Устройство для определения угла наклона подвижного объекта

Устройство для определения угла наклона подвижного объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И, С".,А,.Н ;,И Е (п)7)8704

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Соцналнстнческйх

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.02.78 (21) 2578984/18-10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 28.02.80. Бюллетень № 8 (45) Дата опубликования описания 28.02.80 (51) К. Кл.а

G 01С 9/08

G 01С 9/02

Государственный комитет (53) УДК 528.546 (088.8) ло делам нзобретеннн н открытий (72) Авторы изобретения

В. С. Ефремов, Л. А. Житков и В. А. Никулин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА НАКЛОНА

ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к устройствам для определения углов наклона подвижных объектов, например землеройных машин.

Известны устройства для определения углов наклона на движущихся объектах с помощью физического маятника, в которых для уменьшения чувствительности к ускорениям и возможности регулирования периода собственных колебаний маятник демпфируется с помощью воздушного или электромагнитного демпфера, закрепленных на корпусе, а также дополнительного маятника.

В одном из известных устройств (1) маятник помещен в демпфирующее магнитное поле постоянного магнита. Стержень маятника при этом качается в узком длинном воздушном зазоре магнитопр овода, расположенного по всей длине его возможного перемещения, и для уменьшения магнитных потерь должен быть выполнен из магнитопроводящего материала в виде широкого массивного сектора. Это утяжеляет и усложняет конструкцию, требует точного изготовления отдельных деталей и тщательной настройки устройства. Кроме того, за счет сил магнитного взаимодействия между магнитом демпфирующего устройства и сектором маятника понижается чувствительность измерителя.

Известно также устройство для определения наклона, в котором для компенсации

5 действия ускорения используются дополнительные грузы (2). В устройстве для определения угла наклона ((3) для повышения надежности и стабильности показаний измерителя и для демпфирования колебаний

1р маятника груз выполнен из постоянного магнита, а демпфпрующее устройство — в виде ферромагнитной планки в форме дуги с центром в точке подвеса маятника.

Демпфирование колебаний маятника осу15 ществляется за счет сил магнитного взаимодействия между постоянным магнитом и ферромагнитной планкой демпфера, укрепленной на корпусе.

Недостатком этого устройства является то, что при таком демпфировании маятника ухудшается его чувствительность в момент наклона корпуса относительно маятника из-за вращающего момента, создаваемого силами магнитного взаимодействия между магнитом и ферромагнитной планкой демпфирующего устройства, Так как маятник стремится сохранить вертикальное положение, то при наклоне объекта и жестко связанного с ним корпуЗО са измерителя с укрепленной на нем фер718704 ромагнитпой планкой за счет сил магнитного взаимодействия планка увлекает за собой маятник, внося тем самым погрешность отсчета и понижая точность устройства.

Наиболее близкое к изобретению техническое решение — устройство для определения угла наклона подвижного объекта, содержащее измерительный маятник с грузом, дополнительный маятник, подвешенный независимо соосно с измерительным, демпфирующее устройство и измерительную схему,(4).

Цель изооретения — упрощение конструкции и расширение диапазона измеряемых углов.

Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве груз измерительного маятника выполнен в виде постоянного магнита, а дополнительный маятник снабжен

U-образной планкой, охватывающей груз измерительного маятника, при этом периоды колебаний дополнительного и измерительного маятников относятся как 10: 1.

Дополнительный маятник, имеющий больший период колебаний, чем измерительный как более инерционный не будет успевать отклоняться от разного рода ускорений, вызванных толчками, вибрациями, будет одновременно демпфировать измерительный маятник, являясь для него фильтром, не пропускающим динамические помехи.

Так как дополнительный маятник жестко не закреплен на корпусе устройства, качающемся вместе с объектом, он не увлекает измерительный маятник в качание, а всегда стремится удержать вертикаль места вместе с измерительным маятником (не давая ему колебаться от помех).

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — дан разрез

А — А на фиг. 1.

Устройство содержит измерительную схему 1, электромеханический преобразователь 2 угла в электрическую величину, например вращающийся трансформатор, измерительный маятник 3, жестко связанный с поворотной осью преобразователя, груз, состоящий из постоянного магнита 4 и пластинок 5, демпфирующего устройства, выполненного в виде дополнительного маятника 6, содержащего U-образную планку 7.

Устройство работает следующим образом.

В статическом режиме (скорость объекта постоянна) при изменении стабилизируемого положения движущегося самоходного устройства и появлении угла наклона, корпус устройства и электромеханический преобразователь 2, жестко связанныи с корпусом устройства, поворачиваются на тот же угол.

5 о

25 оО

4

Маятники 3 (измерительный) и 6 (дополнительный) стремятся сохранить вертикальное положение и удерживают от поворота: маятник 3 — ось (ротор) преобразователя 2,маятник 6 за счет магнитного взаимодействия груза маятника 3 и ферромагнитной планки 7 — маятник 3. Тогда угол между вертикальным положением маятника 3 и поворотом корпуса соответствует углу наклона и преобразовывается в электрический сигнал, подаваемый в измерительную схему 1.

При динамическом режиме (скорость объекта непостоянна) при изменении положения движущегося самоходного устройства и появлении угла наклона все отклонения от вертикали маятника 3 устраняются магнитным взаимодействием груза 4 и планки 7 маятника 6 и разницей в периодах колебаний маятников 3 и 6.

Устройство, таким образом, обеспечивает более эффективную компенсацию влияния инерционных сил на измерительный маятник и уменьшение ошибки измерения без снижения быстродействия датчика.

В связи с повышением точности устройства за счет уменьшения воздействия динамических помех на движущихся объектах конструкция позволяет снизить количество срабатываний исполнительных органов объекта, например рулей судна, что значительно повышает долговечность рулевых приводов и уменьшает энергопотребление, Формула изобретения устройство для определения угла наклона подвижного объекта, содержащее измерительный маятник с грузом, дополнительный маятник, подвешенный независимо и соосно с измерительным, демпфирующее устройство и измерительную схему, отл ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и расширения диапазона измеряемых углов, груз измерительного маятника выполнен в виде постоянного магнита, а дополнительный маятник снабжен Uобразной ферромагнитной планкой, охватывающей груз измерительного маятника, при этом периоды колебаний дополнительного и измерительного маятников относятся как

10: 1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Патент Великобритании № 1359648. кл. G 01N, опублик. 31.10.70.

2. Авторское свидетельство СССР № 545863, кл. G 01С 9/08, 07.10.75.

3. Авторское свидетельство СССР № 436453, кл. G 01С 9/12, 29.07.70.

4. Авторское свидетельство СССР № 300760, кл. G 01С 9/16, 21.07.69 (прототип), 718704

Рие.1 рцг,2

Составитель Л. Колюбакина

Корректор В. Петрова

Редактор Т. Рыбалова

Техред В. Серякова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 131/16 Изд. № 180 Тираж 810 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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