Имитатор входного механического импеданса руки человека

Имитатор входного механического импеданса руки человека

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз СоветскикСоциапистическик

Ресну (n)86201 5 (61) Дополнительное к авт. свид-ву М 380968 (22) Заявлено 050678 (21) 2627313/25-28 (я)м. кл.з

С 01 M 7/00 с присоединением заявки М—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открмтнй (23) Приоритет—

Опубликовано 070981,Бюллетень М33 (53) УДК 620.178. .53(088.8) Дата опубликования описания 0 i,0981 (72) Автор (54) ИМИТАТОР ВХОДНОГО МЕХАНИЧЕСКОГО ИМПЕДАНСА

РУКИ ЧЕЛОВЕКА

Изобретение относится к технике измерения вибраций механизированного инструмента, а точнее к устройст вам, обеспечивающим воэможность воспроизведения динамических характеристик руки человека при испытании пневматических и электрических ручных машин и предназначено для имитации входного механического импеданса руки оператора на стендах при моделироваиии динамической системы "оператор-машина".

По основному авт.св. 9 380968 известен имитатор входного механического импеданса руки человека, содержащий стакан, колебательный элемент в виде цилиндра, пружину и электро- магнитный демпфер (1 .

Недостатком данного имитатора является сравнительно узкий частотный диапазон воспроизведения динамики системы "рука-машина".

Целью изобретения является расширение частотного диапазона.

Указанная цель достигается тем, что имитатор снабжен установленными в стакане через шариковые опоры и последовательно соединенными друг с другом с помощью упругих элементов колебательными массами, посредством которых пружина соединена с посадоч ным кольцом, предназначенным для крепления испытываемого инструмента.

Колебательные массы могут быть выполнены в виде шайб с тремя равно расположенными по окружности сквозными диаметральными отверстиями и .заглублениями под шарики шариковых

10 опор, а стакан-и цилиндр выполнены с тремя равномерно расположенными ,сквозными отверстиями в зоне каждой колебательной массы, одно из которых имеет диаметр, равный диаметру отверстий в колебательных массах, два других представляют собой продольные окна, ширина которых больше диаметра отверстий в колебательных массах, отверстия в цилиндре раеположены напротив прорезей продольных окон стакана, а имитатор снабжен штифтами илв скОбами, предназначенными для соединения колебательных масс со стаканом илн цилиндром в определенной последовательности, задаваемой программой испытаниЯ инструмента, и взаиМодействующими со стенками отверстия стакана цилиндра и стенкой одного иэ отверстий колебательных масс.

На фиг. 1 изображен общий вид имитатора, продольный разрез> на фиг.2

862015 разрез массы колебательного элемента, в виде шайбы» на фиг. 3 — вид сбоку стакана с частичным разрезом; на фиг. 4 — сечение A-A на фиг, 3; на фиг. 5 — соединение массы с цилиндром с помощью -штифта; на фиг. 6 — соединение массы со стаканом» на фиг.7 соединения двух масс с помощью скобы .иэ штифтов.

Имитатор содержит колебательные массы в виде шайб 1-3, на первой из которых закреплена пружина 4 с помощью пластины 5, привернутОй к шайбе

1 тремя винтами 6. Три колебатель ные массы соединены между собой упругими элементами 7 и 8, Шайба 1 (см. фиг, 2) на ребре имеет конические радиальные отверстия 9, просверленные относительно друг друга на

120 . Кроме того, по ребру шайбы имеются заглубления 10 под шарики 11.

К крайней шайбе 3 прикреплено посадочное кольцо 12 для установки и крепления ручной машины и испытываемого инструмента и упругий элемент

13 с нелинейной динамической жесткостью, воспроизводящий входную жесткость и входные потери мягких тканей ладони руки человека, Последовательно соединенные колебательные массы размещены в неподвижном стакане 14 (см. фиг. 3), относительно которого массы-шайбы 1««3 могут перемещаться по шарикам 11. При этом с одной стороны шарики 11 раэмешаются в заглублениях 10 шайб 1-3, а с другой (см. фиг. 4),могут перемещаться по канавкам 15 вдоль образующей неподвижного стакана 14. Неподвижный стакан 14 закреплен на сердечнике 16 электромагнитного демпфера, имеющего катушку 17 и магнитопровод 18, В зазор магнитопровода 18 входит замкнутее кольцо 19 подвижного цилиндра 20. Подвижиь»й цилиндр 20 может перемещаться относительно неподвижного стакана 14 по шариковым опорам 21, которые размещаются в прорезях 22 вдоль образующей по внутренней поверхности подвижного цилиндра 20.

Подвижный цилиндр 20 и неподвижный стакан 14 имеют в зоне каждой шайбы три группы отверстий, размещающихся над отверстиями 9 шайб 1-3. При этом в каждой группе из 3-х отверстий два отверстия представляют собой продольные окна 23 и 24, а одно отверстие

25 равно по диаметру отверстиям 9.

