Индикатор горизонта

(5 РЕ Е В ения Уральского елябинский поим. Ленинского борам с ми эле ющими ь исполь ой и ави ности, а еских ис л. низких или других параШироко лях гироск приборов о ройства и испольэова тания, невы лагаемому яв- чувствительие опоры ее оединенных с от прибор моестве датчика к п.ре ржащи мичес нов, с ями. Э нека ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗО КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт машиноведотделения АН СССР и Члитехнический институткомсомола(56) Авторское свидетельство СССРМ 1221493, кл. 6 01 С 9/00, 1983.Авторское свидетельство СССРВ 857883, кл. 6 01 Р 15/00, 1984,(57) Изобретение относится к приинерциальными чувствительныментами, автономно определяплоскость горизонта, и может бытэовано в строительной, горноруднационной отраслях промышлентакже при космических и геологич Изобретение относится к приборам с инерциальными чувствительными элементами, автономно определяющими плоскость горизонта, и может быть использовано в строительной, горнорудной и авиационной отраслях промышленности, а также при космических.и геологических исследованиях. Установка индикатора горизонта в соответствующем трехстепенном подвесе позволяет измерять углы наклона контролируемого направления,Известные приборы счувствительными элементами типа "уровень" или "маятниковый отвес", используемые для этих целей, не удовлетворяют совокупности требований . применимости и точности при воздействии 719889 А следованиях. Цель изобретения - повыше, ние точности. Индикатор горизонта состоит из корпуса 1 с установочным узлом, размещенного в нем чувствительного элемента 3 на газодинамических опорах, узла регистрации состояния индикатора, блока изменения чувствительности и приводного двигателя 11. Подвижные элементы 5 и 6 газодинамических опор снабжены зубчатыми колесами 7 и 8, входящими в зацепление с шестерней 9 на валу двигателя, Такая кинематическая связь обеспечивает встречное вращение упомянутых элементов с одинаковыми скоростями, Ось чувствительности прибора совпадает с осью вращения его чувствительного элемента 3, который при достижении плоскости горизонта, в силу полной симметрии сил и моментов в смазочных слоях газодинамических опор, замедляя свое вращение, останавливается. высоких температур, давлении и метров экстремальных условий. е использование в этих же цеопических и других известных граничено сложностью их устобслуживания, необходимостью ния специальных источников писокой надежностью. Наиболее близким ляется прибор, соде ную массу, газодина подвеса в виде стак приводными двигател жет быть использова горизонта.Однако для его работы необходимы, в ми. Прозрачное окно 2 представляет прочастности, система обработки выходной ин- стейшее исполнение узла регистрации соформации и система автоматического регу- стояния индикатора посредством лирования частоты вращения приводных визуального наблюдения чувствительного двигателей, что ограничивает возможность 5 элемента, Другими вариантами этого сред- использования прибора в полевых и экспе- ства могут быть различные электрооптичериментальных условиях, сужая область его ские системь 1 и устройства, включающие всебя линзы, призмы, зеркала или световодыЦель изобретения - повышение точно- и т,п.сти. При этом упрощается и процесс инди Для изменения порога чувствительнокации положения горизонта и достигается сти чувствительный элемент 3 снабжен магвоэможность визуальной фиксации его. нитомягкими вставками 12, а в корпусеПоставленная цель достигается тем, что прибора размещены взаимодействующие с индикатор горизонта, содержащий корпус, ними магниты 13, Изменение положения чувствительный элемент, две. газодинами магнитов, например, винтовыммеханизмом ческие опоры его, приводной двигатель и 14, обеспечивает изменение магнитного узел регистрации состояния индикатора, взаимодействия с намагничивающимися снабжен шестерней, закрепленной на валу вставками чувствительного элемента, Соводвигателя, двумя зубчатыми колесами, жес- купность элементов 12, 13 и 14 образует тко связанными с газодинамическими опо блок изменения чувствительности прибора. рами и. входящими в зацепление с В простейшем варианте прибора для шестерней, не менее чем одной вставкой из полевых условий целесообразно использомагнитомягкого материала, закрепленной вать в качестве приводногопружинный двина чувствительном элементе, и не менее чем гатель 11 с ручным подзаводом.