Юстировочное устройство
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1732316
Автор: Стручков
Текст
( 9) я)5 6 02 В 7/00,7/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИС ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 538316, кл, 6 02 В 7/00, 1975.(57) Изобретение относится к точному приборостроению и может быть использовано в оптико-механических приборах для выставки различных оптических элементов, а также для юстировки гравиметров и высокоточных измерителей параметров движения относительно местной вертикали, кроме того, его можно применить в конструкции экзаменатора для аттестации и проверки жидкостных, электролитических, электромагнитных и электронных уровней. Оно позволяет упростить конструкцию, расширить диапазон юстировки и повысить надежность и стабильность выставленного поло1732316 жения. В устройстве, содержащем неподвижное 1 и подвижное 2 основания, регулировочный механизм (РМ) 3 и пружинную передачу 4 движения от РМ 3 к подвижному основанию 2, пружинная передача 4 выполнена в виде одной плоской пружины (ПП) 5, шарнирно соединенной своими концами с основаниями. Причем ПП 5 предварительно изогнута в сторону РМ 3 на величину, равную или большую величины прогиба, соответствующего максимальному ходу конца ПП 5 до ее полного выпрямления. РМ 3 выполнен в виде эксцентрикового толкателя, содержащего два шарика (Ш) 11, качающуюИзобретение относится к точному приборостроению и может быть использовано в оптико-механических приборах для выставки различных оптических элементов, а также для юстировки гравиметров и высокоточных измерителей параметров движения относительно местной вертикали, кроме того, его можно применить в конструкции экзаменатора для аттестации и проверки жидкостных, электролитических, электромагнитных и электронных уровней.Известно устройство, содержащее неподвижное основание, плоскую пружину, закрепленную одним концом на нем, и регулировочный механизм, взаимодействующий с пружиной перпендикулярно ее плоской поверхности, плоская пружина закреплена своим вторым концом также на неподвижном основании с образованием двух параллельных прямолинейных участков, которые размещены в дополнительно введенных направляющих; кроме того, дополнительно введен второй регулировочный механизм, причем оба регулировочных механизма размещены один навстречу другому и соединены с прямолинейными участками плоской пружины между местами ее крепления к корпусу и направляющими, при этом место крепления юстируемой оптической детали совпадает с серединой свободного криволинейного участка пружины.Основными недостатками этого устройства являются сложность конструкции, обусловленная наличием двух регулировочных механизмов и дополнительных направляющих, сравнительно небольшой диапазон юстировки за счет Я-образного изгиба прямолинейных участков пружины между направляющими, контактирующих с регулировочными механизмами, и сравнительно малая надежность в работе, особенно при воздействии внешних факторов 5 10 15 20 25 30 35 40 ся шайбу 12 и регулировочный элемент 13 в виде цилиндра 14, с одного конца которого расположена приводная головка 15, а с другого выполнено торцовое эксцентриковое отверстие (ТЭО) 16. При этом один из Ш 11 установлен на кромках ТЭО 16 цилиндра 14 с возможностью взаимодействия с первым посредством качающейся шайбы 12. Регулировочный элемент 13 установлен в неподвижном основании 1 с помощью гильзы 17 так, что его ось вращения перпендикулярна плоскости ПП 5 и смещена относительно ее центра на величину эксцентриситета ТЭО 16. 2 з.п. ф-лы,3 ил.(тряски, вибрации, перепад температуры и т.д.), обусловленная размещением юстируемого объекта на криволинейном участке пружины. Кроме того, это устройство неудобно в эксплуатации из-за отсутствия термостабильности, значительного упругого последствия (из-за трения в направляющих) и большого количества манипуляций взаимовлияющими регулировочными механизмами при юстировке.