Преобразователь угла поворота вала в код

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (И) А Зд) 008 С 9/06 ОПИСАНИЕ ИЗОВРЕТЕНИг),К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 792075, кл, Ь 08 С 9/06, 1979,2. Авторское свидетельство СССР,В 832570, кл. б 08 С 9/06, 1979(прототип),(54)(57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛАПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащийисточник света, фотоприемники, оптически соединенные с одними концамипервого и второго световодов соответственно, вторые концы первого ивторого световодов расположена поокружности, и измерительный элемент,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью упрощения конструкции и технологии изготовления при сохраненииточности измерения, в него введеныдва зубчатых колеса с одинаковымколичеством зубьев, зубчатые колесарасположены по разные стороны отизмерительного элемента, которыйвыполнен в виде диска,и соосно сним, вторые концы первого и второгосветоводов уложены во впадины междузубьями первого и второго колессоответственно.чатым контуром, количество зубьев которого отлично от количества зубьевпервого и второго зубчатых колес. 11032742. Преобразователь по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что измерительный элемент выполнен в виде диска с зуб 1Изооретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в системах автоматического управления для определенияположения механизмов в качествепреобразователя механических перемещений в цифровой код.Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий излучатели, блок диафрагм, узел светопроводов, соединенных входными торцами с выходами, излучателей, а выходными торцами - с входами диафрагмодинаковых по номеру с порядковымномером излучателей, растровый нониусный преобразователь, установленный на выходе блока диафрагм, фотоприемники, раСположенные на. оптической оси блока диафрагм по другуюсторону от растрового нониусного 20преобразователя и блок обработкисигналов 111.Недостатком известного преобразователя является сложность конструкции, обусловленная наличием блока циафрагм и растрового нониусного преобразователя, нетехнологичных в изготовлении и сложных в регулировке их взаимного положения.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник света, фотоприемники, оптически соединенные с одними концами световодов, вторые35 концы которых расположены по окружности, образуя кодовую маску, измерительный элемент, выполненный в виде барабана, возвратную пружину и электромагнит с подпружиненным яко рем, который жестко соединен с валом, причем якорь жестко соединен с барабаном, в котором выполнены отверстия на равном угловом расстоянии друг от друга, смещенные один относительно другого вдоль образующей барабана, а барабан расположен между источником света и кодовой маской 21. 2Недостатком известного преобразователя является сложность раскладки световодов,по окружности для формирования кодовой маски, наличиеэлектромагнита с подпрутчненным яко рем, жестко соединенного с валом, атакже барабана с отверстиями, чтоделает устройство нетехнологичным визготовлении и сложным в сборке.Цель изобретения - упрощение конструкции и технологии изготовленияпри сохранении точности измерения.Поставленная цель достигаетсятем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник света, фотоприемники, оптическисоединенные с одними концами первогои второго световодов соответственно,вторые концы первого и второго световодов расположены по окружности,и измерительный элемент, введены первое и второе зубчатые колеса с одинаковым количеством зубьев, зубчатыеколеса расположены по разные стороныот измерительного элемента, которыйвыполнен в виде дискаи соосно сним, вторые концы первого и второгосветоводов уложены во впадины междузубьями первого и второго зубчатыхколес соответственно, причем измерительный элемент выполнен в видедиска с зубчатым контуром, количествозубьев которого отлично от количества зубьев первого и второго зубчатых колес,На фиг. 1 изображена структурнаясхема предлагаемого преобразователяугла поворота вала в код; на фиг, 2 -конструкция преобразователя угла поворота вала в код, общий вид с разрезом; на фиг, 3 - разрез А-А на фиг.2;на фиг, 4 - узел 1 на фиг. 2; нафиг. 5 - узел П на фиг, 3. Преобразователь угла поворота вала в код (фиг.1) содержит зубчатые колеса 1 и 2, во впадины зубьев которых уложены световоды 3, связанные11032зс источником света и сооранные вкабель 5 и световоды 6, связанныеЯс фотоприемниками 7 и собранные вкабель 8, измерительный элемент 9,выполненный в виде диска с зубчатымконтуром, и схему 10 обработки информации, соединенную с фотоприемниками 7.Количество зубьев измерительногоэлемента 9 отличается от количествазубьев на зубчатых колесах 1 и 2.Зубчатые колеса 1 и 2 выполненыс равным количеством зубьев.е Конструкция преобразователя углаповорота вала в код (фиг. 2) содержит зубчатые колеса 1 и 2, во впадины которых уложены световоды 3, связанные с источником света и собранные в кабель 5 (фиг. 2), и световоды6, связанные с фотоприемниками исобранные в кабель 8, элементы корпуса 11 и 12 преобразователя, жестко соединенные с, зубчатыми колесами1 и 2, которые разделены установочным кольцом 13 и .