Делитель перемещения ордынцева

(51) Е ИЗОБРЕТЕНИ ПАТЕН ших перемещений. Д жит каретку, делящи нюю и нижнюю позиц ось, пружину, упор, р правляющие валики, лец, корпус, предохр блок с полукруглой ка Узел крепления сост цанги, шайбы, винта, рашка. 1 з.п,ф-лы,9 и й институт и институтЫНЦЕВАльной тех- .ния бопьКомитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(54) ДЕЛИТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИИ ОРД(57) Изобретение относится к вычислитенике и позволяет повысить точность дел елитепь перемещения содере блоки, узел крепления, верхии узла крепления, три ролика, улеточную мерную. ленту, нанаправляющие, выходной паанительное устройство, трос, навкой и спиральную пружину. оит из центрального стержня, квадратной гайки и гайки-бал.2002202 и имеющую палец, введены 2 к делящих бло-.ков с цилиндрическими поверхностями, узел крепления, верхняя позиция узла крепления, содержащаяотверстий, нижняя позиция узла крепления, содержащая г отверстий, три ролика, ось, пружина, упор, рулеточная мерная лента, направляющие валики, выходной палец-, корпус, предохранительное устройство, состоящее из оконцевателя, закрепленного на конце рулеточной мерной ленты, серьги и оси из мягкого металла, находящейся в отверстиях оконцевателя и серьги, трос, блок с полукруглой канавкой, спиральная пружина, в 5 верхней части карлуса выполнено отверстие, под которым установлены направляющие валики, рулеточная лента пропущена в отверстие корпуса между направляющими валиками, последовательно, охватывает все 0 или часть делящих блоков в зависимости отнеобходимого коэффициента деления и при помощи укрепленного на ее конце узла крепления зафиксирована в одном из отверстий нижней или верхней позиций крепления, тоже в зависимости от коэффициента деления.Верхняя позиция располокена в верхней части корпуса, а нижняя - в верхней части каретки, радиусы делящих блоков от первого к последнему уменьшаются по заЛкону К+= Я - -, где Л - расстояние между вертикальными ветвями рулеточной мерной ленты, а вертикальная ось, на которой помещены оси вращения г делящих блоков, установленных в корпусе, смещена влево на Л/2 по отношению к вертикальной оси, на которой установлены оси вращенияделящих блоков, установленных на каретке, ролики имеют канавки, в которых расположены направляющие, Первые два ролика установлены непосредственно на каретке, а третий - на конце рычага, который надет на ось. На конце рычага около ролика закреплен конец пружины, другой конец этой пружины опирается на упор. На концрх направляющих имеются выступы, ограничивающие перемещение роликов, выходной палец каретки выступает иэ нижнего отверстия в корпусе. Трос прикреплен одним концом к корпусу, охватывает блок с полукруглой канавкой и соединен с пальцем на задней стороне каретки, находящимся в вертикальной прорези корпуса и имеющим риску, выполняющую функции стрелки. Соответствующая шкала частного установлена вдоль вертикальной прорези в корпусе, пружина одним концом соединена с обоймой блока с полукруглой канавкой, а другим - с корпусом, корпус имеет в нижней части фла 25 У=Х1- +Е1К 30 При большом К ХНаиболее близким устройством, которое принято за прототип, является множительно-делительное устройство, которое 35состоит из двух кареток и рычага, имеющихпродольные пазы. Одна каретка перемещается в вертикальных направляющих, другая- вдоль ходовых винтов. Каретки и рычагисвязаны друг с другом пальцем, УстройствоХописывается уравнением У = - , где К=К-- конструктивная постоянная; Х 1 и Х 2 -СХ 2входные перемещения; У - выходное перемещение,Недостаток этого устройства состоит втом, что при использовании для делениябольших перемещений, измеряемых метрами, оно должно быть само недопустимо 50большим. Кроме того, в нем нет защиты отпогрешностей, вносимых люфтами и неточной установкой коэффициента деления К,Целью изобретения является повышение точности деления большого перемещения,Это достигается тем, что в делитель перемещения, содержащий рычаг, каретку,могущую перемещаться по направляющим чИзобретение относится к вычислительной технике, в частности к аналоговым делительным устройствам,Известны устройства для деления перемещений, например пропорциональный 5циркуль, который состоит из двух двухсторонних ножек. соединенных перемещаемым шарниром, положение которого задаеткоэффициент, на который производится де ление. Пропорциональный циркуль применяется для изменения масштаба привыполнении графических работ. Его недостатком является невозможность применения для деления больших перемещений,превышающих один метр, 1Известна схема деления. состоящая из операционного усилителя с коэффициентомусиления К, в отрицательную обратнуюсвязь которого включено устройство, умножающее выходной сигнал усилителя на сигнал знаменателя Е, Сигнал числителя Х и,выходной сигнал умножающего устройстваподаны на вход усилителя через резисторыВ. Эта схема описывается уравнениемнец, предназначенный для закрепления делителя перемещения на месте установки.Узел крепления состоит из центрального стержня, имеющего с одной стороны резьбу, а с другой - расширение с неболь шой конусностью, цанги, имеющей наружную резьбу на сплоШном конце, корпуса, имеющего внутреннюю резьбу, шайбы, винта, квадратной гайки и гайки-барашка. Корпус имеет заплечики, в цанге сделаны 10 продольные пропилы, позиция, в которой устанавливается узел крепления, состоит из г цилиндрических отверстий, диаметр которых равен диаметру вставляемой части корпуса узла крепления, с одной стороны 15 отверстия имеют конические расширения, конусность которых равна конусности центрального стержня, цанга ввинчена в корпус узла крепления, центральный стержень 20 вставлен в осевое отверстие цанги, На выступающий конец центрального стержня надета шайба и навинчена гайка-барашек, в отверстие в приливе корпуса вставлен винт, продет в отверстие в конце рулеточной ленты и эавинчен в гайку, узел крепления встав лен в отверстие на установочной позиции, соответствующее желаемому коэффициенту деления.На фиг. 1 изображен делитель перемещения, настроенный на К=5, разрез; на фиг. 30 2 - делитель перемещения, вид сзади; на фиг. 3 - предохранительное устройство в собранном состоянии; на фиг,4 - предохранительное устройство после срабатывания;на фиг. 5 - узел крепления рулеточной лен ты; на фиг. 6 - навивка ленты на блоки и положение узла крепления. при К=2; на фиг.7 - то же, при К=З; на фиг. 8 - то же, при К=4;на фиг. 9 - то же, при К=5.Делитель перемещения при к=2 (фиг, 1 40 и фиг, 2) состоит из делящих блоков 1-4 с цилиидрическими рабочими поверхностями канавок, верхней позиции узла крепления 5, нижней позиции узла крепления с установленным в ней узлом 6 крепления, каретки 7, роликов 8,9 и 10, рычага 11, оси 12, пружины 13, упора 14, рулеточной мерной ленты 15, направляющих валиков 16, направляющих 17 и 18. выходного пальца 19, корпуса 20,предохранительного устройства 21, троса 22, установленного в вертикальной прорези корпуса пальца каретки 23, блока с полукруглой канавкой 24, спиральной пружины 25.Рулеточная мерная лента 15 оканчивается с внешнего конца предохранительным устройством 21, пропущена в отверстие в корпусе, проходит между направляющими валиками 16 и последовательно охватывает блоки 1, 2,.3 и 4 или часть их в зависимости от необходимого коэффициента деления,На фиг. 1 показан случай, когда охвачены все блоки, что соответствует коэффициенту деления К- -У " 5, где Ь Х -ЛХперемещение наружного конца рулеточной мерной ленты 15, а Ь У - перемещение пальца 19 каретки. Внутренний конец руле- точной мерной ленты соединен с узлом крепления, который может быть установлен в нижней скак показано на фиг. 1) позиции 6, находящейся на каретке 7, или в верхней позиции 5, находящейся на задней стенке корпуса 20.Положение узла крепления зависит от задаваемой величины коэффициента К. Чтобы обеспечить расстояние Л между сосЕдними вертикальными ветвями рулеточной мерной ленты, при котором исключается их соприкосновение, радиусы делящих блоков от первого к последнему уменьшаются по законуЛ Я +1 =Я --2а вертикальная ось, на которой помещены оси вращения делящих блоков 2 и 4, установленных в корпусе, смещена влево на Ь /2 по отношению к вертикальной оси, на которой установлены оси вращения делящих блоков 1 и 3, установленных на каретке.Ролики 8, 9 и 10 имеют канавки, в которые входят направляющие 18 и 17. Ролики 8 и 9 установлены непосредственно на каретке 7, а ролик 10 - на конце рычага 11, который надет на ось 12. На конце рычага 11 около ролика 10 закреплен конец пружины 13, другой конец этой пружины опирается на упор 14. На концах направляющих 17 и 18 имеются выступы, ограничивающие перемещение роликов 8-10, Палец 19 выступает из нижнего отверстия в корпусе 20. Его перемещение Л У является частным от деления перемещений Л Х наружного конца ленты 15 на установленный коэффициент деления КТрос 22 прикреплен одним концом к корпусу 20, охватывает блок 24 с полукруглой канавкой и соединен с пальцсм 23, который имеет риску, выполняющую функции стрелки. Соответствующая шкала У установлена вдоль вертикальнОй прорези корпуса 20, Пружина 25 одним концом соединена с10 15 20 25 30 35 40 50 55 обоймЬй блока 24, а другим - с корпусом 20. Корпус 20 имеет в нижней части фланец, предназначенный для закрепления на месте установки делителя перемещения.Предохранительное устройство (фиг, 3) состоит из оконцевателя 26, закрепленного заклепкой 27 на конце рулеточной мерной ленты 15, серьги 28 и оси 29 из мягкого металла, продетой в отверстия в оконцева. теле и серьге,Узел крепления (фиг. 5) состоит из центрального стержня 30, имеющего с одной стороны резьбу, а с другой - расширение с небольшой конусностью ( 71:8), цанги 31, имеющей наружную резьбу на сплошном конце, корпуса 32, имеющего внутреннюю резьбу, шайбы 33, винта 34, квадратной гайки 35, гайки-барашка 36. Корпус 32 имеет заплечики 37, В цанге сделаны продольные пропилы 38. Позиция, в которой устанавливается узел крепления, состоит из цилиндрических отверстий 39, диаметр которыхравен диаметру вставляемой части корпуса узла крепления, с одной стороны отверстия 39 имеются конические расширения, конусность которых равна конусности центрального стержня 30.Цанга 31 ввинчена в корпус 132, Центральный стержень 30 вставлен в осевое отверстие цанги 31, На вйступающий конец центрального стержня надета шайба 33 и навинчена гайка-барашек 36, Винт 34 вставлен в отверстие в приливе корпуса 32, продет в отверстие на конце рулеточной мерной ленты 15 и завинчен в гайку 35.Узел крепления вставлен в отверстие 39, соответствующее желаемому коэффициенту деления. Число отверстий 39 зависит от числа 2 г делящих блоков 1-4, При четырех блоках, т.е. при г=2, как показано на фиг 1, необходимо два отверстия 39 на каждой из позиций крепления 5 и 6, прй шести делящих блоках (г=З) нужно по три отверстия,Оси отверстий 39 размещены с интервалом в Ь против вертикальных ветвей ленты 15,Делитель перемещения предназначен для расширения пределов преобразования преобразователя перемещений при исследовании прочности инженерных конструкций. В ходом. я вл я ется перемещение Х внешнего конца рулеточной мерной ленты 15, выходом - перемещение У пальца 19 каретки 7. При использовании делителя перемещения серьга 28 предохранительного устройства 21 соединяется с перемещаемым объектом, а палец 19- с входом преобразователя перемещений,Работа делителя перемещения происходит следующим образом. Предохранительное устройство 21, соединенное с перемещаемым объектом, вытягивает или отпу-скает ленту 15. Для определенностирассмотрим случай, когда лента 15 вытянутаиз корпуса 20 на Л Х, При этом Л Хравномерно распределяется между вертикальными ветвями ленты, находящимися вкорпусе 20, На фиг. 1 показан случай, когдатаких ветвей пять, Следовательно, для того,чтобы стало возможным перемещение Ь Х,необходимо сокращение длины каждой ветЬХви, равное 5, Это сокращение происходит благодаря перемещению Л У каретки7 вверх на 5 . При этом палец 23 переЬХмещается вверх и через блок 24 натягиваетпружину 25. Блок 24 уменьшает перемещение верхнего конца пружины 25 в два раза.Благодаря этому, можно использовать более короткую пружину 25. Таким образомЛХЛУ = в 5 . При отпускании ленты 15 всепроисходит в обратном порядке, Каретка 7движется вниз и отрезок - ЬХ распределяется равномерно между теми же пятью ветвями. Перемещение каретки 7 в этом случаепроисходит под действием пружины 25 и- ЬХравно ЛУ -- в - . Отсюда видно, что коэффициент. деления К равен числу вертикальных ветвей ленты 15,Возможны следующие значения коэффициентаделения К=2,3,4,5, которыезависят от навивки ленты 15 на блоки 1 - 4 и отпозиции 5 или 6, в которой закреплен узелкрепления рулеточной ленты (см. фиг. 6 - 9).Для повышения точности деления, осуществляемого делящими блоками 1 - 4, приняты следующие меры:обеспечено однообразное перемещение набора подвижных делящих блоков 1 и3 относительно набора неподвижных делящих блоков 2 и 4.5 Для этого делящие блоки 2 и 4 жеоткоустановлены в корпусе 20, а делящие блоки1 и 3 - на каретке 7, которая может перемещаться на роликах 8-10 по направляющим17 и 18. При этом ролик 10 прижат пружиной13 к направляющей. Благодаря этому, горизонтальный люфт между роликами и направляющими всегда выбран. Кареткадвижется строго вдоль направляющей 18.