ЭКПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД Российский патент 1994 года по МПК G09B7/00 

Изобретение относится к экспериментальным исследованиям воздействия электромагнитных сил на подвижные элементы и может быть использовано для формирования устройств для развлечения и аттракционов.

Наиболее близким к изобретению является устройство для исследования воздействия электромагнитной силы соленоида на подвижный элемент, размещенный внутри соленоида, содержащий прикрепленный к вертикальной стойке и расположенный вертикально соленоид [1].

Недостатком известного устройства является трудность в оценке отклонения подвижного элемента от вертикали при его вылете из полости соленоида.

Цель изобретения - повышение точности эксперимента.

На фиг. 1 изображен стенд испытаний в аксонометрии с координатной сеткой регистрации полета шарика; на фиг. 2 - устройство управления полетом шарика; на фиг. 3 - деталь устройства управления в крупном плане; на фиг. 4 - элементы подключения соленоидов к устройству управления ими; на фиг. 5 - вариант разветвленной системы трубок; на фиг. 6 - аттракцион из ускорителей (стендов).

Стенд содержит трубки 1 с соленоидом 2 и муфтой крепления 3 к кронштейну 4. Выходное отверстие 5 трубки снабжено боковыми электромагнитами 6 по оси Х и 7 по оси У. Параболическая емкость 8 вокруг трубки 1 предназначена для скатывания под трубку шариков 9 и поддерживается стойками 10. Координаты скатывающегося в емкость 8 шарика 11 фиксируются координатной сеткой системы регистрации отклонений подвижных элементов 13 в момент его нахождения на фоне координатной сетки перед попаданием в емкость 8.

Элемент управления имеет ручку 14 управления, опирающуюся на сферический шарнир 15, где участок ручки 14 скользяще соединен с двумя дугообразными реостатами 17 и 18, расположенными друг над другом. Один из них расположен выше другого в перпендикулярных друг другу положениях. Реостаты 17, 18 установлены на рельсы 19 перемещения реостатов в зависимости от смешения ручки 14, имеющей третий реостат 20. В ручке 14 расположен скользящий электрический контакт, а сама ручка выполнена скользящей вдоль этого реостата 20.

На фиг. 3 представлено скользящее крепление 21 ручки 14 вдоль двух реостатов 17, 18. Крепление 21 выполнено в виде скоб, дуг, огибающих реостаты 17, 18, и к этим креплениям прикреплены скользящие по спиральной проволоке реостата электрические контакты 22. Такой же электрический контакт 22 показан на ручке 14 скольжения по реостату 20.

На фиг. 4 показано в крупном плане крепление 3 трубки 1 к кронштейну 4 воронки 8, где электрические контакты 23 с одной стороны принадлежат креплению 3 и кронштейну 4 и соответственно совмещены с кольцевыми или точечными электрическими контактами трубки (контакты на трубке расположены под контактами 23 для соединения пульта управления с подключенным к нему источником электрического питания с соленоидом 2 и электромагнитами 6 и 7.

На фиг. 5 показана трубка 1 с разветвлениями 24 (прямые, изогнутые, в виде елочки, где каждое ответвление имеет несколько дополнительных ответвлений). Перед каждым ответвлением имеется электромагнит 25 направления из трубки очередного подвижного элемента - шарика в то или иное ответвление 24. Реостат 20 подключен к соленоиду 2 для регулирования высоты подъема шарика 13 над ускорителем-трубкой 1, а реостаты 17 и 18 подключены к электромагнитам 7, 6 для отклонения шарика 13 на разные расстояния по осям Х и У от трубки. Ручкой 14 возможно независимое регулирование (изменение электрического сопротивления) каждым из трех реостатов 17, 18, 20 и одновременное.

На фиг. 6 емкости 8 составлены друг с другом, образуя волейбольное поле с сеткой 26, футбольное поле (сетки-ворота не показаны), баскетбольная площадка с кольцами 27, где кольца и сетки 26 могут иметь датчики регистрации попадания в сетки шарика (мяча) - это могут быть емкостные датчики. Емкости 8 сверху могут быть перекрыты редкой сеткой (жесткой) для складывания из палочек фигур городков, разбиваемые полетом шарика. Возможны и другие игры со стенками на площадке, в которых имеются отверстия, вмонтированы датчики определения точности пролета "сквозь стенку" шарика 13, если имитируется его полет шарика.

На фиг. 7 показана стенка 28 (это могут быть прямоугольники, цилиндры-стенки 28 и т.п.), в который имеются сквозные отверстия 29, вмонтированные в нее датчики 30 касания стенки 28 в этом или ином месте шариком 13 во время имитации его полета сквозь стенку.

