ДИНАМИЧЕСКИЙ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ 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. Данное техническое решение не позволяет упростить конструкцию с целью получения большего значения ускорения платформы. Кроме того, для получения большего значения амплитуды ускорений размеры звеньев должны быть увеличены (при заданной угловой скорости).

Известен стенд гармонических колебаний [1] 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, с помощью которой закреплено ведущее звено транслятора.

Относительное (относительное оси кардана) колебательное движение вилки передается через дифференциал на ведущее звено транслятора, а затем через транслятор платформе.

Надежность работы этого стенда зависит от точности изготовления приводного механизма, в котором кинематическая связь кривошипа с транслятором осуществлена через дифференциал, состоящий из 11 зубчатых колес.

Для увеличения амплитуды ускорений в известном стенде при заданной угловой скорости необходимо увеличить размеры звеньев транслятора и соответственно габариты стенда. Кроме того, воспроизводимый стендом синусоидальный закон не отражает реальные возмущения подвижного объекта, которые в действительности представляют собой спектр частот возмущений.

Технический результат изобретения уменьшение габаритов, упрощение конструкции, расширение функциональных возможностей.

Указанный результат достигается тем, что в известном стенде гармонических колебаний, содержащем платформу, транслятор в виде двойного шарнирного параллелограмма, обеспечивающего прямолинейное поступательное движение платформы, приводной механизм, состоящий из кривошипа, шарнирной вилки и кардана, кинематически связанный с платформой через транслятор, ведущее звено которого жестко закреплено на выходном звене приводного механизма.

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

Динамический испытательный стенд содержит платформу 1, шарнирно связанную с транслятором, представляющим собой двойной шарнирный араллелограмм O₁O₂ ABCD со звеньями равной длины. Прямолинейное поступательное перемещение платформы 1 обеспечивается двумя зубчатыми колесами 2 одинакового радиуса, одно из которых жестко связано с ведущим звеном O₁A транслятора, а второе со звеном BC. Приводной механизм состоит из кривошипа 3, шарнирной вилки 4 и кардана с осями 5 и 6. Кривошип 3 кинематически связан шарнирной вилкой 4 с осью 5 кардана. На оси 6 жестко закреплено ведущее звено O₁A транслятора.

Стенд работает следующим образом.

Кривошип 3 вращается с угловой скоростью ω. Вилка 4, шарнирно связанная с кривошипом 3 и с осью 5 кардана, описывает коническую поверхность с вершиной в центре О кардана. Движение вилки 4 через ось 5 преобразуется в угловое колебательное движение оси 5 кардана и жестко связанного с ней звена O₁A транслятора по закону.

j = arctg(tgδ sinΦ),
где Φ угол поворота кривошипа;
d регулируемый угол раствора кривошипа;
j угловое перемещение звеньев транслятора.

Колебательное движение звена O₁A транслятора через жестко связанные со звеньями O₁A и BC зубчатыми колесами 2 преобразуется в прямолинейное поступательное движение платформы 1 по закону
S = 2l sinψ
где l длины рычагов параллелограмма;
j угловое перемещение рычагов.

Максимальное значение амплитуды ускорения при угле раствора кривошипа δ = 45^° определяемом допустимыми углами давления
Amaxп

= 2,042lω²
В известном стенде максимальное значение ускорения при тех же параметрах (l и ω)
Amaxи = 1,414lω²
Таким образом, при равных длинах звеньев транслятора предлагаемого и известного стендов, максимальное значение амплитуды ускорений предлагаемого стенда в 1,443 раза больше, чем у известного.

Предлагаемая схема стенда позволяет уменьшить размеры транслятора и соответственно габариты стенда в 1,443 раза, при этом отсутствие дифференциала, состоящего из 11 зубчатых колес, существенно упрощает конструкцию.

Использование: для испытаний гравиметрической и инерциальной аппаратуры, работающей на подвижном основании. Сущность изобретения: стенд содержит платформу, транслятор и приводной механизм, кинематически связанный с платформой путем жесткого закрепления ведущего звена транслятора на выходном звене приводного механизма. 1 ил.

Динамический испытательный стенд, содержащий платформу, транслятор в виде двойного шарнирного параллелограмма, обеспечивающего прямолинейное поступательное движение платформы, приводной механизм, состоящий из кривошипа, шарнирной вилки и кардана, кинематически связанный с платформой через транслятор, отличающийся тем, что ведущее звено транслятора жестко закреплено на выходном звене приводного механизма.