Обеспечено однообразное прилеганиегибкого элемента к делящим блокам 1-4благодаря использованию в качестве гибкого элемента рулеточной мерной ленты иприменению делящих блоков 1-4 с цилиндрическими поверхностями канавок.Обеспечено отсутствие касания междусоседними вертикальными ветвями гибкогоэлемента. Это достигнуто.за счет надлежащего выбора радиусов делящих блоКов 1-4и смещения геометрической оси, на которой расположены оси вращения неподвижных делящих блоков 2 и 4 влево на Л/2 отгеометрической оси, на которой расположены оси вращения подвижных делящих блоков, благодаря возможности установки узла 10крепления в нужное положение на верхнейи нижней позициях и благодаря направляющим валикам 16.Обеспечено натянутое состояние рулеточной гибкой ленты, т,е, выбран люфт в 15вертикальном направлении, благодаря пружине 25, блоку 24 и тросу 22, которые стремятся переместить каретку вниз.Благодаря этому всему делитель переХ 20мещения воспроизводит зависимость У= - сКвысокой точностью,Для установки желаемого коэффициента деления К необходимо:навить рулеточную мерную ленту вокруг 25соответствующих блоков из числа 1 - 4;установить узел крепления в верхнююили нижнюю позицию.Установка узла крепления производится следующим образом, Гайка-барашек 36 30свинчивается до конца центрального стержня 30 (фиг. 5), Нажатием на гайку-барашекцентральный стержень 30 выдвигается изцанги 31 вправо и освобождает ее зажим,который может сжиматься. Нажатием на 35корпус 32 цанга и корпус вставляются в нужное отверстие 39 установочной позиции изакрепляются закручиванием гайки-барашка. Чтобы извлечь установочный узел из отверстия 39, необходимо отвинтить 40гайку-барашек, вдвинуть центральный стержень.30. При этом цанга 31 будет освобождена, и можно вытащить за заплечики 37узел крепления из отверстия 39.В таблице приведены делящие блоки, 45охватываемые рулеточной лентой 15, и установочные позиции узла крепления, необходимые для получения желаемыхкоэффициентов деления,50Вовремя исследований прочности трудно точно определить верхний предел перемещения Хааке. Кроме того, возможны рывки, например, при разрушении исследуемой конструкции. Чтобы предохранить де литель перемещения от разрушения в этих условиях, на наружном конце рулеточной ленты 15 заклепкой 27 укреплено предохранительное устройство 21. При рывке или недопустимо большом усилии, приложенном к серьге 28, ось 29 срезается и происходит отделение прибора от испытываемогообьекта. Шкала (см, фиг. 2) позволяет следить за текущим состоянием делителя. Вчастности, если направление будущего перемещения Ь Х заранее известно, то перед началом испытаний делитустанавливается в одно иэ крайних положений(палец 23 вверху или внизу), В противном случае можно выбрать некотороесреднее положение (палец 23 посредине).Преимущество предлагаемого делителяперемещения состоит в том, что он даетвозможность с высокой точностью делитьзначительные перемещения, измеряемыенесколькими метрами, и имеет переменный,но целый коэффициент деления.Высокая точность деления достигнутаблагодаря обеспечению: однообразия перемещения подвижных делящих блоков, однообразия прилегания гибкого элемента кделящим блокам, отсутствия касания междувертикальными ветвями ленты, натянутогосостояния рулеточной марной ленты,Использование такого делителя перемещения значительно расширяет возможности преобразователя перемещения в код,так как вместо нескольких преобразователей с различными пределами можно обойтись одним и обеспечить согласованиепределов преобразования преобразователяперемещения с реальным перемещением,установив на делителе перемещения нужный коэффициент деления, Например, припределах преобразования преобразователяперемещения в код 0-800 мм иделителеперемещения с л=3 можно иметь семь диапазонов преобразования перемещений; м;0 - 0,8; 0-1,6; 0 - 2,4; 0 - 3,2; 0 - 4,0: 0 - 4,8; 0-5,6м.Наличие легко снимаемого узла крепления дает возможность быстро перестраивать делитель перемещений на заданныйкоэффициент делания.Предохранительное устройство обеспечивает защиту прибора от поломки и, такимобразом, продляет его ресурс.Наличие на роликах каретки, выборлюфта по двум направлениям: по вертикалии по горизонтали, эластичный элемент в ви-де рулеточной мерной ленты, цилиндрические поверхности делящих блсков, сдвигосейделящих блоков и направляющие ролики способствуют повышению точности делителя перемещения,Кроме того, при отсутствии делителя перемещения преобразователь перемещенияв код на большой диапазон для обеспечениядостаточной точности должен иметь большие габариты, а следовательно, и вес, т.