Устройство для определения линейного положения штока гидроцилиндра относительно его корпуса

871 А 1 СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК В 5/14 1)5 БР В измерительния является ения, Цельдонеподвижная плена с перого рычага 3, ом шарового м 5, скреплендра Подвижбраэователя тором размеягой 9 с рычаоторый одним ной частью 2 нцом посред закреплен-ра. 2 ил. ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗС)К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪ(71) Государственный союзный сибирскийнаучно-исследовательский институт авиации им С;А. Чапль 1 гина(56) Патент США 1 ч. 4556886; кл. О 01 В 5/02,1982,Авторское свидетельство СССРМ. 264707,кл. 0 01 В 5/14, 1969.54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ. ЛИНЕЙНОГО ПОЛОЖЕНИЯ ШТОКА ГИДРОЦИЛИНДРА ОТНОСИТЕЛЬНО ЕГО КОРПУСА 2 (57) Изобретение относится к ной технике. Целью изобрете расширение диапазойа измер стигается за счет того, что часть 1 преобразователя скр вым плечом первого двуплеч второе его плечо посредств шарнира 13 связано с рычаго ным с корпусом 11 гидроцилин ная часть 2 этого прео соединена с шатуном 7, на ко щена. каретка 8, соединена т гом 3 и тягой 10 с рычагом 4, к концом соединен с подвиж преобразователя, а другим ко ством шарнира 14 - с рычагом ным на штоке 12 гидроцилиндИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано дляопределения линейного положения движущихся частей механизмов, в частности штоков гидроцилиндров относительно. собственного корпуса.Известно устройство для определениялинейного положения штока гидроцилиндраотносительно собственного корпуса, содеркащее дифференциальный трансформатор,укрепленный на корпусе гидроцилиндра, имагнитный сердечник, укрепленный на штоке гидроцилиндра.Недостатком этого устройства являетсямалый диапазон определения положенияштока гидроцилиндра относительно егокорпуса,Наиболее близким по технической сущ ности к заявляемому изобретению являетсяприспособление для измерения расстоянияили зазора между разнесенными поверхностями, содержащее комплект стержней связи различной длины, элементы сопряженияэтих стержней между собой, которые выпОлнены в виде раэрезных втулок-хомутов, соединенных шарнирно между собой иснабженных базами, выполненными в видеразрезной втулки с хомутом, и базовой опорой, устанавливаемыми на одном или нескольких стержнях, и индикатор,устанавливаемый на стержне.Недостатком этого приспособлениятакже является малый диапазон измерениярасстояния между разнесенными поверхностями.Целью изобретения является расширение диапазона измерения.Поставленная цель достигается тем, чтопредлагаемое устройство для определениялинейного положения штока гидроцилиндра относительно его корпуса, содержащееоснование и размещенный на нем преобразователь, снабжено двумя угловыми двуплецими рычагами,.одни плечи которыхзакреплены на неподвижной части преобразователя, другие предназначены для взаимодействия, соответственно, с корпусомгидроцилиндра и его штоком, расположенным между первыми плечами рычагов шатуном, связанным с подвижной частьюпреобразователя, установленной с возможностью перемещения вдоль шатуна кареткой и двумя тягами, соединяющимй кареткус первыми плечами соответствующих рычагов,Установка преобразователя на гидроцилиндр при помощи двух двуплецих рычагов, шатуна с кареткой и двумя тягамипозволила осуществить преобразование положений штока гидроцилиндра относительно его корпуса в угловые положения измерительного преобразователя в широком диапазоне положений штока.