МАЯТНИКОВЫЙ УГЛОМЕР Российский патент 1995 года по МПК G01B5/24 

Изобретение относится к устройствам для контроля фактического положения угла наклона механизмов или узлов сельскохозяйственных машин и орудий во время рабочего процесса (в движении и на стационаре).

Известно устройство маятникового типа для угловых измерений [1] Для изменения угла наклона механизмов и узлов машины (в дальнейшем изделий) необходимо установить прибор на плоскости корпуса изделия, подержать и зафиксировать или считать значение угла наклона изделия, что в рабочем процессе машины или неудобно, или вообще невозможно.

Наиболее близким к предлагаемому угломеру является устройство, содержащее соосно закрепленные маятниковый угломер и отсчетный блок. Угол поворота изделия определяют, сравнивая величины амплитуд колебаний резонансной и некоторого n-го порядка [2] Однако для определения угла наклона изделия этим прибором требуются расчеты или поиск в таблице. Практически такой прибор сложно использовать для регулирования динамики рабочих процессов с изменяющимся углом расположения изделия, например для контроля и регулирования угла наклона транспортера "горка", отделяющего почвенные и растительные примеси от вороха плодов и в машинах для сбора плодов с земли и с деревьев.

Целью изобретения является повышение оперативности контроля.

Цель достигается тем, что маятниковый угломер выполнен в виде крепящихся на изделии оси-основания, указателя угла наклона с контрольным пазом и помещенного на оси основания самоустанавливающегося маятника (отвеса) с мерительным сектором, при этом сектор имеет шкалу с метками-отверстиями, а контрольный паз на указателе по своей длине перекрывает ширину дуги мерительного сектора.

Предлагаемый маятниковый угломер соответствует критерию "новизна", так как по результатам поиска не выявлено решений со сходными признаками.

Признак, касающийся необходимости крепления указателя угла наклона по нормали к продольной оси изделия (контролируемого узла) существенен, так как с геометрической точки зрения позволяет оператору угол между линией симметрии маятника (вертикалью) и линией симметрии указателя принимать за искомый для изделия без внесения промежуточных расчетных поправок.

Для практических измерений на линии симметрии указателя целесообразен фиксирующий элемент как линия регистрации угла, в нашем случае он выполнен в виде контрольного паза.

Дуговой сектор для вращающегося прибора наиболее прост в построении и градуировке его измерительной шкалы, а признак расположения его на маятнике (отвесе) с угловым смещением в сторону указателя угла наклона, размещенного по нормали к изделию, существенен, так как несимметричная форма сектора определяет оптимальные размеры дуги мерительного сектора без излишков металла.

Признак установки на гире маятника компенсатора для уравновешивания реакции от несимметричного мерительного сектора существенен, так как компенсатор заменяет недостающую часть (вес) до условно симметричной шкалы и уравновешивает конструкцию маятника статистически. Это экономически выгодно в приборостроении, учитывая меньшую стоимость изготовления пластины компенсатора в сравнении с более дорогим изготовлением заменяемой части мерительного сектора.

Во время движения агрегата со скоростью до 5-6 км/ч статическая уравновешенность угломера сохраняется.

Признак построения шкалы на мерительном секторе на дугах различного радиуса с метками-отверстиями малого диаметра таким образом, что метки каждой последующей дуги смещены на один угловой градус относительно предыдущей, а радиусы дуг размещения меток-отверстий разнятся у смежных дуг более чем на 2r, где r радиус метки-отверстия, существенен, так как при этом, с одной стороны, значительно возрастают размеры и видимость шкалы для оператора, сидящего на движущейся машине рядом с контролируемым узлом или идущего рядом и осуществляющего контроль технологического процесса машины в рабочем процессе, что облегчает оперативное определение, контроль и регулирование состояния изделия в динамике, с другой стороны, достаточная видимость меток-отверстий при данном построении шкалы в сравнении с расположением их на одной окружности значительно уменьшает размеры мерительного сектора и, таким образом, оптимизирует размеры прибора в целом.

Признаки, касающиеся параметров паза, существенны, так как при длине паза большей ширины дуги мерительного сектора облегчается визуальная регистрация угла наклона изделия, а при ширине контрольного паза, равной диаметру меток-отверстий секторной шкалы, повышается точность отсчетов угла наклона изделий по прибору; угол фиксируется на совмещении боковых стенок паза и отверстия.

На фиг.1 представлена схема угломера; на фиг.2 то же, вид сбоку.

Маятниковый угломер выполнен в виде маятника (отвеса) 1, указателя 2, концентрично установленных на оси сектора 3, жестко закрепленного, например, на борту 4 очистного транспортера.

Указатель 2 при этом прикреплен к борту 4 винтами 5 и размещен по нормали к продольной оси транспортера. Маятник 1 состоит из корпуса 6, подшипника 7, стопорного кольца 8, распорной втулки 9, основания 10 маятника с закрепленными на нем мерительным сектором 11, гирей 12 и компенсатором 13, прикрепленным к гире 12 винтами 14. При этом компенсатор 13 исключает негативное влияние веса консольно расположенного сектора 11 на положение маятника 1, располагающегося всегда вертикально. Указатель 2 при этом установлен за мерительным сектором 11 и имеет на оси симметрии контрольный паз 15. Измерительная шкала сектора 11 имеет метки-отверстия 16, размещенные на ограниченном количестве концентричных дуг, концентричных с осью угломера, при этом смежные (соседние) метки-отверстия каждой последующей дуги смещены на 1^о относительно предыдущей, а радиусы дуг размещений меток-отверстий увеличиваются от минимального в каждой последующей дуге более, чем на 2r. После этого метка-отверстие с дуги максимального радиуса помещается со смещением на 1^о на дугу минимального радиуса и цикл градуировки повторяется несколько раз до создания необходимого интервала изменения угла наклона контролируемого изделия. Нулевая метка-отверстие размещена на оси симметрии основания 10 маятника 1, т.е. она всегда внизу шкалы маятника, а угол наклона контролируемого изделия считывается на совмещении контрольного паза 15 указателя 2 с одной из меток-отверстий 16 шкалы мерительного сектора 11. При изменении угла наклона контролируемого изделия указатель 2 поворачивается вокруг оси сектора 3 относительно маятника 1 и соответственно контрольный паз 15 совмещается с другой меткой-отверстием 16 шкалы мерительного сектора 11.

Угломер работает следующим образом.

Маятник 1 размещается вертикально. При изменении угла наклона контролируемого изделия указатель 2 проворачивается вокруг общей оси сектора 3 относительно маятника 1, при этом с контрольным пазом 15 совмещается уже другая метка-отверстие.

Предлагаемый маятниковый угломер позволяет определять и контролировать реальный угол наклона изделий не только на стационаре, но и в движении в динамике рабочего процесса. При этом повышается оперативность контроля, что способствует более рациональному и своевременному регулированию технологического процесса изделия.

Изобретение относится к устройствам для контроля фактического положения угла наклона механизмов или узлов сельскохозяйственных машин. Маятник все время размещается вертикально. При изменении угла наклона контролируемого изделия указатель проворачивается вокруг общей оси относительно маятника. Угол наклона контролируемого изделия считывается при совмещении контрольного паза с одной из меток отверстий сектора. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. МАЯТНИКОВЫЙ УГЛОМЕР, содержащий соосно закрепленные маятник с гирей и отсчетный блок, отличающийся тем, что, с целью повышения оперативности контроля, отсчетный блок выполнен в виде консольно размещенного на маятнике дугового сектора с дуговой шкалой и метками-отверстиями, нанесенными на концентричных дугах таким образом, что метки каждой последующей дуги смещены на один угловой градус относительно предыдущей, радиусы дуг размещения меток-отверстий отличаются на смежных дугах более чем на 2 r, где r радиус метки-отверстия, и расположенного на оси сектора указателя угла с нулевой отметкой в виде паза, выполненного по длине с размером, большим расстояния между дугами шкалы-сектора, а угломер снабжен компенсатором, установленным на гире консольно для уравновешивания веса дугового сектора отсчетного блока относительно оси маятника. 2. Угломер по п.1, отличающийся тем, что ширина паза нулевой отметки равна диаметру меток-отверстий.