Каретка для измерения искривлений жестких проводников

ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскинСоциалистически нРеспублик 111771465Опубликовано 15,10.80, Бюллетень38Дата опубликования описания 25,10.80 по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Институт горной механики и технической кибернетики им. М. М. Федорова(54) КАРЕТКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИСКРИВЛЕНИЙ ЖЕСТКИХ ПРОВОДНИКОВИзобретение относится к области техники автоматического измерения искривлений жестких проводников в вертикальных шахтных стволах, касается, в частности, основного элемента подобных устройств - каретки (тележки) и может быть использовано в приборах дискретного действия,Известно устройство для автоматического нивелирования и записи профиля, рельсовых путей, в котором маятниковые датчики зенитных углов размещены на каретке, имеющей мерное колесо, катящееся по рельсовому проводнику 1) . Одним из недостатков конструкции является то, что из-за неточности изготовления несущих колес, а также расположения подвеса маятника на некотором расстоянии от ее оси появляется ошибка измерения зенитных углов и, следовательно, величин относительных отклонений проводников на ярусах армирования, соизмеримая с точностью самого прибора.Известна тележка для регистрации параметров автомобильных дорог, у которой длина базы (расстояние между точками опоры рамы на шарниры тандемов) равна утроенной длине волны неровности дорожного покрытия, а расстояние между осями колес равно половине длины волны 12) . Этим обеспечивается точное воспроизведение геометрии автомобильной дороги без восприятия колебаний от неровностей на ней. 5Однако такая конструкция не решаетвопроса ликвидации колебаний оси фермы тележки с расположенными на ней датчиками при наличии эксцентриситетов несущих колес, и, следовательно, принцип устройст ва ее не может быть использован в приборах измерения искривлений проводников, где требуется строгая параллельность продольной оси тележки каждому участку проводника, на котором в данный момент она 15 находитсяНаиболее близкой по назначению, тех.нической сущности и конструктивному решению к изобретению является каретка, применяемая в приборах типа СМ, предназначенных на измерения искривлений жестких 20 проводников в вертикальных шатных стволах 13). Каретка, на которой размегцены датчики зенитных углов, движется по проводнику при помощи двух несущих колес.Для подобных конструкция максимальнаявеличина ошибки измерения зенитных угловиз-за неточности изготовления колес (наличия эксцентриситета) может быть записана в видес 56 +Г5где ЕЕ - эксцентриситет первого и второго несущих колес;8 а - длина базы каретки.Для уменьшения Ь с длина базы каретки 10 выбрана равной Ьо = 1,8 м. Однако выбор базы указанной длины привел к тому, что каретка не повторяет искривления проводников на изгибах (срезаеть углы), что увеличивает общую погрешность измерений при бора.Кроме этого, точка подвеса датчика зенитных углов не совмещена с продольной осью базы каретки, а находится от нее на некотором расстоянии . Амплитуда Ч и частота са качания подвеса маятника из-за на личия эксцентриситета несуших колес определяется по формулам:где Ч - скорость движения каретки попроводнику,К - радиус мерного колеса.При движении каретки по проводнику зюиз-за наличия Е и Е подвес маятникаколеблется в вертикальной плоскости, вызывая увод центра масс маятника от положения равновесия в горизонтальном направлении,за счет перекачки энергии одного вида колебаний в другой. Появляется допол 35нительная погрешность измерения углов,ограничивающая скорость прокатки каретки по проводнику.Целью изобретения является повышениеточности измерения искривлений проводни фков.Указанная цель достигается тем, что радиусы мерного и несущих колес выбраны такими, чтобы половина длины окружности несущего колеса равнялась длине базы каретки, а длина окружности мерного колеса45была равной или кратной длине базы каретки, при этом точка подвеса маятникарасполагается на продольной оси рамы каретки.Выбор радиуса мерного колеса таков,чтобыЕТРд )где п - целое число, обеспечивает фик-сацию (отсчет) участков проводника, равных по длине базе каретки.Радиусы несущих колес К выбирают такими, чтобы 5 д = уй, что обеспечивает изменение знака погрешности Ь и. на противоположный на каждом последующем фиксированном участке относительно преды ущего. Совмешение же точки подвеса маятника с продольной осью рамы каретки исключает колебания точки подвесного в вертикальной плоскости, а, следовательно, и увод центра масс маятника от отвесного положения, чем обеспечивается возможность увеличения скорости прокатки каретки по проводнику.