Устройство для выставки преимущественно акселерометров

(56) 1. Автор 9 871117, кл.2. Авторск 9 666502, кл. (прототип)ксаГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕПНИЙ И ОТНГ ЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИД(53) 531.768(088,8) кое свидетельство СССРС 02 В 7/00, 1981.е свидетельство СССРС 02 В 7/18, 1979(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСТАВКИПРЕИМУЩЕСТВЕННО АКСЕЛЕРОМЕТРОВ, содержащее подвижное основание, регулировочный :механизм с двумя клиновидными кольцами и корпус, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что сцелью повышения точности и быстродействия выставки акселерометра относительно пространственных осейи направления движения, в него введены крепежные кулачки, съемный регулировочный элемент и регулировочный элемент угловой коррекции, подвижное основание выполнено в видецилиндросферической втулки с фи,ЯОА тором, цилиндрическая часть которой сопряжена с верхним клиновидным кольцом, состыкованным посредством скошенного торца с ответным скошенным торцом нижнего клиновидного кольца, посаженного на цилиндрический выступ корпуса, внутри которого размещен регулировочный элемент угловой коррекции, выполненный в виде эксцентриковой цапфы со сферической головкой и стопором, при этом сферическая головка размещена в продольном пазу цилиндросферической втулки, сферическая часть которой кинематически связана с цилиндри ческим отверстием корпуса, имеющего торцовый зубчатый венец, на кото- Ж ром установлены крепежные кулачки2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что съемный регулировочный элемент выполнен в виде,самостопорящейся косозубочервячной передачи, содержащей обой му с помещенными в нее червяком с ручкой и шестеренкой, закрепленной на полуоси, кинематически связанный с корпусом.Изобретение относится к приборо.строению и может быть использованодля прецизионной выставки измеоителей параметров движения (акселерометров) относительно пространственных осей и направления движения объекта.Иэвестен юстировочный прибор,содержащий корпус и реГулировочныймеханизм, снабженный полой осью,и последовательно расположеннымина ней двумя парами клиновых пластин с приводами Я ,К недостаткам данного прибораотносятся сравнительно невысокаяточность, нестабильность, особеннопри воздействии внешних меша 1 ащихФакторов (температуры, тряски, вибрации и ударов), а также значительное время юстнровки (выставка прибора), обусловленные сложностью конструкции, большим количеством кинематических связей, взаимозависимостью составных элементов и отсутствием возможности юстировки прибора относительно плоскости (илинаправления) предполагаемого движения объекта.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяустройство для юстировки оптическихэлементов, содержащее подвижное основание, регулировочный механизмс двумя клиновидными кольцами икорпус 2) .К недостаткам известного устройства относятся сравнительно невысокая точность ориент.;и". прибораотносительно пространственныхосей, нестабильность выставленногоположения, особенно при воздействилвнешних Факторов (Герепаде температуры, тряски, вибрации и ударов),значительное время юстировки и отсутствие возможности установки прибора в центральной части устройстванапример, линзы, объектива, светопровода и т.д,), обусловленныевзаимозависилостью регулировочныхэлементов, отсутствие надежнойФиксации положения госле юстировки, отсутствием регулировки положения верхнего клиновидного кольца и консольным креплением прибора.Существенны недостат .ом является отсутствие возможности выставки прибора относительно напрагления предполагаемого движенияобъекта.Цель изобретения - поьышениеточности и быстродействия выстав" ки акселеметров относительно пространственных осей и напрвлепия движения.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для в 1:;ставки акселеметров, содержащее подвижное основание, регулировочный механизм с двумя клиновиднь 1 ми кольцамии корГус,. введены крепежные кулачк:1, съем.й регулировочный элементи регулировочный элемент угловойкоррекции, подвижное основание выеьолнено в ниде цилиндросферическойвтулки с Фиксатором, цилиндрическаячасть которой сопряжена с верхним10 клиновидным кольцом, состыкованнымОсредством скошенного торца сответным скошенным торцом нижнегоклиновидного кольца, посаженногона цилиндрический выступ корпуса,15 внутри которого размещен регулировочный элемент угловой коррекции,выполненный в ниде эксцентриковойцапФМ со сФерической головкой истопором, при этом сФерическая гоЗГОекразмещен. в иЗодольном пазуцилиндросФерической втулки, сФерическая часть которой кинематически связана с цилиндрическим отверстием корпуса, имеющего торцовыйзубчтый венец, на котором установлень креекные кулачки,сЪЕМГй РЕГУЛИРОВОЧНЫй ЭЛЕМЕНТвыполнен в виде самостопорящейсякосозубо-: ервячной передачи, содержщей обойму с помещенными в30 .