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство, содержащее неподвижное и подвижное основания, регулировочный механизм и пружинную передачу движения от регулировочного механизма к подвижному основанию, пружинная передача выполнена в виде пары плоских пружин, соединенных с регулировочным механизмом, взаимодействующим с ними перпендикулярно их плоскостям, у каждой пружины один конец соединен с неподвижным основанием, а другой - с подвижным, при этом регулировочный механизм соединен только с серединами пружин.Основными недостатками этого устройства являются усложнение конструкции при использовании пружинной передачи, состоящей из двух плоских пружин, для углового перемещения подвижного основания относительно неподвижного, сравнительно небольшой диапазон юстировки, обусловленный Я-образным изгибом пружин между заделками их концов от силового воздействия регулировочного механизма и сравнительно невысокая надежность и стабильность выставленного положения, особенно при воздействии внешних факторов (тряски, вибрации, ударов, перепада температуры и т,д.), поскольку в крайних положениях (при максимальном изгибе плоских пружин) под воздействием массы подвиж5 10 15 ного основания с юстируемым обьектом может произойти потеря устойчивости в сторону изгиба. Цель изобретения - упрощение конструкции, расширение диапазона юстировки и повышение надежности и стабильности выставленного положения.Поставленная цель достигается тем, что в юстировочном устройстве, содержащем неподвижное и подвижное основания, регулировочный механизм и пружинную передачу движения от регул ировоч ного механизма к подвижному основанию, пружинная передача выполнена в виде одной плоской пружины, шарнирно соединенной своими .концами с основаниями, причем пружина предварительно изогнута в сторону регулировочного механизма на величину, равную или большую величины прогиба, соответствующего максимальному ходу конца пружины до ее полного выпрямления, регулировочный механизм выполнен в виде эксцентрикового толкателя, содержащего два шарика, качающуюся шайбу и регулировочный элемент в виде цилиндра, с одного конца которого расположена приводная головка, а с другого выполнено торцовое эксцентричное отверстие, при этом один из шариков установлен с возможностью взаимодействия с центром плоской пружины, а другой шарик установлен на кромках эксцентричного отверстия цилиндра с возможностью взаимодействия с первым посредством качающейся шайбы, регулировочный элемент установлен в неподвижном основании при помощи гильзы таким образом, что его ось вращения перпендикулярна плоскости пружины и смещена относительно ее центрального отверстия на величину эксцентриситета эксцентричного отверстия, а также тем, что пружина выполнена за одно целое с шарнирами, каждый из которых выполнен в виде упругой перемычки, образованной цилиндрическими внутренними поверхностями, обращенными одна к другой, причем толщина перемычки меньше рабочей толщины пружины, а также тем, что регулировочный элемент снабжен фиксатором, выполненным в виде клеммового зажима с пальцем, фиксатор установлен на тонкостенной части гильзы, охватывающей цилиндр, и размещен по оси неподвижного основания с возможностью взаимодействия с ним своим пальцем. В результате поиска среди патентной и другой научно-технической документации автором не обнаружены технические решения, в которых содержится совокупность от 20 25 30 35 40 45 50 55 личительных признаков, характеризующих заявляемое техническое решение.На фиг.1 представлена конструкция юстировочного устройства (для наглядности углы наклона подвижного основания показаны с искажением в сторону увеличения); на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - расчетная кинематическая схема устройства.