Z_max величину максимально допустимой амплитуды колебаний груза 7, закрепленного на шпильке 6, по вертикали, при этом люминесцентный источник света 60 жестко связан, например горизонтальным кронштейном 63 с нижним концом центральной вертикальной шпильки 6 упругого элементах, а корпус датчика 44 забазирован, например, на нижнем основании жесткой несущей рамки 8, причем оба фототриода 61 и 62 электрически связаны через первый блок 46 системы автоматического управления с двумя имеющими возможность синхронно функционировать реверсивными электродвигателями 57 устройства регулировки несущей способности, т.е. с двигателями 57 модуля А и модуля В устройства регулировки несущей способности.

Кроме этого датчик снабжен упругими упорами отбойниками 64, которые не позволяют грузу 7 колебаться с амплитудой превосходящей (Z_max+), т.е. не позволяют световому пятну уходить за нижнюю границу фототриода 62 и за верхнюю границу фототриода 61, при этом если все же амплитуда превзошла (Z_max+), то с упорами 64 имеет возможность взаимодействовать высокопрочный жесткий цоколь люминесцентного источника света 60.

б) датчик перемещений в горизонтальной плоскости (см. фиг.1, а также фиг.9 и фиг.10) включает корпус 45, люминесцентный источник света 65, имеющий возможность обеспечивать на рабочей базе направленный нерасходящийся пучок света с квадратным световым пятном 66 шириной на горизонтальном нижнем основании корпуса (фиг.10) две пары забазированных на том же основании фототриодов 67-68 и 69-70, первая из которых 67-68 включена по схеме со свободной базой и установлена симметрично друг другу относительно центра m" квадратного светового пятна 66 в продольном горизонтальном направлении Х, а вторая пара фототриодов 69-70 также включенная по схеме со свободной базой, таким же образом установленав поперечном горизонтальном направлении Y, причем каждый из четырех фототриодов расположен от ближайшей от него границы светового пятна на величину максимально допустимой амплитуды колебаний груза X^o_max (при этом полагаем, что X^o_max=Y^o_max) в горизонтальной плоскости, при этом корпус 45 датчика смонтирован на нижнем основании 2 контейнера, а люминесцентный источник света 65 жестко соединен посредством, например, вертикального кронштейна 71 с нижним основанием жесткой несущей рамки 8, причем обе пары фототриодов электрически связаны посредством второго и третьего блоков системы управления с обоими реверсивными электродвигателями, шарнирно соединенными с верхним основанием контейнера, т.е. фототриоды 67 и 68 посредством блока автоматического управления 47 электрически связаны с двигателем 19, а фототриоды 69 и 70 посредством блока автоматического управления 48 электрически связаны с электродвигателем 19.

Здесь также как и в датчике вертикальных перемещений, корпус 45 снабжен упругими упорами отбойниками 72, с которыми может взаимодействовать жесткий и высокопрочный коpпус люминесцентного источника света 65 если в неноминальном режиме амплитуда колебаний превышает величину ((X^o_max+).).

в) каждый из трех блоков 46, 47, 48 системы автоматического управления содержит (см. фиг.11) например, два однотипных четырехконтактных реле 73 и 74, обмотки которых соединены с соответствующей парой фототриодов например 61-62 (или 67-68 или 69-70), соединенных как подчеркивалось выше по стандартной схеме со свободной базой, причем контакты 75 и 76 упомянутых реле имеют возможность управлять включением двигателей 57 (или двигателя 18, или 19) с заданной полярностью и его остановом.

1. Рассмотрим направление Z, т.е. вертикаль (фиг.12). В наземных условиях, например, на стартовом столе виброзащита объекта 7 весом Р mg по вертикали Z обеспечивается верхней частью 3 упругого элемента, имеющей положительную жесткость и линейную силовую характеристику 1 (фиг.6) и нижней, поджатой с торцев, частью 4 упругого элемента, имеющей вследствие возможность появления неустойчивости (прощелкивания) при торцевом поджатии отрицательную жесткость и с иловую характеристику 2 (фиг.6) с участком отрицательной жесткости "ab". Обе силовые характеристики 1 и 2 по вертикали суммируются (т.к. упругие части 3 и 4 соединеныпо центру жестко шпильной 6 и работают