ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА Российский патент 2003 года по МПК H03M1/24 H03M1/28 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для аналого-цифрового преобразования углового положения вала в цифровой код для получения цифровой информации от управляемых объектов и ввода ее в цифровые управляющие и вычислительные машины.

Известен фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений, содержащий корпус, кодируемый вал, установленный в шарикоподшипниках, измерительный и индикаторный диски, излучатели и фотоприемники, держатели для излучателей, фотоприемников и индикаторного диска (Преснухин Л.Н. Фотоэлектрические преобразователи информации. -М.: Машиностроение, 1974. Рис.152. С 303).

Недостатком этого преобразователя является отсутствие указателя положения измерительной шкалы, что снижает его эксплуатационные возможности.

Известен фотоэлектрический преобразователь угла, содержащий корпус, имеющий отверстие с размещенным в нем направляющим цилиндром, кодируемый вал, установленный в шарикоподшипниках, измерительный и индикаторный диски с измерительной шкалой, излучатели и фотоприемники, держатели для излучателей, фотоприемников и измерительного диска с базовыми отверстиями, сопряженными с направляющим цилиндром (см. Преобразователь первичный ППФЭ-14, ДЖГ2.787.002 ТО, 1981, с. 13).

Данное техническое решение принято за прототип настоящего изобретения.

Однако оно обладает недостатками.

В фотоэлектрическом преобразователе - прототипе отсутствует указатель нулевого положения измерительной шкалы, что усложняет стыковку и не позволяет точно по углу состыковать преобразовательное устройство с нулевым отсчетным положением исполнительного механизма, что ухудшает эксплуатацию.

В основу настоящего изобретения положено решение технической задачи улучшения эксплуатации и стыковки преобразователя с исполнительным механизмом за счет повышения точности согласования информационных каналов.

Согласно изобретению эта задача решается таким образом, что фотоэлектрический преобразователь угла содержит корпус, имеющий отверстие с размещенным в нем направляющим цилиндром, кодируемый вал, установленный в шарикоподшипниках, измерительный и индикаторный диски с измерительной шкалой, излучатели и фотоприемники, держатели для излучателей, фотоприемников и индикаторного диска с базовыми отверстиями, сопряженными с направляющим цилиндром; в корпусе, диаметрально противоположно направляющему цилиндру, выполнено дополнительное отверстие и размещен дополнительный направляющий цилиндр, вдоль оси которого на линии, соединяющей центры осей обоих цилиндров, размещен указатель нулевого положения измерительной шкалы в виде отверстия, а на держателях и дисках нанесены, по крайней мере, по две крестообразные согласующие метки одинакового размера на равных угловых и радиальных расстояниях, при этом базовые отверстия сопряжены с цилиндрами и метками.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "новизна".

За счет реализации отличительных признаков изобретения /в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы/ достигаются важные новые свойства объекта.

Выполнение в корпусе дополнительного направляющего цилиндра улучшает работу оптического информационного канала.

Наличие согласующих меток обеспечивает высокоточный контроль положения держателей по отношению к измерительному и индикаторному дискам, а также положения дисков между собой.

Выполнение меток крестообразными и одинаковыми по размерам обеспечивает сопряжение элементов преобразователя относительно оси устройства в разных направлениях и способствует повышению точности согласования информационных каналов.

Размещение в дополнительном направляющем цилиндре указателя нулевого положения измерительной шкалы улучшает эксплуатацию преобразователя.

Расположение указателя нулевого положения, выполненного в виде отверстия, вдоль оси направляющего цилиндра обеспечивает точную стыковку, особенно при стыковке с каналом оптического устройства соосным с осью соответствующего направляющего цилиндра.

Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:
фиг.1 - фотоэлектрический преобразователь угла /разрез/;
фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1;
фиг.4 - разрез В-В на фиг.1;
фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.1.

Фотоэлектрический преобразователь угла содержит:
Корпус 1
Кодируемый вал 2
Шарикоподшипники 3
Измерительный диск 4
Индикаторный диск 5
Держатель 6
Излучатели 7
Держатель 8
Фотоприемники 9
Держатель 10 /диска 5/
Направляющий цилиндр 11
Дополнительный направляющий цилиндр 12.

Крестообразные согласующие метки
на измерительном диске/4/ - 13,
на индикаторном диске /5/ - 14,
на держателе/6/ - 15,
на держателе/8/ - 16.

Указатель нулевого положения измерительной шкалы в виде отверстия 17.