На фиг,2 приняты обозначения; а - угол наклона подвижного основания;- расстояние между шарнирами подвижного основания; - длина пружины в выпрямленном положении; 1 - прогиб пружины; Я - ход конца пружины, сочлененного с подвижным основанием; бш - диаметр шарика; а - расстояние (зазор) между шариками; е - эксцентриситет торцового эксцентричного отверстия; т - ход шарика в регулировочном механизме (эксцентриковом тол кателе);Юстировочное устройство (фиг.1) содержит неподвижное 1 и подвижное 2 основания, регулировочный механизм 3 и пружинную передачу 4 движения от регулировочного механизма 3 к подвижному основанию 2. Пружинная передача 4 выполнена в виде одной плоской пружины 5, шарнирно соединенной своими концами с основаниями 1 и 2, причем пружина 5 предварительно изогнута в сторону регулировочного механизма 3 на величину, равную или большую величины прогиба, соответствующего максимальному ходу конца пружины 5 до ее полного выпрямления. Подвижное основание 2 связано с неподвижным основанием 1 с одной стороны упругим шарниром 6, а с другой стороны - пружиной 5, которая выполнена за одно целое с шарнирами, каждый из которых выполнен, например, в виде упругой перемычки 7, образованной цилиндрическими внутренними поверхностями 8, обращенными одна к другой, причем толщина перемычки 7 меньше рабочей толщины пружины 5, например, в два раза, Основания 1 и 2, связывающий их упругий шарнир 6 и пружинная передача 4 выполнены единым блоком за одно целое, причем пружина 5 в процессе изготовления сначала выполняется прямой и при этом базовая установочная плоскость 9 подвижного основания 2 выполняется под углом к базису 10, равным половине диапазона угловых перемещений в обе стороны от нейтрального положения (нейтральное положение - это положение подвижного основания 2, при котором его базовая установочная плоскость 9 параллельная базису 10), после чего производится гибка пружины 5 с последующей термостабилизацией необходимойвеличины ее прогиба,10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Регулировочный механизм 3 выполнен в виде эксцентрикового тол кателя, содержащего два шарика 11, качающуюся шайбу 12 и регулировочный элемент 13 в виде цилиндра 14, с одного конца которого расположена приводная головка 15, а с другого выполнено торцовое эксцентричное отверстие 16, при этом один из шариков установлен с возможностью взаимодействия с центром плоской пружины 5, а другой шарик 11 установлен на кромках эксцентричного отверстия 16 цилиндра 14 с возможностью взаимодействия с первым посредством качающейся шайбы 12. Регулировочный элемент 13 установлен в неподвижном основании 1 с помощью гильзы 17 так, что его ось вращения перпендикулярна плоскости пружины 5 и смещена относительно ее центра на величину эксцентриситета эксцентричного отверстия 16, при этом шарик 11, контактирующий с центром пружины 5, установлен на торце гильзы 17 с помощью шайбы 18 с направляющим эксцентричным отверстием 19. Регулировочный элемент 13 снабжен фиксатором 20, выполненным в виде клеммового зажима 21 с пальцем 22. Фиксатор 20 установлен на тонкостенной части 23 гильзы 17, охватывающей цилиндр 14, и размещен по оси неподвижного основания 1 с возможностью взаимодействия с ним своим пальцем 22. Для снижения жесткости тонкостенной части 23 гильзы 17 в ее стенках выполнены продольные прорези 24. Силовое замыкание шариков 11, качающейся шайбы 12 между ними и регулировочного элемента 13 обеспечивается упругим сопротивлением пружины 5 за счет ее прогиба, при этом регулировочный элемент 13 в осевом направлении удерживается, например, с помощью шарикового замка 25.На установочной плоскости 9 подвижного основания 2 установлен юстируемый объект 26, например высокоточный гравиметр или измеритель параметров движения объекта.Работа юстировочного устройства основана на преобразовании поворота регулировочного элемента 13 в возвратно-поступательное перемещение шарика 11 в направляющем отверстии 19, затем в изменение прогиба плоской пружины 5, предварительно изогнутой в сторону регулировочного механизма 3, и, как следствие этому, в возвратно-поступательное перемещение конца пружины 5, сочлененного с подвижным основанием 2, которое при этом совершает угловое перемещение вокруг упругого шарнира 6 в обе стороны от нейтрального положения по принципу рычага второго рода и тем самым производит юстировку положения объекта 26 относительно базиса 10 неподвижного основания 1.