На фиг, 1 показана кинематическая схе ма устройства для определения линейногоположения штока гидроцилиндра относительно его корпуса, где приняты следующие обозначения: 1 - неподвижная часть преобразователя, 2 - подвижная часть преобраэо вателя,З - первое плечо первого двуплецегорычага, 4- первое плечо второго двуплечего рычага, 5- второе плечо первого двуплечего рычага, 6 - второе плечо второго двуплечего рычага, 7 - .шатун, 8 - каретка, 9, 10 - тяги, 15 11 - корпус гидроцилиндра, 12 - шток гидроцилиндра, 13, 14 - шаровые опоры.Устройство для определения линейногоположения штока гидроцилиндра относительно его корпуса (см, фиг, 1) содержит 20 измерительный преобразователь, напри- .мер, в виде синусно-косинусного вращающегося трансформатора.Неподвижная часть 1 преобразователяскреплена с первым плечом первого двупле чего рычага 3, который противоположнымконцом посредством шарового шарнира 13 установлен на втором плече первого двуплечего рычага 5, закрепленном на корпусе 11 гидроцилиндра. Подвижная часть 2 этого же 30 преобразователя скреплена с шатуном 7, напротивоположном конце которого насажена каретка 8. Каретка 8 соединена тягой 9 с первым плечом первого двуплецего рычага 3, а тягой 10 - с первым плечом второго 35 двуплечего рычага 4, который одним концомскреплен с осью вращения подвижной части 2 преобразователя, а противоположным концом посредством шарового шарнира 14 установлен на втором плеце второгодвупле чего рычага 6, закрепленном на конце штока 12 гидроцилиндра, Второе плечо второго двуплечего рычага 6 развернуто и противоположно направлено относительно второго плеца первого двуплечего рычага 5.45 Соотношение длин каждого из плеч 5 и6 по отношению к длине плеча 3 и к длине плеча 4 было выбрано опытным путем и составило выражение 1:2:4. Именно такое соотношенйе позволило определить 50 положение штока гидроцилиндра относительно его корпуса в максимально возможном диапазоне перемещений при минимальных габаритах самого устройства,На фиг. 2 показана расчетная схема оп ределения положения штока гидроцилиндра относительно его корпуса, где приняты следующие обознацения;АВО -положение первого плеча 3 первого двуплечего рычага в начальном положении,1796871 3 О=АКо=при использовавинного угла. 1.0 = 2 Г 2 фАВо Рассмотревреугольник АВ 1 С 5 6АВ 1 - положение первого плеча 3 пер- Искомая величина Ьбудет выражена вого двуплечего рычага в смещенном поло- как разность: жении, Л.Е = Ь 1 - 1 о 2 Г 2АВо.зп- - 2/2ВОСО - положение первого плеча 4 вто- . " 2 рого двуплечего рычага в начальном поло АВ, п Яо жении; 2В 1 С 1 - положение первого плеча 4 вто- Поскольку при определении положения Рого двуплечего Рычага в смещенном поло штока гидроцилиндра Мпсопзт то вы женйи; 2р) - угол между первыми плечами 3 и 10 ражениеЬможно представить в упро первого и второго двуплечих рычагов в щенном виде: .начальном положении; . Ж. = 01 з и-- Оо,р 1 - угол между первыми плечами 3 и 2 4 первого и второго двуплечих рычагов в где Оби О 1 являются постоянными величисмещенном положении; 15 нами:1.о- вертикальная проекция расстоянйя ро -22 АВо зп- : О 1= 2 УГ 2 АВо конца первого плеча 4.второго двуплечегорычата относительно конца первого плеча 3 Таким образом, измеряя 3 и с по- первого двуплечего рычага в начальном по-.20 .мощью заявляемого устройства, появляется.1 - вертикальная проекция расстояния возможность опРеделениЯ положениЯ штоконца первого плеча 4 второго двуплечего ка гидроцилийдра.