Способ измерения углов отклонения объекта и устройство для его осуществления

(5 Ц 5 6 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН, ЬЬ 37ашиностроительный вод видетельство ССС01 В 11/26, 1984. видетельство ССС01 В 11/26, 1986,(54) СПО НЕНИЯ ЕГО ОС (57) Изо рительн вано д СОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВОБЪЕКТА И УСТРОЙСТВУЩЕСТВЛЕНИЯбретение относится к обласой техники и может быть иля контроля углов откл КЛО ДЛ изме- ользо- ения АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. АвторскоеМ. 1211600, кл. (32. АвторскоеЛЬ 1370455, кл, 6 объектов. Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых углов за счет скрепления шкалы с зеркалом на заданном от него расстоянии, Линейку 4 перемещают до появления в поле зрения зрительной трубы 1 изображения измерительной шкалы 5 и снимают по ней первый отсчет г 1, при этом определяют по шкалам линеек 6 и 7 отсчет у 1. Затем фокусируют зрительную трубу 1 на резкое иэображение измерительных шкал линеек 4, 6 и 7. Перемещают линейку 4 до появления в поле зрения зрительной трубы 1 изображения измерительной шкалы 5 и снимают отсчеты г 2 и у 2. Затем рассчитывают угловое отклонение объекта, 2 с.п. ф-лы, 1 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено дляконтроля углов отклонения объектов.Известен способ измерения угла отклонения объекта, заключающийся в том, что назеркало предварительно наносят линейнуюшкалу, фокусируют на нее зрительную трубуи снимают первый отсчет изображения линейной шкалы, затем с помощью осветителяв зрительной трубе подсвечивают авторефлекторную шкалу, повторно фокусируютзрительную трубу на линейную шкалу, снимают второй отсчет изображения линейнойшкалы и вычисляют угол разворота объектаИНедостатком известного способа является довольно узкий диапазон измеренияуглов. Это объясняется тем, что диапазонизмеряемых известным способом угловпрямо пропроционален длине линейнойшкалы и обратно пропорционален расстоянию от оси вращения зрительной трубы долинейной шкалы, А так как линейная шкалананосится непосредственно нэ зеркало, тоона не может превышать его размеры,Известен способ измерения углов отклонения объекта (зрительная труба с консолью, содержащей линейную шкалу изеркало), выбранный в качестве прототипаи заключающийся в том, что измерительнуюшкалуустанавливают шарнирно на зрительной трубе с возможностью поворота оптической оси трубы в перпендикулярной к нейплоскости, поворачивают измерительнуюшкалу до появления в поле зрения зрительной трубы ее изображения, снимают отсчетпо измерительной шкале и вычисляют уголразворота обьекта (2,В качестве прототипа к заявляемому устройству выбрано устройство, содержащеезрительную трубу, установленную в направляющих, зеркало, предназначенное для установки на объекте, измерительную шкалу,нанесенную на консоль, установленную назрительной трубе (2,Недостатком известного способа и устройства заключается в том, что они не обеспечивают достаточного диапазонаизмерений углов разворота объектов, Этообъясняется тем, что диапазон измеряемыхуглов зависит от длины измерительной шкалы, нанесенной на консоль, и от расстояниямежду консолью и зеркалом, установленным на измерительном объекте. То есть, диапазон измеряемых углов уменьшается приувеличении расстояния между консолью изеркалом, установленным на измеряемомобъекте, а увеличивать его за счет увеличения размера измерительной шкалы возможно только до определенного предела, так как увеличение измерительной шкалы приводит к увеличению размеров и веса консоли, возрастанию нагрузок нэ зрительную трубу, что недопустимо.Кроме того, недостатком известного способа и устройства является то, что они позволяют измерить только один полярный угол разворота контролируемого объекта относительно базового направления, тогда, как для полного определения положения объекта в пространстве необходимо знать три полярных угла разворота объекта относительно базового направления.Цель изобретения - расширение диапазона измерения углов,Поставленная цель достигается тем, что в известном способе шкалу выполняют двухкоординатной и скрепляют ее с зеркалом на заданном от него расстоянии, фокусируют зрительную трубу на резкое изображение шкалы и определяют номера индексов шкалы, совпадающих с перекрестием окуляра зрительной трубы, а углы отклонения объекта рассчитывают по формуле а = агссозг+(уг -у 1)г+(уг -у 1)2 Р = агссоЯ4 Ь + (у 2 - у 1) + (Ег - Е 1)Ъ - 71у = агссоя 4 Лг + (уг - у 1)2 + (72 - У 1)2 гдеа,ф иу - углы отклонения обьекта относительно осей координат, совпадающих с перекрестием окуляра зрительной трубы;21, гг и у 1, у 2 - номера индексов двухкоординатной шкалы;и - расстояние между шкалой и зеркалом.Поставленная цель достигается снабжением известного устройства второй и третьей линейками со шкалами, скрепленными с зрекалом параллельно друг другу на заданном от него расстоянии и перпендикулярно первой линейке, первая линейка выполнена прозрачной и скреплена со второй и третьей линейками с возможностью смещения в плоскости, параллельной зеркалу, в направлении, параллельном второй и третьей линейкам.На чертеже изображена схема устройства для измерения углов отклонения объекта.Предложенное устройство содержит зрительную трубу 1, установленную в направляющих 2, зеркало 3, предназначенное для установки на объект (не показан), первую линейку 4, выполненную из прозрачного материала, на которую нанесена5 10 25 30 35 измерительная шкала 5, вторую б и третью 7 линейки, на которые нанесены измерительные шкалы 8 и 9 соответственно, а также изображено положение линейной шкалы первой линейки 4 в момент снятия первого отсчета, точка пересечения базового направления, задаваемого зрительной трубой 1 с измерительной шкалой первой линейки 01, точка преломления базового направления в зеркале О, точка пересечения базового направления с измерительной шкалой первой линейки, отраженной в зеркале в момент снятия второго отсчета 02, расстояние от первой линейки до плоскости зеркала и, размеры, характеризующие положение пеовой линейки относительно второй и третьей в момент снятия первого отсчета Е 1, второго 22, размер, характеризующий положение точки пересечения базового направления с измерительной шкалой первой линейки в момент снятия первого отсчета У 1, размер, характеризующий положение точки пересечения базового направления с отображением в зеркале измерительной шкалы первой линейки в момент снятия второго отсчета, У 2, ось координат параллельная второй и третьей линейкам и плоскости зеркала ОЕ, ось координат, параллельная первой линейке и плоскости зеркала, ОУ, ось координат, перпендикулярная осям ОУ и ОЕ и плоскости зеркала ОХ, угол между осью ОХ и базовым направлением а, между осью ОУ и базовым направлением,в, между осью 02 и базовым направлением у.Способ измерения углов наклона контролируемого объекта осуществляется следующим образом,Зеркало 3 с предварительно установленными на него второй б, третьей 7 и первой 4 линейками устанавливают на контролируемый объект (не показан), Первую линейку 4 перемещают в плоскости, параллельной плоскости зеркала, перпендикулярно второй б и третьей 7 линейкам до появления в пбле зоения зрительной трубы 1, задающей базовое направление изображения измерительной шкалы 5, и снимают по ней первый отсчет Еъ В момент снятия первого отсчета определяют по измеоительным шкалам второй и третьей линеек размер У 1, характеризующий положение первой линейки относительно второй и третьей линеек. Затем перемещают первую линейку 4 до появления в поле зрительной трубы 1 отраженного в зеркале 3, изображения измерительной шкалы 5 и снимают второй отсчет 22, В момент снятия второго отсчета определяют поизмерительным шкалам второй или третьей линеек размер Уг, характеризующий положение первой линейки относительно второй и третьей линеек. Зная оазмер между измерительной шкалой 5 и зеркалом 3, который устанавливается перед проведением измерений в зависимости от величины диапазона измеряемых углов таким образом, чтобы его оношение к размерам зеркала составляло 1: (0,1 - 0,7), определяют полярные углы разворота контролируемого объекта относительно базового направления по соотношениям,а = агссоз 4 ьг + (Уг - У 1)2 + (Ег - 21)2Р = агсссзуг - У 1 22 - Е 1) уг у = агссоз 4 и -. (Уг - У 1) + 22 1) где а, р, у - полярные углы разворота контролируемого объекта относительно базового направления;21, 22 - размеры, характеризующие положения первой линейки относительно второй и третьей в момент снятия первого и второго отсчетов соответственно;У 1, уг - размеры, характеризующие положение точек пересечения базового направления с измерительной шкалой первой линейки в момент снятия первого и второго отсчетов соответственно;и - фиксированное расстояние от измерительной шкалы первой линейки до зеркала.Иэ зависимости диапазона измеряемыхуглов от отношения расстояний между первой линейкой и зеркалом к размерам самогозеркала видно, что, меняя это соотношениев пределах от 0,01 до 100, можно практически увеличивать диапазон измеряемых углов от 0 до 180 О, Но увеличивая диапазонизмерений угла а, уменьшается тем самымдиапазон измерений углов Риу и наоборот,Поэтому, исходя из опыта практического измерения углов отклонения объектов вмашиностроении, в большинстве случаевдостаточно иметь возможность проводитьизмерение углов в диапазоне не более 90,что соответственно отношению расстоянияот зеркала до первой линейки к размерамсамого зеркала как 1; (0,1 - 0,7),Использование предлагаемого способаизмерений углов отклонения объекта и устройства для его осуществления позволяетпо сравнению с существующим на 1 - 21767326 р = агссоз 4 Ь +(У 2 - У 1) +6-2 - 1)у = агссоз 4 Ь +(уг - у 1) + (22 - Ь) а = агссоя 4г + (уг - У 1)2 + (Ег - 21) Составитель В.ДудкоТехред М.Моргентал Редактор В.Суханова Корректор Н.Милюкова Заказ 3540 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушскэя наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 порядка увеличить диапазон измеряемых углов от расстояния между зрительной трубой и объектом;Одновременно применение предлагаемого способа и устройства позволяет измерять не один полярный угол, как в известном способе, а три полярных угла, которые полностью определяют положение объекта в пространстве относительно базового направления.Формула изобретения 1, Способ измерения угла отклонения объекта, заключающийся в том, что скрепляют с контролируемым объектов зеркало, размещают перед зеркалом зрительную трубу и шкалу, фокусируют зрительную трубу на резкое изображение шкалы, формируемое зеркалом, определяют номер индекса, совпадающего с перекрытием окуляра зрительной трубы и рассчитывают угол отклонения объекта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения углов, шкалу выполняют двухкоординатной и скрепляют ее с зеркалом на заданном от него расстоянии, фокусируют зрительную трубу на шкалу и определяют номера индексов шкалы, совпадающих с перекрытием окуляра зрительной трубы, а углы отклонения объекта рассчитывают по формуле; где аВ иу - углы отклонения объекта отно сительно осей координат, совпадающих сперекрестием окуляра зрительной трубы;21, 22 и у 1, уг - номера индексов двухкоординатной шкалы, при фокусировке зрительной трубы соответственно на шкалу и на 15 ее изображение, формируемое зеркалом;и - расстояние между шкалой и зеркалом.2. Устройство для измерения углов отклонения объектов, содержащее зритель ную трубу, зеркало, предназначенное дляскрепления с контролируемым объектом, и линейку со шкалой, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения, оно снабжено второй и третьей линей ками со шкалами, скрепленными с зеркаломпараллельно друг другу на заданном от него расстоянии и перпендикулярно первой линейке, первая линейка выполнена прозрачной и скреплена с второй и третьей 30 линейками с возможностью смещения вплоскости, параллельной зеркалу, в направлении, параллельному второй и третьей линейкам.