Преобразование поворота регулировочного элемента 13 в поступательное перемещение шарика 11 в направляющем отверстии 19 происходит следующим образом. При повороте цилиндра 14 шарик 11, установленный на кромках торцового эксцентричного отверстия 16, совершает круговое движение по окружности с радиусом, равным эксцентриситету е. Второй шарик 11 образует кинематическую связь с первым посредством качающейся шайбы 12, которая обеспечивает между ними постоянное расстояние. За счет того, что шайба 18 с направляющим эксцентричным отверстием 19 неподвижно закреплена в гильзе 17 при повороте цилиндра 14, происходит сближение осей эксцентричных отверстий 16 и 19 до совмещения в процессе которого второй шарик 11 совершает возвратно-поступательное линейное перемещение в направляющем эксцентричном отверстии 19 и, контактируя с центром плоской пружины 5, изменяет величину ее прогиба от максимума до нуля до полного выпрямления).В процессе сборки устройства сначала производится регулировка совпадения конца движения второго шарика 11 с полным выпрямлением пружины 5 с помощью регулировочных шайб (не обозначены), подкладываемых под опорный фланец (не обозначен) гильзы 17. Затем вращением приводной головки 15 выставляется исходное положение подвижного основания 2, при котором его базовая установочная плоскость 9 должна быть параллельна базису 10 неподвижного основания 1. Это положение маркируется, например, гравировкой рисок на торце приводной головки 15 и на корпусе неподвижного основания 1 или другими известными конструктивными способами, После этого устройство готово к работе.Юстировку производят следующим образом.Устройство устанавливается и закрепляется, например, в приспособлении контрольно-испытательной аппаратуры, Затем юстируемый объект 26, например высокоточный силочувствительный прибор, устанавливают на базовую установочную поверхность 9 подвижного основания 2 и подключают к электронной аппаратуре, Затем вращением приводной головки,15 добиваются показания электрического нуля по сигналам, идущим с юстируемого прибора. Это положение фиксируется с помощью фиксатора 20 путем поворота стяжного винЯ - ход конца и 1 - длина пружи ложении по ее шар1 - величина пр Формула (2) выв лы Гюйгенса для о при неизвестном раРасчетная вел торцового эксцент зависимости от не ного хода шарика пружиной 5, в регул и от геометрии кон определяется по фо ружины 5;ны в выпрямленном понирам;огиба пружины,едена на основе формупределения длины дуги диусе.40 ичина эксцентриситета ричного отверстия 16 в обходимого максималь, контактирующего с ировочном механизме 3 структивных элементов рмуле где 2 а-т), (3) ет отверстия 16;шариков, принимается=0,5 т(2 б,+ - эксцентриси ш - диаметр констр а укти раст - мак рабочему пружины дДля об тической с стий качаю вно, стояние(з симальнь диапазон о ее выпр еспечени вязи шар щейся ш азор) между шариками; й ход шарика, равный у изменения прогиба ямления.я надежности кинемаиков с кромками отверайбы 12 и цилиндра 14 та (не обозначен) клеммового зажима 21, который обжимает тонкостенную часть 23 с прорезями 24 гильзы 17 и фиксирует цилиндр 14 регулировочного элемента 13. Далее отъюстированный прибор 26 5 подвергается контрольным испытаниям.Юстировочное устройство предназначено для юстировки силочувствительных измерительных приборов, выставляемых, например, по электрическому нулю. Для ис пользования устройства в качестве экзаменатора необходимо регулировочный элемент 13 снабдить круговой шкалой, выполненной, например, за одно целое с приводной головкой 15. 15Зависимость угла наклона подвижного основания 2 относительно неподвижного основания 1 от величины хода конца пружины 5, сочлененного с подвижным основанием 2, определяется по формуле 20з 1 па =Я/1, (1) где а - угол наклона подвижного основания 2 от нейтрального положения;Я - ход конца пружины 5, сочлененного с подвижным основанием 2; 251 - расстояние между шарнирами по-. движного основания 2.Зависимость величины хода конца пружины 5, сочлененного с подвижным основанием 2 от изменения величины ее прогиба 30 определяется по формуле необходимо угол обхвата шарика принимать равным 120 О.