ней ервя:сом с ручкой и шестеренкой, экрегленной н голуоси, ки -ГЕМЕ ТИЧЕСКИ СВ Я 3 а НН Ой С КОРПУСОМ,Н фиг. " схематично изобраГ(ео ГГсдГгаемое устройство; наФиг, 2 - вид:и и иг, 1; на Фиг.Звид 1 ;а Фиг. 1; н Фиг, 4вид БФиг. 1,Ос:ОвГГие 1 имеет соосно выполненн цилинд:ическии выступ 2,40 цилиндрическое отверстие 3 и торцовый зубееый венец 4 с клиновидь:л зубьями 5. На Гилиндричес;(ий выс Г у, 2:,СаГ(ено нихнее пОДкла Ое ольо б, состыковаеное4" с (.р 1:.Г под;едн 1 м кольцом I скокии и; Орпми 8, Для ередачивр:.1. елього двггения кажцое подД 1,О. Ольцо б (7) снабжено зубчатым псиом 9. Г теле основания 150 рз 1;с:;н рогу.;ировочный элемент 10,вьп;олОнн;й в ниде эксцентриковойцп: "1 со сФерической головкой 12.Н осевсм и радиальном направлениях5 10 15 20 25 30 35 40 45 60 65 вставленной в цилиндрическое отнерстие 3 основания 1. Сферическая голонка 12 регулировочного элел мента 10 сочленена с продольным пазом 17, расположенным н сферической части 16 подвижного основания 14. На верхней части подвижного основания 14 установлен фиксатор 18 для Фиксации акселерометра 19. Акселерометр 19 установлен в подвижном оснонании 14 и вместе с ними с подкладными кольцами б и 7 закреплен крепежными кулачками 20 на основании 1. Крепежный кулачок 20 одним концом через пятку 21 ( выполненную, например, путем нанесения менее твердого металла, чем корпус акселерометра 19) прижимает Фла нец акселерометра 19, а другим концом, имеющим. зубчатый торец 22, установлен на торцовом зубчатом венце 4 основания 1, образуя при этом зацепление клиновидными зубьями 5. Крепежный кулачок 20 закреплен на основании 11 крепежными элементами: крепежным винтом 23, пружинной шайбой 24 и шайбой 25.В качестве привода подкладных колец б и 7, снабженных зубчатым венцом 9, использован съемный регулироночный элемент 26, выполненный в виде самостопорящейся кс- созубо-червячной передачи, (самотормозящейся комбинированной червячной передачи), включающей обойму 27, помещенные н нее червяк 28 с ручкой 29 и шестеренкой 30 (зубья шестеренки, например, могут иметь косые зубья с углом наклона,равным углу подъема винтовой линии червяка), закрепленной на оси 31. Шестеренка 30 образует кинематическую связь с червяком 28с зубчатым зенцом 9 верхнего (или нижнего) подкладного кольца 7 (или 6).Для привода верхнего подкладного кольца 7 ось .31 съемного регулировочного элемента 26 устанавливают и отверстие, выполненное но фланце подвижного основания 14, а шестеренку 30 вводят н зацепление с. зубчатым ненцом (косозубым) верхнего подкладного кольца 7. Для привода нижнего подкладногокольца б ось 31 съемного регули-,ровочного элемента 26 устанавливаютн отверстие, выполненное н телеоснования 1, а шестеренку 30 вводятн зацепление с зубчатым венцом (ко.созубым) 9 нижнего подкладногокольца б,Выход акселерометра 19 соединенчерез преобразователь 32 с процессором 33, Акселерометр 19, преобразователь 32, процессор 33 и блок 34индикации подключены к блоку 35питания. Принцип действия предлагаемого устройства основан на втором законе Ньютона (ускорение материальной точки прямо пропорционально действу ющей на нее силе, обратно пропорционально массе точки и совпадает по направлению с силой), на преобразовании вращения двух подкладных колец б и 7 ( клиноных пластин), соч ленных скошенными торцами 8, друг относительно друга в плавное изменение угла между плоскостями, прилегающими к их внешним торцам, или в угловое отклонение вертикальной оси 5 Ю/ чувствительного элемента 19, на преобразовании поворота регулировочного элемента 10, выполненного н виде эксцентриковой цапфы 11 со сферической головкой 12, в угловое отклонение оси чувствительности 00 относительно направления движения 2 Э объекта. Акселерометр 19 устанавливают н подвижном основании 14 и производят ориентирование (выставку) его положения относительно местной вертикали Е Г (по которой действу. ет вектор гравлтационного поля Эемли 1 и напранления основного движения 23 объекта.Сначала производят предварительную выставку обесточенного устройства., для которой направление оси чувствительности 00, отмеченное риской К , нанесенной на акселерометр 19, совмещают с риской Й нанесенной на подвижное основание 14, обозначающей, направление основного движения 2 2 объекта, и фиксируют это положение фиксатором 18.После предварительной производят окончательную выставку при включенном устройстве с использованием блока 34 индикации, т.