Устройство работает следующим образом.

Трубку вставляют в муфту или кольцевое крепление 3 (фиг. 1, 4) с совпадением электрических контактов 23, потом в емкость 8 опускают шарик 11, который останавливается под трубкой благодаря конусности стенок емкости воронки 8. Включают соленоид 2 подачей на его обмотку электрического тока с постоянными контролируемыми параметрами. Соленоидом 2 шарик 13 ускоряется и летит вверх в трубке, а во время вылета его через отверстие 5 трубки с помощью емкостного датчика или иначе (легкие путевые электрические контакты и т. п.) в заданных режимах электрического тока включаются автоматически электромагниты 6, 7, отклоняя шарик в сторону от вертикальной трубки. С помощью координатной сетки и системы регистрации отклонений 12 определяют координаты остановки шарика 13 в пространстве над трубкой и сравнивают полученные данные с эталонными в соответствии с установленным допуском.

Если получены отклонения, то соответственно этим отклонениям изменяют электромагнитное поле соленоида 2 или электромагнитов 5, 6, 7, изменяют число витков катушек соленоида, можно регулировать положение электромагнита и т.п. Аналогично испытывают трубку с ответвлениями 24, где несколько шариков 13 друг за другом ускоряют в трубке 1 и с помощью электромагнитов 25 распределяют по ответвлениям 24.

Ускорения осуществляют для каждого шарика с учетом его отклонения в то или иное ответвление, где имеются свои стандарты. Шарики должны быть эталонными, а их местоположение в пространстве над трубкой 1 должно проверяться в разных координатных точках. Испытания можно проводить как от записанной программы управления соленоидом 2 и электромагнитами 6, 7, 25, так и с помощью рукоятки 14 с одновременным изменением электрического сопротивления с помощью реостатов 20, 17, 18.

Для игр прямоугольной формы емкости 8 (фиг. 6) соединяют вместе, крепят сетки 26, 27 стенки 28 и т.п. для полетов во время игры одного или сразу нескольких шариков из одной емкости в другую, где можно разместить неподвижные фигурки людей. Двумя руками можно сразу управлять двумя шариками, а в игре может участвовать два и более играющих (по числу человек в команде). Каждый может иметь один пульт управления (фиг. 2) с переключателем управления любой емкости 8 (фиг. 6): кто раньше переключится на емкость, в которую падает шарик, тот сможет спокойно направить этот шарик в любую сторону к любой соседней или более дальней емкости 8.

Для включения устройства можно воспользоваться сельсином, ось которого вращается с большой точностью и через равные промежутки времени включает соленоид 2 и возможно лампу-вспышку (на чертежах не показано) для освещения шарика 13 в момент его остановки на предельной высоте, соответствующей его ускорению соленоидом 2.

Изобретение относится к экспериментальной технике и может быть использовано в аттракционах. Сущность изобретения: устройство содержит трубку 1 с соленоидом 2, муфту 3 укрепления, электромагниты 5,6,7, параболлическую емкость 8, стойки 10, систему регистрации отклонений подвижных элементов 12, элемент управления, содержащий два дугообразных риостата, расположенных друг над другом в перпендикулярных плоскостях и установленных на рельсы. Ручка управления риостатами размещена на скобе, где установлены скользящие контакты с возможностью взаимодействия с поверхностями риостатов. Ручка при перемещении вдоль оси взаимодействует с риостатом, размещенным на оси опоры ручки управления. 7 ил.

ЭКПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД, содержащий установленную вертикально трубку с соосно расположенной на ней системой соленоидов с подвижными элементами внутри, прикрепленную посредством кронштейна к опоре, и элемент управления электромагнитным полем, связанный с системой соленоидов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности эксперимента, он дополнительно снабжен системой регистрации отклонений подвижных элементов, верхний конец трубки выполнен разветвленным, а нижний конец - в виде перевернутой воронки с образующей в виде гиперболы, каждая трубка снабжена системой электромагнитов, размещенных по периметру у ее верхнего торца, опора выполнена в виде параболической емкости, соосной с трубкой и размещенной под системой регистрации отклонений подвижных элементов, а элемент управления электромагнитным полем - в виде закрепленных на шарнирных стойках и расположенных в перпендикулярных плоскостях дугообразных реостатов, имеющих общую вертикально шарнирно закрепленную ручку перемещения скользящих контактов, размешенных на скобе, установленной с возможностью продольного перемещения вдоль опоры ручки, установленной с возможностью взаимодействия с реостатом скольжения, размешенным вдоль оси опоры ручки.