относительно его корпуса Рычага относительно конца плеча 3 первого во всем диапазоне его перемещений, двуплечего рычага в смещенном положе- . Устройство для определения линейного нии; положения штока гидроцилиндра относиЙ. - вертикальное смещение конца пер- тельно его корпуса работает следующим обвого плеча 4 второго двуплечего рычага от- Разо носительно своего первоначальногоПеРемещение штока 12 гидроцилиндра положения; относительно его корпуса 11 приводит к взаКоСо - горизонтальная проекция рас имному перемещенио вторых плеч 5 и 6стояния конца первогО плеча 4 второго дву- первого и второго двуплечих рычагов, Пер плечего рычага относительно конца первого вые плечи 3 и 4 первого и второго двуплечих плеча 3 первого двуплечего рычага в началь- рычагов соответственно изменяют свое угловое положение, Изменение углового поК 1 С 1 - горизонтальная проекция рас ложения между первыми плечами 3 и 4 стояния конца первого плеча 4 второго дву- первого и второго двуплечих рычагов происплечего рычага относительно конца первого ходит в нелинейной зависимости от измене- плеча 3 первого двуплечего рычага в сме. ния линейного перемещения штока 12относительно .корпуса 11 гидроцилиндра,Исходя из решаемой задачи АВо=АВ 1- как ЭтО виднО из расчетной схемы, показан- : К С: К С,. 40 ной на фиг. 2, Получение в измерительном ВоСо = В 1 С 1= 2 АВо. -. преобразователе отсчета в виде функции При рассмотрении треугольника АВоСосуса половинного угла достигается тем, по теореме косинусов что с первым плечом 3 первого двуплечегорычага скреплена неподвижная часть 1 изАСо =АВо + ВоСо - 2 АВо ВоСо сов сро, 45 меРительного преобразователя, выпола при рассмотрении прямоугольного треу- ненного в виде синусно-.косинусного гольника АКоСо по теореме Пифагора; вращающегося трансформатора, подвижная часть 2 которого скреплена с шатуномАСо Ко( о 2 7 и йеремвщан 5 щейсЯ вдоль него каРеткой нии формулы функции поло 8. Каретка 8, скрепленная тягами 9 и 10 с первыми плечами 3 и 4 первого и второго двуплечих рычагов соответственно; удержиу, вает шатун 7 постоянно на равном угловом зфп 2расстоянии от каждого из первых плеч 3 и 4. аналогично предыдущему 5 Это позволЯет пРоизводить деление Угла между первыми плечами 3 и 4 первого и второго двуплечих Рычагов пополам, а функциональная сюнусная) зависимость обес- О21 Г 2 АВо8 п 2печивается передаточной характеристикойсинусно-косинусного вращающегося трансформатора, с которого и снимается сигнал, пропорциональный перемещению штока. Как видно из анализа показанных на фиг. 1 кинематической схемы устройства и на фиг. 5 2 расчетной схемы, использование предложенной конструкции позволяет определить . положение штока гидроцилиндра относительно его корпуса во всем диапазоне перемещений штока. 10Предлагаемое устройство для определения линейного положения штока гидро- цилиндра относительно его корпуса по сравнению с прототипом позволяет определить линейное положение штока гидроци линдраво всем диапазоне его перемещений относительно корпуса, При этом появляется возможностьуправлять положением штока гидроцилиндра при его работе, что сокращает время при проведении 20 научных экспериментов с использованиемгидроцилиндров в качестве силовозбудителей, а следовательно, и уменьшаеттрудовые затраты на проведение испытаний машиностроительных конструкций. Кр 25 учаемая оперативная информация позволяет повысить безопасность проводимых испытаний,формула и зоб рете н ия Устройство для определения линейного положения штока гидроцилиндра относительно его корпуса, содеркащее основание и размещенный на нем преобразователь, предназначенный для связи с гидроцилиндром,отличающееся тем,что,сцелью расширения диапазона измерения, оно снабжено двумя угловыми двуплечими рычагами с изменяемым углом между плечами, одни плечи которых закреплены на неподвижной части преобразователя, другие предназначены для взаимодействия соответственно с корпусом гидроцилиндра и его штоком, расположенным между первыми плечами рычагов шатуном, связанным с подвижной частью преобразователя, установленной с возмокностыб перемещения вдоль шатуна и двумя тягами, соединяющими каретку с первыми плечами соответст