Шириф окон 23 и 24 больше диаметра отверстий 9 на шайбах 1-3, а длина обеспечивает нормальное колебательное перемещение шайбы. Круглые отверстия

25 стакана 14 размещаются относительно прорезей цилиндра таким образом, что с одной стороны над отверстиями

9 шайб располагаются круглые отверстия 25 цилиндра 20 и прорези неподвижного стакана 14, с другой стороны - прорези цилиндра 20 и круглые . отверстия стакана 14, а с третьей стороны — прорези стакана и цилиндра. это позволяет с помощью штифта

26 соединять шайбы с неподвижным стаканом 14 (см. фиг. 6) и таким

5. образом, не давать воэможности коле.баться данной шайбе, Соединение шайбы 2 с подвижным цилиндроМ 20 (см. фиг. 5) дает ей воэможность участвовать в колебательном процессе. Когда пользуются скобой, то в этом случае две массы-шайбы 1 и 2 будут кОлебаться как одна масса.

Имитатор руки работает следующим образом.

Если частотная кривая импедаиса разбита, например, на три частотныХ участка, на каждом иэ которых -требуется воспроизвести среднее значение виброскорости, то каждый вибрационный элемент имитатора рассчитывается от20 дельно на каждый частотный участок.

Соответственно производится расчет для второго и третьего участка применительно ко второй и третьей колебательным массам. При воспроизведении

25 импеданса перврго участка шайба 1 замыкается на подвижный цилиндр 20 (см. фиг. 5), а шайбы 2 и 3 замыкаются на неподвижный стакан 14 (см. фиг. 6) и не участвуют в вибрационном режиме. При воспроизведении импеданса второго участка кривой на

r. движный цилиндр 20 замыкается шайб. 2, которая и будет колебаться, а лайбы 1 и 3 замкнутся ча неподвиж35 ный стакан 1

Третий участок кривой воспроизводится колебанием шайбы 3, замкнутой на цилиндр 20, а шайбы 1 и 2 неподвижны, В данном случае каждый из элементов работает как динамическая

4О система с одной степенью свободы.

Если на цилиндр 20 замкнуть шайбу 1, шайбу 3 замкнуть на неподвижный стакан 14, а шайбу 2 вообще ие замыкать, то получится система с двумя степенями свободы. При освобождении шайбы 3 получим систему с тремя степенями свободы. Соединение масс скобой 27 позволяет менять величину колебл»ощейся массы.

Таким образом, при соответствующем подборе (с предварительным расчетом) необходимого количества и сочетания колебательных элементов можно с любой необходимой точностью воспроизводить вибрационный режим системы с достаточно широким диапазоном частоты. При этом соответствующая величина потерь обеспечивается переменой величины тока питания катушки электромагнитного демпфера.

49 Таким образом, наличие в имитаторе двух или нескольких последовательно соединенных друг с другом колебательных масс, установленных таким образом, что в колебательном процессе ф5 могут участвовать как отдельно каж862015 дая из масс, так и в любом сочетании, позволяет точнее моделировать вибрационный режим системы "рука-машина" в каждой полосе измеряемого частотного диапазона.

Формула изобретения

1, Имитатор входного механического импеданса руки человека по авт. св. 9 380968, о т л и ч а ющ и и " "я тем, что, с целью расширения частотного диапазона, он снабжен установленными в стакане через шариковые опоры и последовательно соединенными друг с другом с помощью упругих элементов колебательными массами, посредством которых пружина соединена с посадочным кольцом предназначенным для крепления испытываемого инструмента.

2, Имитатор руки по п,i, о т л ич а в щ н и с я тем, что колебатель.ные массы выполнены в виде шайб с тремя равно расположенньии по окружнОсти сквозными диаметральными отверстиями и эаглублениями под шарики ша риковых опор, а стакан н цилиндр выполнены с тремя равномерно расположенными сквозными отверстиями в зоне каждой колебательной массы, одно из которых имеет диаметр, равный диаметру отверстий в колебательных массах, два других представляют собой продольные окна, ширина которых больше диаметра отверстий в колебательных массах, отверстия в цилиндре расположены напротив прорезей продольных окон стакана,, а имитатор снабжен штифтами или скобами, предназначенными для соединения колебательных масс со стаканом или цилиндром в

15 определенной последовательности, задаваемой программой испытаний инструмен а, и взаимодействукицими со стенками отверстия стакана цилиндра и стенкой одного из отверстий колеЩ бательных масс.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 380968, кл. G 01 И 7/00, 1970 (прототип), 862015

А-А

14

Составитель А, Ионова

Редактор С. Титова Техред М, Голинка Корректор С. Корниенко

Заказ 6533/37 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.. Ужгород, ул. Проектная, 4