Устройство для определения линейных перемещений

338908 Союз Советских Социалистических Республик,ф фщъЗависимое от авт. свидетельства У.Заявлено 01.Х 11,1970 (,1 те 1499079/18-24)с присоединением заявки теПриоритетОпубликовано 15,7.1972, Бюллетень Ме 16Дата опубликования описания 16.Л.1972 М. Кл. 6 06 д 7/48 Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРУДК 681,333(088,8) вторызобретения Б. Абатуров и В. Т. филин аявитель ЕЙНЪ Я ОПРЕДЕЛЕНИЯЕРЕМЕЩЕН И Й УСТРОЙ СТ Изобретение относится к электрическому моделированию и предназначено для измерения линейных, перемещений фиксированной точки, самоходной модели в процессе мореходных ислытаний в опытовом бассейне, оборудованном,буксировочной тележкой, при произвольном курсовом угле волны.Основной особенностью движения судна на волнении при строизвольном курсовом угле волны, которую необходимо принимать во вни мание при моделировании качки,в опытовом бассейне, является наличие поперечных горизонтальных,перемещений судна, Обычные буксировочные устройства, используетые для модельных мореходных испытаний, не обес печивают моделям соответствующую степень свободы.Наилучшим образом моделирование качки может быть осуществлено,при иопытаниях самоходных моделей, оборудованных авторуле вым. Наличие авторулевого и двикительного комплекса на модели решает задачу ее буксировки при любом курсовом угле волны. Однако при этом остается задача измерения кинематических параметров движения модели. 25 Если, измерение углов крена, дифферента и рыскания может быть осуществлено достаточно точно с помощью малогабаритных гироскопических устройств, то для измерения линейных,перемещений модели (вертикальные, 30 продольные ,и ,поперечные колебания центра тяжести) самоходная модель связывается с буксировочной тележкой посредством пилона, имеющего возможность перемещаться в трех взаимно перпендикулярных направлениях вместе с каретками координатного механизма. В этом случае на самоходную модель действуют реакции связи, искажающие ее качку. Кроме того, в разных по направлению линейных перемещенттях модели участвуют разные добавочные массы измерительной системы: в вертикальном - ,пилон, в поперечном - пилон,и каретка, в продольном - пилон и две каретки, Это затрудняет анализ полученных с помощью подобной установки результатов и требует минимизировать вес подвижных элементов, участвующих в движении вместе с моделью, Однако вес этих подвижных частей не может быть значительно уменьшен по конструктивным соображениям. В известных устройствах свобода перемещений поделивпродольном и поперечном начравлениях обеопечивается за счет кареток координатного механизма. Для уменьшения влияния измерительного устройства на качку модели иопользованы разгрузочные серводвигатели, эффективность действия которых существенно уменьшается с увеличением частоты качки модели.Целью изобретения является существенное уменьшение реакции связи между самоходной моделью,и измерительным устройством и массы,подвижных частей, участвующих в колебательном движении вместе с моделью, кроме этого оставить постоянной эту массу, независимо от направления линейпых перемещений модели и упростить конструкцию всего измерительного узла.В предлагаемом устройстве поставленные цели достигаются тем, что с помощью нитей, закрепленных одним концом в фиксированной то 1 ке модели (например, в то 1 ке, совпадающей с ее центром тяжести), а друг 11 м концом на шкивах, связанных с тележкой, перемещения точки модели преобразу 1 отся в углы поворота шкивов. Угол поворота каждого шкива является мерой раостоянич от выбранной точки модели,до соответствующего шкива, Поскольку положение точки модели относительно тележки, полностью определяется рас,стояниями до трех различных точек тслежки, измерение этих расстояний полностью решает задачу измерения перемещения фиксированной точки модели относительно буксировочной тележки.На фиг. 1 изображена кинематическая,схема установки; на фпг. 2 - электрическая схема вычисления координаты х.Перемещения в,пространстве фиксированной точки модели 1 с помощью нитей 2 - б преобразуются в углы поворотов шкивов 7 - П,Угол оороа ка 21 догопрсоб 1)азуется в электрический, сигнал с помощью связанных со шкивами потенциометров 12 - 1 б. Натяжение нитей обеспечивается пружинами. Нити связаны пружинами попарно, как показано,на фиг. 1. Такое,соединение нитей уменьшает рабочий ход,пружич. Положения шкивов на буксировочной тележке в системе координат, связанной с тележкой (см, фиг, 1), подобраны так, что их координаты:шкив 7 ( - хо, О, .о),шкив 8 (О, - уо, о),шкив 9 (хо, О, о),шкив 1 О (О, у, го),шкив 11 ( - хо, О, - о). Углы поворота шкивов, пропорциональныерасстоянию от точки на модели до соответствующего шкива, связаны с декартовыми координатами,выбранной точки модели и шкивовследующим образом:1 р 7 = (х+ х,)2+ у+ (г - го) 2,р 8 = х+ (у+ уо)+ ( - о)2, 2Го = 21 Р 1 О =- 2оГ 11 =(з+ о),5 где 1 р 7 - р 1 - углы поворота шкивов 7 - 11; х, у, г - координаты точки модели. Очевидно, чтох = К 1 (1 р 7 - 1 ро),2 2у = 1(2 (8 Ч 10 ),2 2= 1(3 (Г 11 97) где К,.=- ; К, = ; К, = 1 1 1 4 о 4 Уо 42 о Указанные счетно-решающие операции реализуются пределы 1 о просто с помощью приве 20 денной на фиг. 2 упрощенной электрическоцсхемы вычисления координаты х. Операциявозведения в квадрат осуществляется каскадным вкл 1 очением сдвоенных линейных потенциометров, соединенных со шкивами, а опе 25 рац:.1 я вычитания - дифференциальной схемойвключения регистрирующего, прибора.Хотя для определения:положения точки модели относительно тележки достаточно определить только три независимых расстояния,30,применение несколько усложненной схемы сизмерением пяти расстояний позволяет существенно упростить счетно-решающую частьустройства. Для измерения указанных пятирасстояний иопользу 1 отся пять одинаковых35 измерителей перемещений, установленных нанеподвижой относительно буксировочной тележки крестообразной ферме. Для натяжениянитей использованы пружины малой жесткости. Зто обстоятельство, а такке весьма ма 40 лый момент инерции шкивов и незначительная сила трения в измерителях позволяют,считать реакции связи модели с измерителями,малыми по величине и незначительно изменяющимися в зависимости от положения модели45 относительно фермы,Предмет изобретен и я Устройство для определения линейных пере мещепий фиксированной точки модели, содержаьцее измерители и потецциометры, отлича 1 ои 1 ееся тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства, в нем измерители выполнены в виде шкивов, на которых закрепле пы нити, соединенные другим концом с фиксированной точкой модели, причем оси шкивов кинематически связаны с включенными каскадно линейными потенциометрами./Составитель Е, Тимохинатор Л. Утехина Техред Е. Борисова Корректор О. ТюринаЗаказ 1626/6 Изд. Ма 696 Тираж 448 Подпнспо ЦНИИПИ Комитста по делам изобретений и открытий при Совете Министров ССС Москва, )К.35, Раушская наб., д, 4/5пография, пр, Сапун