стянуты шпильками14 (фиг. 2 и фиг. 4)Измерительный. элемент 9 выполнен например, ввиде тонкого диска с зубчатым контуром, установлен по посадке на валу 15 и укреплен между фланцами 16и 17, причем фланец 16 установленна валу 15 по прессованной посадке.Измерительный элемент 9 установленмежду торцами световодов 3 и 6 взазор, определяемый кольцом 13.Количество зубьев измерительного35элемента 9 отличается от количествазубьев на зубчатых колесах 1 и 2(фиг. 2 и 4),Зубчатые колеса 1 и 2 выполнены40с равным количеством зубьев.Вал 15 установлен в подшипниках18 и 19 (фиг. 2). Зазоры в кинематической цепи выбраны тарольчатой пружиной 20 расположенной между флан 145цем 17 и промежуточным кольцом 21.Положение подшипников 18 и 19в элементах корпуса 11 и 12 устройства зафиксировано крышками 22 и 23.Световоды 3 и 6 защищены от механических воздействий кожухом 24 и 25.50Для установки устройства в элементекорпуса 12 предусмотрена посадочная поверхность 26 и крепежныеотверстия 27.55На фиг,позицией 28 показанызубья зубчатых колес 1 и 2, корпус 11содержит сектора 29. Зубчатые коле 74 4са 1 и 2 содержат поверхности 30 (фиг, 4).Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом.Измерительный элемент 9 в совокупности с зубчатыми колесами 1 и 2, в которые уложены световоды 3 и 6, образует нониусную шкалу, так как количество зубьев их различно. Световоды 3, связанные с источником 4 света, расположены соосно со световодами 6, связанными с фотоприемниками 7. Свет от источника 4 света поступает на световоды 3, но проходит не все световоды 6, так как этому препятствует положение зубьев измерительного элемента 9. При вращении измерительного элемента 9 происходит последовательное перекрытие световых пучков зубьями измерительного элемента 9, а следовательно, и последовательное срабатывание фотоприемни ков 7, импульсы с которых поступают на схему 10 обработки информации.Технологичность предлагаемого преобразователя обусловлена тем, что раскладка световодов 3 и 6 (фиг. 2) производится в отверстия, образованные впадинами между зубьями 28 (фиг. 5) и цилиндрической поверхностью корпуса 11 и 12 устройства, Зубчать 1 е колеса 1 и 2 (фиг. 2) могут быть легко выполнены, например, путем накатывания, Накатывание зубьев 28 (фиг. 5) на детали 1 и 2 должно производиться одновременно. Это условие может быть выполнено путем накатывания зубьев 28 на цельной заготовке, в которой затем выполняются отверстия под стягивающие шпильки 14 (фиг. 2 и 4), Далее с обеих сторон зубчатого венца заготовки выполняю.ся поверхности 30 (фиг. 4) под прессовую посадку деталей корпу" са 11 и 12 (фиг. 2 и 3). На поверхности 30 запрессовываются сектора 29 (фиг. 4) элементов корпуса 11 и 12 устройства. Затем производится проточка посадочных поверхностей под подшипники 18 и 19 (фиг. 2) . После выполнения описанных операций зубчатая заготовка с запрессованными элементами корпуса 11 и 12 разрезается в центральной части, образуя два зубчатых колеса 1 и 2 с запрессованными в них элементами корпуса 11 и 12 соответственно (фиг, 2), 5 1103При последующей сборке преобразователя точное совмещение зубьев 28 (фиг. 5) колес 1 и 2, а также соосность подшипников 18 и 19 (фиг.2) гарантированы шпильками 14, .5Измерительный элемент 9 установлен в зазор, определяемый кольцом 13, между торцами световодов 3 и 6. Зубья измерительного элемента 9, могут быть выполнены путем накатыва ния, Точное положение измерительного элемента 9 в зазоре между торцами световодов 3 и 6 гарантируется тарельчатой пружиной 20, выбирающей зазоры в кинематической цепи. 15Количество зубьев 28 (фиг. 5) на зубчатых колесах 1 и 2 (фиг.2) выполняют отличным от количества зубьев на измерительном элементе 9. Для увеличения точности измерения 20 каждый оптический канал выполнен иэ четырех световодов 3 и 6, расположенных через 90 угловых градусов во, впадинах между зубьями зубчатых колеси 2. На зубчатых колесах 1 и 2 (фиг. 2) выполнено 504 зуба, на иэ 274мерительном элементе 9 - 512. Таков соотношение количества зубьев на элементах 1, 2 и 9 дает восемь распределенных равномерно по окружности устройства нониусных сопряжений, четыре из которых используются как рабочие для усреднения сигналов и повышения точности измерений.Преобразователь имеет шестнадцать оптических каналов. Световоды 3 и 6 в пределах одного нониусного сопряжения располагаются через четыре зуба (фиг. 3 и 5).Преобразователь имеег решающую способность 13 разрядов, при наружном диаметре устройства 90 мм. По сравнению с известными устройствами аналогичной разрядности предложенное устройство значительно менее трудоемко в изготовлении, дешевле и может быть изготовлено практически налюбом металлообрабатывающем предприятии.Измерительный элемент может быть выполнен в виде растрового диска со штрихами.1103274 фиг, Ф Составитель А.Сидоренкексеенко Техред М.Тепер кт сное митета СССРоткрытийская наб., д. 4/5 Ужгород, ул. Проектная,иал ППП "Патен каз 5033/39 Тираж 569 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений