ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ ДИНАМИЧЕСКИЙ СТЕНД Российский патент 1997 года по МПК G01P21/00 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытаний гравиметрической и инерциальной аппаратуры, работающей на подвижном основании.

Известен стенд вертикальных возмущений [1] в основу которого положена схема двойного шарнирно-зубчатого параллелограмма. Для получения вертикальных возмущений стенд имеет привод, состоящий из кривошипа и шатуна, для обеспечения согласования движений которых используется система зубчатых колес, наличие которых приводит к потере кинематической точности закона движения. Для получения большего значения ускорений платформы должны быть увеличены размеры звеньев стенда.

Известен стенд гармонических колебаний [2] содержащий платформу, транслятор, выполненный в виде двойного шарнирного параллелограмма, обеспечивающий прямолинейное поступательное перемещение платформы, приводной механизм, состоящий из кривошипа, шарнирной вилки и кардана с двумя взаимно перпендикулярными осями, одна из которых размещена в основании стенда, а другая в шарнирной вилке, на которой жестко закреплено входное зубчатое колесо дифференциала.

Кинематическая связь кривошипа с транслятором осуществляется через дифференциал, на выходном центральном зубчатом колесе, имеющем общую геометрическую ось с осью кардана, размещенной в основании стенда, которою закреплено ведущее колесо транслятора. Относительное (относительно оси кардана) колебательное движение вилки передается через дифференциал на ведущее звено транслятора и далее через транслятор платформе.

Для увеличения амплитуды ускорений платформы в известном стенде при заданной угловой скорости необходимо увеличить размеры звеньев транслятора и соответственно габариты стенда. Кроме того, для обеспечения амплитуды получаемых ускорений в известном стенде транслятор обязательно должен быть в виде двух параллелограммов с общим звеном, на концах которого шарнирно закреплены два соединенных между собой зубчатых колеса одинакового радиуса. Использование другого транслятора при такой схеме исключено, что существенно ограничивает возможности применения данной схемы. Также, воспроизводимый стендом синусоидальный закон не полностью отражает реальные возмущения подвижного объекта, которые в действительности представляют собой спектр частот возмущений.

Технический результат изобретения уменьшение габаритов и расширение функциональных возможностей.

Указанный результат достигается тем, что в стенде гармонических колебаний, содержащем платформу, транслятор, обеспечивающий прямолинейное поступательное движение платформы, приводной механизм, состоящий из кривошипа, шарнирной вилки и кардана, кинематически связанный с платформой через дифференциал, выходное звено которого жестко связано с кулисой тангенсного механизма, а камень шарнирно закреплен на платформе.

На чертеже изображена схема стенда испытательного динамического для случая вертикальных перемещений.

Стенд содержит платформу 1, шарнирно связанную с транслятором 2 O₁O₂ ABCD, обеспечивающим поступательное прямолинейное перемещение платформы 1, приводной механизм, состоящий из кривошипа 3, шарнирной вилки 4, кардана со взаимно перпендикулярными осями 5 и 6 и дифференциала, входное звено 7 которого жестко закреплено на вилке 4 и свободно посажено на ось 5 кардана, а выходное звено 8 жестко связано с кулисой. Водило 9 дифференциала, выполненное в виде зубчатого колеса, и центральные колеса 8, 10 и 11 свободно насажены на ось 6. Водило 9 кинематически связано с валом 6 зубчатыми колесами 12-14. Кулиса 15 и платформа 1 кинематически связаны посредством камня 16, взаимодействующего с кулисой 15 поступательной парой и с платформой 1 вращательной.

Стенд работает следующим образом. Кривошипу 3 сообщается вращение с угловой скоростью ω Шарнирно связанная с кривошипом 3 вилка 4 описывает коническую поверхность с вершиной в центре 0 кардана. Сферическое движение вилки 4 преобразуется в колебательное движение оси кардана 5. Вилка 4 с жестко закрепленным на ней колесом 7 (входное звено) совершает колебания относительно оси 5 кардана по звену
g = arcsin (sinδ•sinωt)
где δ регулируемый угол раствора кривошипа;
w угловая скорость вращения кривошипа.

Колесо 7 (входное звено) находится в сложном движении, ось колеса 7 получает угловое перемещение j от оси 6 кардана, а вилка 4 сообщает ему угловое перемещение относительно оси 5 кардана g
Зубчатые колеса 10, 11 получают одинаковое угловое перемещение v₁₀ Через зубчатые колеса 12, 13, 14 водило 9 получает перемещение Φ₉ В дифференциале угловые перемещения Φ₁₀, Φ₉ складываются.

При колебательном движении кулисы 15, камень 16, перемещаясь вдоль кулисы 15, приводит в прямолинейное движение платформу 1, поддерживаемую транслятором 2, по закону
S = 2h•sinΦ_к,
где h = l sinδ- расстояние от оси кулисы 15 до основания транслятора 2;
l длина звеньев транслятора;
Φ_к угловое перемещение кулисы 15.

Предлагаемый стенд позволяет получить ускорение в 1,2 раза больше, чем у известного, при одинаковых параметрах движения.

Использование: для испытаний гравиметрической и инерциальной аппаратуры, работающей на подвижном основании. Сущность изобретения: стенд содержит платформу, транслятор и приводной механизм. Кинематическая связь приводного механизма с платформой осуществлена через тангенсный механизм. 1 ил.

Испытательный динамический стенд, содержащий платформу, транслятор, обеспечивающий прямолинейное поступательное движение платформы, приводной механизм, состоящий из кривошипа, шарнирной вилки и кардана, кинематически связанный с платформой через дифференциал, отличающийся тем, что выходное звено дифференциала жестко связано с кулисой тангенсного механизма, камень которого шарнирно закреплен на платформе.