е. при полностью функционирующем устройстве, поскольку она учитывает как механические неточности сопрягающихся частей, так и электрические отклонения исходных параметров. Для обеспечения стабильности регулировки крепежные кулачки 20 зубчатыми торцами 22 устанавливают на ответный торцовый зубчатый ненец 9 основания 1 и пятками 21 на фланец корпуса акселерометра 19. Крепежные винты 23 затягивают таким образом, чтобы были выбраны зазоры в зубчатом зацеплении клиновидных .зубьев 5 основания 1 и крепежных кулачков 20, а также всопрягающихся элементах механизма выставки, при этом пружинная шайба 24 должна быть сжата примерно на одну треть своего пружинного хода.Применение клинонидных зубьеВ 5 в зубчатом соединении крепежных45 50 кулачков 20 с основанием 1 обеспечивает отсутствие ухода от выставочного положения акселерометра 19, контролируемого по выходному электрическому сигналу блока 34 индикации, при окончательной затяжке крепежных винтов 23.Выставку вертикального положения устройства посредством враще.-.ния ручки 29 по часовой стрелке (вращающей нижнее подкладное кольцо 6) производят до получения (после обработки электрического сигнала процессором 33) минимального значения выходного сигнала, отсчитываемого по блоку 34 индикации.После получения минимального значения выходного сигнала от вращения нижнего подкладного кольца 6 съемный регулировочный элемент 26 переставляют для привода верхнего подкладного кольца 7, которое с помощью ручки 29 поворачивают против часовой стрелки до получения минимального выходного сигнала ( меньшего или равного ранее полученного), отсчитываемого по блоку индикации 34.После окончательной выставки устройства относительно местной вертикали 22 производят проверку достоверности положения устройства относительно направления основного движения ОГ объекта, для чего производят наклон устройства с акселерометром 19 на Фиксированный угол в направлении основного движения объекта, Этот поворот, выполняемый, например, на 90, обеспечивает совмещение (предварительное) оси чувствительности 00 с направле/нием вектора гравитационного поля Земли, известного для конкретной местности с высокой точностью.Вращая эксцентриковую цапфу 11 по часовой стрелке (или против) добиваются получения максимального значения выходного сигнала, отсчитываемого по блоку 34 индикации. При повороте акселерометра 19 точно на угол 90 относительно местопой вертикали 3 величина выход:ого сигнала устройства, отсчитываемого по блоку 34 индикации, равна соответствующей величине ускорения гравитационного поля Земли для данной местности и максималь 5 10 15 20 25 30 35 40 ному значению ускорения в данномположении,После указанной окончательнойвыставки устройства регулировочный элемент 10 стопорят с помощьюстопора 13 и при помощи окончательной затяжки крепежных винтов 23до полной выборки пружинного ходапружинных шайб 24, при этом по блоку 34 индикации следят за стабильностью исходных параметров. На этомоперации выставки устройства заканчивают, устройство с акселерометром 19. переводят в рабочее, вданном случае в вертикальное, положение, и оно готово для измеренияпараметров движения объекта, накотором оно установлено. После перевода в исходное положение проверяют соответствие исходных начальныхпараметров заданным и установленнымпо электрическим показаниям блока34 индикации.При движении объекта в заданномосновном направлении акселерометр19 воспринимает действующее вдольего оси чувствительности 00 ускорение, преобразует его в соответствующую величину электрического сигнала, подаваемого на преобразователь 32, связанный с процессором 33.Процессор 33 производит интегрирование преобразованных электрических сигналов и выдает на блок 34индикации сигналы, соответствующиеускорению, скорости, пути объекта(параметры вибрации объекта) .Предлагаемое устройство по сравнению с известными обладает большей точностью измерения параметров движения объекта, обусловленной выставкой начального положения по механическим и электрическим сигналам,благодаря выполнению посадочноймуФты в виде цилиндросферической втулки с прецизионными регулировочными элементами и крепежными кулачками, снабженными зубчатыми торцами с клиновидными зубьями, позволяющими обеспечить точную выставку чувствительного элемента относительно местной вертикали и направления движеиия объекта, Кроме того, оно более удобно в эксплуатации в результате введения сьемного регулировочного элемента выполненного в виде самоспорящейся косозубо-червячной передачи.1064206ЮидЕф-чРог, ФСоставитель Н.МараховскаяРедактор А .Лежнина Техред М,Тепер Корректор Г.РешетникЗаказ 10515/46 Тираж 873 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб , д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4