На фиг. 1 показана схема каретки; на фиг. 2 - положения каретки при самом неблагоприятном расположении эксцентриситетов Е, и с. несущих колес в моменты двух последовательных отсчетов зенитных углов, когда путь, пройденный кареткой равен длине ее базы Ясс.Каретка содержит раму 1 с установленными на ней несушими колесами 2 и мерным колесом 3. Мерное колесо 3 снабжено контактными выступами 4, число которых соответствует п, т. е, кратности длины окружности мерного колеса длине базы каретки. Контактные выступы расположены с разным интервалом на одной окружности,На раме 1 укреплен ответный контакт 5. Несущие колеса 2 служат для перемещения каретки по проводнику, а мерное колесо - для фиксации участков проводника, равных длине базы каретки, Маятниковый датчик углов наклона б укреплен на раме 1 между несушими колесами 2 так, чтобы ось подвеса совпадала с продольной осью рамы 1, Цилиндрический шарнир 7, на котором подвешен маятник 6, позволяет отклоняться ему только в одной плоскости.Постоянный контакт мерного колеса 3 с проводником обеспечивается поджатием пружин 8. Каретка является основным элементом автоматического устройства измерения искривлений проводников, При прокатке ее по проводнику с помощью датчика зенитных углов 6 и мерного колеса 3, соединенных кабелями с аппаратурой, расположенной на подъемном сосуде, производится фиксация участков проводника, равных длине базы каретки, путем замыкания контактов 4, 5 и измерение угла наклона этих участков к вертикали. В момент фиксации участков проводника импульсом, снимаемым с контактов 4, 5 запускается преобразователь углового положения каретки, вырабатывающий импульс, длительность которого пропорциональна величине измеренного угла на длине базы 5 ц . Преобразователь управляется сигналом, снимаемым с датчика зенитных углов 6, Импульсы преобразователя заполняются от генератора опорных импульсов короткими счетными импульсами. Подсчет счетных импул)сов в пределах каждого яруса армировки производится реверсивными счетчиками, а регистрация резуль 771465татов измерений - цифропечатающим устройством. Так как величина отклонения каждого фиксированного участка х; пропорциональна измеренному зенитному углу с :то величина искривления проводника на каждом шаге армировки Ь (отклонение проводника на последующем ярусе относительно его же положения на предыдущем) находится как сумма отклонений от вертикали фиксированных участков:Х = Е Х, =,Е ссАгде и = --ЗоИз-за неточности изготовления несущих колес (наличие эксцентриситета) ее продольная ось практически никогда не будет параллельной рабочей поверхности проводника. В силу этого зенитные углы (углы наклона каретки к вертикали), измеряемые маятниковым датчиком, не будут равны углам наклона участков проводника к вертикали. Погрешность измерения зенитных углов Л и, суммируясь вместе с углами, даст ошибку измерения относительных отклонений. В предлагаемой каретке за счет того, что радиусы несущих колес К выбраны такими, чтобы ц= лЯ, на каждом последующем участке проводника погрешность Ьс изменяет свой знак на противоположный. В результате суммирования погрешностей Ь и с изменяющимися знаками максимальная ошибка измерения относительных отклонений не будет превышать 0,04 мм (для 7 кл. точности изготовления несущих колес) т. е. предлагаемая конструкция каретки позволяет уменьшить ошибки измерений искривлений проводников от вертикали, вызванные неточностью изготовления несущих колес и расположением подвеса маятника на некотором расстоянии от продольной оси каретки.1 ОФормула изобретенияКаретка для измерения искривлений жестких проводников, содержащая раму, несущие колеса, маятниковый датчик углов наклона и мерное колесо, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерения, точка подвеса маятника датчика уголов наклона расположена на продольной оси рамы 2 в каретки, при этом половина длины окружности несущего колеса равна длине базы каретки, а длина окружности мерного колеса равна или кратна длине базы каретки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР195132, кл. б 01 С 7/04, 24.11,66.2. Авторское свидетельство СССР309237, кл. б О 1 С 7/04, 23.12.69.зО 3. Инструкция по эксплуатации СИ - 1.ВНИМИ. Л., 1973.В. Лыкич Сост хред раж твенн брете 35,г. УвителК. Шуф 01 акаренк ого коний иРаушскжгород Редактор Е. АбрамоваЗаказ 6679/51ВНИИПпо113035, Мфилиал ППП ТГосударелам изосква, Ж -Патент Корректор ЮПодписноемитета СССРоткрытийая наб., д. 4/5ул. Проектная, 4