УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ Российский патент 1994 года по МПК G01M17/00 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано при исследовании движения гусеничных машин.

Известно устройство для измерения кинематических характеристик гусеничной машины, содержащее тягу, соединенную одним концом со скрепленным с корпусом гусеничной машины кронштейном посредством двухстепенного шарнира с горизонтальной и вертикальной осями вращения, измерительное колесо для взаимодействия с опорной поверхностью с горизонтальной осью вращения, закрепленное на другом конце тяги, пружину, закрепленную одним концом на тяге, установленный на измерительном колесе импульсный датчик частоты вращения измерительного колеса, датчики углов поворота тяги в горизонтальной и вертикальной плоскостях, имеющие неподвижные исполнительные элементы и подвижные чувствительные элементы, последние из которых соединены соответственно с вертикальной и горизонтальной осями двухстепенного шарнира, и блок регистрации, к входам которого подключены упомянутые датчики [1].

Это устройство позволяет измерить ряд кинематических характеристик гусеничной машины, но имеет следующие недостатки: низкую достоверность из-за деформации пружины при вертикальном перемещении колеса. Так как один конец пружины закреплен к тяге, а другой - к кронштейну, скрепленному с корпусом гусеничной машины, то при повороте последней появляется составляющая усилия пружины, которая стремится сместить тягу с колесом в боковом направлении. Такое смещение приводит к боковому уводу колеса и, следовательно, снижению точности измерений. Устройство обладает малыми функциональными возможностями, не позволяет определить основные характеристики поворота гусеничной машины - угловую скорость поворота, скорости буксования гусениц, радиус поворота и смещение полюса поворота, так как для определения последних необходимо измерить скорости и выявить траектории движения обоих (забегающего и отстающего) бортов гусеничной машины.

Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей.

Достигается это тем, что в устройстве для измерения кинематических характеристик машины, содержащем тягу, соединенную одним концом со скрепленным с корпусом гусеничной машины кронштейном посредством двухстепенного шарнира с горизонтальной и вертикальной осями вращения, измерительное колесо для взаимодействия с опорной поверхностью с горизонтальной осью вращения, закрепленное на другом конце тяги, пружину, закрепленную одним концом на тяге, установленный на измерительном колесе импульсный датчик частоты вращения измерительного колеса, датчики углов поворота тяги в горизонтальной и вертикальной плоскостях, имеющие неподвижные исполнительные элементы и подвижные чувствительные элементы, последние из которых соединены соответственно с вертикальной и горизонтальной осями двухстепенного шарнира, и блок регистрации, к входам которого подключены упомянутые датчики, согласно изобретению другим концом пружина закреплена на вертикальной оси шарнира, причем неподвижный исполнительный элемент датчика угла поворота тяги в горизонтальной плоскости закреплен на кронштейне, а неподвижный исполнительный элемент датчика угла поворота тяги в вертикальной плоскости закреплен на тяге, при этом на горизонтальной оси измерительного колеса установлены тензодатчики, через усилитель подключенные к блоку регистрации.

Кроме того, устройство снабжено установленным на вертикальной оси шарнира и подключенным к блоку регистрации гироскопическим датчиком угловой скорости, дополнительным кронштейном, двухстепенным шарниром, тягой, измерительным колесом, датчиками углов поворота тяги в горизонтальной и вертикальной плоскостях, импульсным датчиком частоты вращения, выполненными, установленными и связанными между собой аналогично первым, причем оба кронштейна закреплены симметрично друг другу по обе стороны от продольной оси машины, а вертикальные оси двухстепенных шарниров расположены на одной прямой, перпендикулярной продольной оси машины.

На фиг.1 изображено устройство, вид сбоку; на фиг.2 - структурная схема измерительного комплекса; на фиг.3 - то же, вид сверху.

Устройство содержит тягу 1, соединенную одним концом со скрепленным с корпусом 2 гусеничной машины кронштейном 3 посредством двухстепенного шарнира с горизонтальной 4 и вертикальной 5 осями вращения; колесо 6, шарнирно установленное на дополнительной горизонтальной оси 7, смонтированной на другом конце тяги 1, пружину 8, закрепленную одним концом к тяге 1, импульсный датчик 9 частоты вращения колеса 6, первый датчик 10 угла поворота, подвижная часть которого соединена с вертикальной осью 5 вращения, второй датчик 11 угла поворота, подвижная часть которого соединена с горизонтальной осью 4 вращения , блок регистрации 12, к входам которого подключены упомянутые датчики 9, 10, 11. Свободный конец пружины 8 прикреплен к вертикальной оси 5 вращения, корпус первого датчика 10 угла поворота закреплен на кронштейне 3, корпус второго датчика 11 угла поворота закреплен на тяге 1, дополнительная горизонтальная ось 7 выполнена тензометрической, а соответствующие тензодатчики 13 подключены к усилителю 14, выход которого подключен к входу блока регистрации 12. Устройство снабжено гироскопическим датчиком 15 угловой скорости, скрепленным с вертикальной осью 5 вращения, выход которого подключен к входу блока регистрации 12 и установлено по обоим бортам гусеничной машины так, что точки пересечения вертикальных осей 5 вращения с опорной поверхностью 16 располагаются на одной линии 17, перпендикулярной продольной оси 18 гусеничной машины.

