Датчик для измерения пространственного перемещения объекта

СОЮЗ СО 8 ЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 0% (11)Г 1 В 7/18 ЗОБРЕТЕТЕЛЬСТВУ ИЯ САН АВТОРСКОМУ анкин,вен ых меха ий авто попорт Д.Н.именение вМашгиз,боры и меых прес, рис.24 б ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Воронежское производсобъединение по выпуску тяжнических прессов и Московмеханический институт(54)(57),ДАТЧИК ДЛЯ.ИЗМЕРЕНИЯ ПРОСТ-.РАНСТВЕННОГОПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТА,содержащий корпус, клин, установленный в корпусе с возможностью поступательного перемещения, и тензобалку,один конец которой жестко связан скорпусом, а другой через промежуточный элемент опирается на клин, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширенияфункциональных возможностей, он снабжен сферическим шарниром, жестко свя,занным с клином и предназначеннымдля связи с объектом, карданным шарниром, жестко связанным с корпусом,и спиральными тенэоэлементами, концыкаждого из которых жестко связаны ссоответствующими осью и,корпусом подшипника карданного шарнира.1 1111Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам измерения пространственных перемещений объекта.Известен датчик измерения прост-,5ранственных перемещений объекта, содержащий корпус, тензобалку, один конец которой жестко связан с корпусом,а второй конец через шток соединен собъектом В 3.1 ОНедостатками такого конструктивного исполнения датчика пространственных перемещений являются малыйдиапазон измеряемых перемещений и измерение перемещений только по осиштока, т.е. по одной координате,Известен также датчик для измерения пространственного перемещенияобъекта, содержащий корпус, клин,установленный в корпусе с возможностью поступательного перемещения, итензобалку, один конец которой жестко связан с корпусом, а второй черезпромежуточный элемент опирается наклин, Клин соединяется с объектом, 25перемещения которого измеряют. Припоступательном перемещении клина тензобалка деформируется и изменение сопротивления ее тензорезисторов даетинформацию о перемещении объекта. Вы 30бором угла клина можно получать заданный диапазон перемещения 23,Недостатком известного конструктивного исполнения датчика являетсяотсутствие возможности одновременного измерения перемещения объекта по35трем координатам. Установка же трехдатчиков во взаимно перпендикулярныхплоскостях не всегда возможна и недает достоверной информации, так как40исследуемый объект может иметь сложную траекторию перемещений и сложнуюформу поверхности.Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение функцио 45нальных возможностей датчика пространственных перемещений путем одновременного измерения перемещений потрем координатам.Поставленная цель достигается тем,50что датчик для измерения пространственного перемещения объекта, содержащий корпус, клин, установленный вкорпусе с возможностью поступательного перемещения и тензобалку, один конец которойжестко связан с корпусом,55а другой через промежуточный элементопирается на клин, снабжен сферическим шарниром, жестко связанным с кли 022 ном и предназначенным для связи собъектом, карданным шарниром, жесткосвязанным с корпусом, и спиральнымитензоэлементами, концы каждого из которых жестко связаны с соответствующими осью и корпусом подшипника карданного шарнира.На фиг.1 изображен датчик для измерения пространственных перемещений,осевой разрез," на Фиг.2 - сечение А-Ана фиг.1; на фиг,3 - вид Б на фиг.1;на фиг.4 - схема перемещения датчикав пространстве.Датчик содержит корпус 1, клин 2,установленный в корпусе с возможностью поступательного перемещения, итенэобалку 3, один конец которойжестко связан с корпусом 1, а другойчерез промежуточный элемент 4 опирается на клин 2, сферический шарнир 5жестко соединенный с клином 2, карданный шарнир 6, жестко соединенныйс корпусом 1, спиральные тензоэлементы 7, концы каждого из которых жестко связаны с соответствующими осью 8и корпусом подшипника 9 карданногошарнира 6. Сферический шарнир 5 соединен с объектом 10 измерения, а карданчый шарнир 6 - с базовой поверхностью 11, Тензобалка 3 и спиральныетензоэлементы 1 имеют тензодатчики 12,Датчик работает следующим образом,Сферический шарнир 5 перемещаетсявместе с объектом 10 и увлекает засобой клин 2. Перемещение клина 2 от-носительно корпуса 1 через промежуточный элемент 4 вызывает деформацию тен-зобалки 3, которая преобразуется в изменение сопротивления тензодатчика12, Одновременно происходит повороткарданного шарнира 6, При этом ось 8поворачивается относительно корпусаподшипника 9 и напрягает спиральныйтензоэлемент 7, деформация которогопреобразуется в изменение сопротивления датчика 12.Пример перемещения датчика в пространстве при изменении положенияобъекта из точки А в точку А показанна фиг.4, При этом расстояние междуточками закрепления сферического шарнира 5 и карданного шарнира 6 датчика изменяется от 1 до, а угловоеположение осей 8 относительно корпу. -сов подшипников 9 - от 6 до 8. и от до ф. Датчик зафиксирует приращения;Датчик зафиксирует приращения:,4 ф- ,). ), =Ц,Э 11Таким образом, новое положение объекта вполне определено в полярных координатах. Переход к прямоугольной системе координат осуществляется известными методами по известным уравнениям:= й з 1 и 8 соя11022 4Я = 1 В Я 1)Р-й созеПредложенный датчик повьппает точность измерений и обеспечивает изме" 5рение пространственных перемещенийобъектов.1111022Я,ФСоставитель В.Заикин Редактор М.Дылын Техред Т.дубинчак Корректор И.Эрдейи Заказ 6296/32 Тираж 586 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4