одним магнитом, установленным на корпу Чувствительная масса 3 снабжена се с возможностью перемещения, крыльчаткой 15 для более эффективного деРегистрация состояния индикатора мо- мпфирования ее движения и отбалансирожет осуществляться и визуально. вана относительно оси ее вращения.На чертеже представлена конструкция Перед использованием прибора осущеиндикатора горизонта, состоящего из кор ствляют подзавод пружинного двигателя, пуса 1 с прозрачным окном 2 и установоч- Для выполнения работ, связанных с иннум узлом (не показан) и размещенным в дикацией горизонтальности оси чувствинем чувствительным элементом 3 на газоди- тельности и рибора (аналогично работам с намических опорах. Подвижно (в подшип- использованием "уровней" горизонтированиках 4), элементы 5 и 6 газодинамических 35 ние балок, плит, элементов конструкций или опор снабжены зубчатыми колесами 7 и 8, определениефакта ихнегоризонтальности), входящими в зацепление с шестерней 9 на прибор с помощью установочного узла(кор,оси 10 приводногодвигателя 11.Установоч- пуса) устанавливается и ориентируется в ный узел корпуса (не показан) включает в нужном направлении.себя элементы установки прибора на повер Осуществляется пуск двигателя. При хности контролируемого обьекта и визир этом.шестерня 9 черезколеса 7 ийприводит для ориентирования в нужном направле- во вращение с одинаковыми противоположнии, Вкачествевизирамогутбытьпримене- но направленными угловыми скоростями ны, например, оптические или щелевые подвижные элементы 5 и 6 газодинамичеприцелы, а в простейшем случае, риска или 45 ских опор подвеса чувствительного элеменстрелканакорпусе,ориентированная вдоль та 3. Возникающие реакции в смазочных оси чувствительности, (газовых) слоях газодинамического подвесаВрассматриваемомвариантегазодина- обусловливают всплытие и вращение (при мические опоры подвеса чувствительной произвольной ориентации в поле тяготения) массы выполнены коническими со спираль чувствительного элемента 3. Ось вращения ными канавками(возможноприменениега- чувствительного элемента является осью зодинамической опоры катушечного типа, чувствительности прибора, При произвольстаканов - как в прототипе или сферическо- ной ориентации прибора в поле тяготения го газодинамического подвеса, а также лю- ось чувствительности наклонена к плоскобых или иных геометрий газодинамических 55 сти горизонта, что вызывает смещение опор совмещенного типа), чувствительной массы вдоль оси чувствиЗацепление колес 7 и 8 с шестерней.9 тельности и неодинаковую толщину смазочобеспечивает встречное вращение подвиж- ных слоев в опорах подвеса. Возникающее ных элементов 5 и 6 газодинамических опор при этом нарушение соотношения моменподвесасодинаковымиугловымискоростя- тов вязкого трения в газовых слоях опоробусловливает вращение чувствительного элемента с тем большей скоростью, чем больше угол наклона оси чувствительности к горизонту,Регистрируемое вращение чувствительного элемента свидетельствует о негоризонтальности визируемого направления контролируемой поверхности. В случае, когда индикатор используется для горизонтирования конструкций (например, при выполнении строительно-монтажных работ), горизонтальность ее индицируется остановкой вращения чувствительного элемента, Отсутствие скорости вращения чувствительной массы возможно лишь при полной симметрии моментов и сил в смазочных слоях газодинамических опор, т.е, при расположении оси чувствительности индикатора в плоскости горизонта,При необходимости измерения углов наклона индикатор горизонта должен быть установлен в соответствующий трехстепенный подвес с необходимыми шкалами отсчета. При этом индикатор горизонта используется по-прежнему для определения положения горизонта, а упомянутый трехстепенный подвес со шкалами - дляотсчета углов наклона.Таким образом предлагаемый индикатор горизонта обеспечивает индикацию го 5 риэонтальности визируемого направленияконтролируемой поверхности либо отсутствие ее, и в отличие от прототипа может использоваться как простой, визуальныйприбор, что существенно расширяет об 10 ласть его применения,Формула изобретенияИндикатор горизонта, содержащий корпус, чувствительный элемент, две газодинамические опоры, приводной двигатель и15 узел регистрации состояния индикатора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности, он снабжен .шестерней, закрепленной на валу двигателя, двумязубчатыми колесами, жестко связанными с20 газодинамическими опорами и введеннымив закрепление с шестерней, не менее чемодной вставкой из магнитомягкого материала, закрепленной на чувствительном элементе, и не менее чем одним магнитом,25 установленным на корпусе с возможностьюперемещения.