Предлагаемое юстировочное устройство является прецизионным и обеспечивает юстировку по одному направлению в обе стороны от нейтрального положения в небольшом диапазоне угловых перемещений (до 20 угл, мин) в зависимости от конструктивно принятых размеров входящих элементов и физико-механических. свойств материала пружины и других входящих деталей, образующих силовое замыкание в регулировочном механизме,При использовании изобретения упрощается конструкция устройства за счет выполнения йружинной передачи в виде одной плоской пружины, шарнирно соединенной своими концами с основаниями; расширяется диапазон юстировки за счет шарнирного соединения плоской пружины с основаниями, при котором прогиб пружины имеет большую величину при изгибе по радиусу, нежели в прототипе (5-образный изгиб при жестко закрепленных концах); повышается надежность устройства, особенно при воздействии внешних факторов (перепада температуры, тряски, вибрации и ударов), за счет того, что плоская пружина предварительно изогнута в сторону регулировочного механизма, благодаря чему исключается возможность потери устойчивости при продольном нагружении пружины, например, в крайнем положении при ее полном выпрямлении или полусогнутом состоянии; повышается стабильность выставленного положения за счет того, что регулировочный элемент снабжен фиксатором, размещенным по оси неподвижного основания, что существенно снижает воздействие внешних факторов, особенно перепад температуры окружающей среды.Формула изобретен и я 1. Юстировочное устройство, содержащее неподвижное и подвижное основания, регулировочный механизм и пружинную передачу движения от регулировочного механизма к подвижному основанию, включающую изогнутую плоскую пружину, о тл ича ющееся тем,что,сцельюупрощения конструкции при повышении удобства эксплуатации, надежности и расширения диапазона юстировки, плоская пружина соединена с подвижным и неподвижным основаниями, шарнирно изогнута в сторону регулировочного механизма на величину, равную или большую величины прогиба, соответствующего максимальному ходу конца пружины до ее полного выпрямления, а регулировочный механизм выполнен в виде эксцентрикового толкателя, включающего12 1732316 20 г 55 два шарика, качающуюся шайбу и регулировочный элемент в виде цилиндра, с одного конца которого расположена приводная головка, а с другого выполнено торцовое эксцентричное отверстие, при этом один из шариков установлен с возможностью взаимодействия с центром плоской пружины, а второй шарик установлен на кромках эксцентричного отверстия цилиндра с возможностью взаимодействия с первым шариком посредством качающейся шайбы, регулировочный элемент установлен в неподвижном основании с помощью гильзы, причем его ось вращения перпендикулярна плоскости пружины и смещена относительно ее центра на величину эксцентриситета эксцентричного отверстия. 2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что пружина выполнена за одно целое с шарнирами, каждый из которых выполнен в виде упругой перемычки, образо ванной цилиндрическими внутреннимиповерхностями, обращенными одна к другой, причем толщина перемычки меньше толщины пружины.3. Устройство по п.1, отл и ч а ю щееся 10 тем, что, с целью повышения стабильности выставленного положения, регулировочный элемент снабжен фиксатором, выполненным в виде клеммового зажима с пальцем, установленного на тонкостенной части гильзы, охва тывающей цилиндр и размещенного по осинеподвижного основания с возможностью взаимодействия с ним своим пальцем.,Пали еда ктор А, Козо изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 аказ 1582 Тираж ВНИИПИ Государственного к 113035, МПодписноетета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССа, Ж, Раушская наб., 4/5
СмотретьЗаявка
4697406, 29.05.1989
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ПРИБОРОСТРОЕНИЯ
СТРУЧКОВ ВИКТОР КОНСТАНТИНОВИЧ
МПК / Метки
Метки: юстировочное
Опубликовано: 07.05.1992
Код ссылки
<a href="https://patents.su/7-1732316-yustirovochnoe-ustrojjstvo.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Юстировочное устройство</a>
Предыдущий патент: Волоконно-оптический разъем
Следующий патент: Оптический элемент в оправе
Случайный патент: Устройство для выпрессовки деталей типа втулок