е.2002202 Благодаря этому, делитель перемещения не создает существенной нагрузки на перемещающийся объект и не искажает условий эксперимента по исследованию проч ности инженерных конструкций,(56) Смолов В. БЛебедев А, Н Сапожков К, А. и др, Вычислительные машины непрерывного действия. М,: Высшая школа, 10 19 б 4, с. 2 б 5, рис, Ч. леднему 1.Делитель перемещения, содержащий рычаг, каретку, могущую перемещаться по 15 направляющим и имеющим палец, отличающийся тем, что, с целью повышения точности деления большого перемещения, в него введены 2 ю делящих блоков с цилиндрическими поверхностями, узел крепле ния, верхняя позиция узла крепления, содержащая 7 отверстий, нижняя позиция узла крепления, содержащая а отверстий три ролика, ось, пружина, упор, рулеточная мерная лента, направляющие валики, выходной палец, корпус, предохранительное устройство, состоящее из оконцевателя, закрепленного на конце рулеточной мерной ленты, серьги и оси из мягкого металла, находящейся в отверстиях оконцевателя и серьги, трос, блок с полукруглой канавкой, спиральная пружина, в верхней части корпуса выполнено отверстие, под которым расположены направля- З 5 ющие валики, рулеточная лента пропущена в отверстии корпуса между направляющими валиками, последовательно охватывает все или часть делящих блоков в зависимости от необходимого коэффициента деле ния и при помощи укрепленного на ее конце узла крепления зафиксирована в одном из расположенных на против вертикальных ветвей ленты отверстий нижней или верхней позиций крепления, тоже в за висимости от коэффициента деления, верхняя позиция расположена в верхней части корпуса, а нижняя позиция расположена в верхней части каретки, радиусы становится громоздким прибором. Применение делителя дает возможность обойтись с помощью прибора сравнительно небольших габаритов,Положительным фактором является то, что со стороны входа, т.е. со стороны наружного конца ленты на приведение в действие делителя перемещения требуется очень малое усилие,Формула изобрет лящих блоков от первогоменьшаются по закону где Ь - расстояние между вертикальными ветвями рулеточной мерной ленты, а вертикальная ось, на которой помещены оси вращения к делящих блоков, установленных в корпусе, смещена влево на Ь/2 по отношению к вертикальной оси, на которой установлены оси вращения г делящих блоков, установленных на каретке, ролики имеют канавки, в которых расположены направляющие, первые два ролика. установлены непосредственно на каретке, а третий установлен на конце рычага, который найдет на ось, на конце рычага около ролика закреплен конец пружины, другой конец этой пружины опирается, на упор, на концах направляющих имеются выступы, ограничивающие перемещение роликов, выходной палец каретки выступает из нижнего отверстия в корпусе, трос прикреплен одним концом к корпусу, охватывает блок с полукруглой канавкой и соединен с пальцем на задней стороне каретки,.находящимся в вертикальной прорези корпуса и имеющим риску, выполняющую функции стрелки, соответствующая шкала частного установлена вдоль вертикальной прорези в корпусе, пружина одним концом соединена с обоймой блока с полукруглой канавкой, а другим - с корпусом, корпус имеет в нижней части фланец, предназначенный для закрепления делителя перемещения на месте установки.2.Делитель по п.1, отличающийся тем, что узел крепления состоит из центрального стержня, имеющего С одной стороны резьбу, а с другой - расширение с небольшой конусностью, цанги, имеющей наружную резьбу на сплошном конце. корпуса, имеющего внутреннюю резьбу, шайбы, винта, квадратной гайки и гайки-барашка, корпус имеет заплечики, в цанге сделаны продольные пропилы, позиция, в которой устанавливается узел крепления, состоит из л,цилиндрических отверстий, диаметр которых равен диаметру вставляемой части корпуса узла крепления, с одной стороны отверстия имеют конические расширения, конусность которых равна конусности центрального стержня, цанга ввинчена в корпус узла крепления, цент ральный стержень вставлен в осевое отверстие цанги, на выступающий конец центрального стержня недета шайба и навинчена гайка-барашек, в отверстие в приливе корпуса вставлен винт, продет в 10 отверстие в конце рулеточной ленты и завинчен в гайку, узел крепления вставлен в отверстие на установочной позиции, соответствующее желаемому коэффициенту деления.15