Работает устройство следующим образом. При движении гусеничной машины импульсный датчик 9 вырабатывает последовательность импульсов, частота следования которых пропорциональна скорости движения соответствующего борта гусеничной машины, первый датчик 10 угла поворота вырабатывает сигнал, пропорциональный углу поворота, и характеризует траекторию движения соответствующего борта, второй датчик 11 - сигнал, определяющий профиль опорной поверхности 16, тензодатчики 13, расположенные на дополнительной горизонтальной оси 7, сигнал, пропорциональный усилию прижатия колеса 6 к опорной поверхности 16, датчик 15 угловой скорости - сигнал, пропорциональный угловой скорости поворота. Сигналы с датчиков 9, 10, 11 и 15 непосредственно поступают на входы блока регистрации 12. Сигнал с тензодатчиков 13 вначале усиливается с помощью усилителя 14, а затем также поступают на вход блока регистрации 12. Датчики 9, 10, 11 и 15, усилитель 14 и блок-регистрации 12 запитываются от источников стабилизированного напряжения (условно не показаны).

Измерение усилия прижатия колеса 6 к опорной поверхности 16 позволяет учесть изменение радиуса качения колеса 6 и повысить точность определения скорости движения. Так как один конец пружины закреплен к тяге 1, а другой - к вертикальной оси 5 вращения, то исключается боковой увод колеса 6 при поворота гусеничной машины и повышается точность измерения траектории движения. Введение датчика 15 угловой скорости позволяет определить угловую скорость поворота. Установка устройства на левом и правом бортах позволяет измерить скорости и выявить траектории движения обоих (забегающего и отстающего) бортов, что позволяет после обработки результатов измерения определить ряд основных кинематических характеристик криволинейного движения (поворота) гусеничной машины - радиус поворота, смещение полюса поворота и скорости буксования гусениц.

Использование: в транспортном машиностроении для исследования движения гусеничных машин. Сущность изобретения: измерительное колесо 6 установлено на горизонтальной оси 7, смонтированной на тяге 1, закрепленной шарнирно на корпусе гусеничной машины с помощью кронштейна 3, между тягой 1 и корпусом установлена пружина 8, закрепленная одним концом на вертикальной оси вращения тяги 1, а другим - на тяге. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ, содержащее тягу, соединенную одним концом со скрепленным с корпусом гусеничной машины кронштейном посредством двухстепенного шарнира с горизонтальной и вертикальной осями вращения, измерительное колесо для взаимодействия с опорной поверхностью с горизонтальной осью вращения, закрепленное на другом конце тяги, пружину, закрепленную одним концом на тяге, установленный на измерительном колесе импульсный датчик частоты вращения измерительного колеса, датчики углов поворота тяги в горизонтальной и вертикальной плоскостях, имеющие неподвижные исполнительные элементы и подвижные чувствительные элементы, последние из которых соединены соответственно с вертикальной и горизонтальной осями двухстепенного шарнира, и блок регистрации, к входам которого подключены упомянутые датчики, отличающееся тем, что другим концом пружина закреплена на вертикальной оси шарнира, причем неподвижный исполнительный элемент датчика угла поворота тяги в горизонтальной плоскости закреплен на кронштейне, а неподвижный исполнительный элемент датчика угла поворота тяги в вертикальной плоскости закреплен на тяге, при этом на горизонтальной оси измерительного колеса установлены тензодатчики, через усилитель подключенные к блоку регистрации. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено установленным на вертикальной оси шарнира и подключенным к блоку регистрации гироскопическим датчиком угловой скорости, дополнительным кронштейном, двухстепенным шарниром, тягой, измерительным колесом, датчиками углов поворота тяги в горизонтальной и вертикальной плоскостях, импульсным датчиком частоты вращения, выполненными, установленными и связанными между собой аналогично первым, причем оба кронштейна закреплены симметрично друг другу по обе стороны от продольной оси машины, а вертикальные оси двухстепенных шарниров расположены на одной прямой, перпендикулярной продольной оси машины.