Кодируемый вал 2 установлен в шарикоподшипниках 3. Измерительный диск 4, индикаторный диск 5, излучатели 7 и фотоприемники 9 образуют оптические информационные каналы. В держателе 6 выполнены отверстия для излучателей 7, а в держателе 8 - для фотоприемников 9. Индикаторный диск 5 закреплен в держателе 10. В корпусе 1 имеются отверстия, в которых диаметрально противоположно друг другу выполнены направляющие цилиндры 11 и 12, с которыми сопряжены базовые отверстия держателей 6, 8, 10 излучателей 7, фотоприемников 9 и индикаторного диска 5. В цилиндре 12 установлен указатель нулевого положения измерительной шкалы в виде продольного отверстия 17. На измерительном диске 4, индикаторном диске 5, на держателях 6 и 8 выполнены, по меньшей мере, по две согласующие метки 13, 14, 15, 16, которые имеют крестообразную форму, расположены симметрично оси кодируемого вала 2 на равных радиальных расстояниях и имеют одинаковый размер. Метки 13, 14, 15, 16 сопряжены с направляющими цилиндрами 11 и 12 и соответственно с положением излучателей 7 держателя 6, кодовой шкалой диска 4, кодовой шкалой диска 5 и с положением фотоприемников 9 держателя 8 и расположены на линии, соединяющей оси направляющих цилиндров 11 и 12.

Фотоэлектрический преобразователь угла работает следующим образом.

Угловое перемещение кодированного вала 2 от привода /не показан/ приводит к повороту измерительного диска 4 в корпусе 1, при этом световой поток от излучателей 7, пройдя через измерительный диск 4 и индикаторный диск 5, поступает на фотоприемники 9 и далее на плату обработки /не показана/. Таким образом, каждому углу поворота кодируемого вала 2 с измерительным диском 4 присуща своя комбинация электрических сигналов, идущих с фотоприемников 9, необходимых для формирования цифрового кода преобразователя, являющихся выражением данного угла поворота. Держатели 6, 8, 10 излучателей 7, фотоприемников 9 и индикаторного диска 5 сопряжены с направляющим цилиндром 11 и дополнительным направляющим цилиндром 12. В цилиндре 12 размещен указатель нулевого положения измерительной шкалы, который выполнен в виде продольного отверстия 17. В этом положении указатель находится на линии, соединяющей центры цилиндров 11 и 12, соответствующей нулевому положению измерительной шкалы. Этому положению соответствует нулевая кодовая комбинация шкалы, когда выходные коды преобразователя равны нулю. Держатели 6, 8, 10 излучателей 7, фотоприемников 9 и индикаторного диска 5 сопряжены с помощью согласующих меток 13, 14, 15, 16, в свою очередь, связанных с топологией дисков 4, 5 и поверхностного слоя в держателях 6, 8, 10, с направляющими цилиндрами 11 и 12.

Предложенный фотоэлектрический преобразователь угла изготовлен промышленным способом в цехе завода "Измерон", а проведенные испытания подтверждают его соответствие критерию "промышленная применимость".

Предложенный фотоэлектрический преобразователь угла позволяет улучшить эксплуатацию и стыковку преобразователя с исполнительным механизмом т.к.

- выполнение дополнительного направляющего цилиндра улучшает работу оптического информационного канала,
- размещение в дополнительном направляющем цилиндре указателя нулевого положения измерительной шкалы улучшает эксплуатацию преобразователя,
- расположение указателя нулевого положения вдоль оси направляющего цилиндра обеспечивает точную стыковку,
- наличие согласующих меток обеспечивает точный контроль положения дисков между собой и держателей по отношению к дискам,
- выполнение меток крестообразными и одинаковыми повышает точность согласования информационных каналов.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для аналого-цифрового преобразования углового положения вала в цифровой код для получения цифровой информации от управляемых объектов и ввода ее в цифровые управляющие и вычислительные машины. Техническим результатом является улучшение эксплуатации и стыковки преобразователя с исполнительным механизмом. Фотоэлектрический преобразователь угла содержит корпус, имеющий отверстие с размещенным в нем направляющим цилиндром, кодируемый вал, установленный в шарикоподшипниках, измерительный и индикаторный диски с измерительной шкалой, излучатели и фотоприемники, держатели для излучателей, фотоприемников и индикаторного диска с базовыми отверстиями, сопряженными с направляющим цилиндром. В корпусе диаметрально противоположно направляющему цилиндру выполнено дополнительное отверстие и размещен дополнительный направляющий цилиндр, вдоль оси которого на линии, соединяющей центры осей обоих цилиндров, размещен указатель нулевого положения измерительной шкалы в виде отверстия, а на держателях и дисках нанесены, по крайней мере, по две крестообразные согласующие метки одинакового размера на равных угловых и радиальных расстояниях, при этом базовые отверстия сопряжены с цилиндрами и метками. 5 ил.

Фотоэлектрический преобразователь угла, содержащий корпус, имеющий отверстие с размещенным в нем направляющим цилиндром, кодируемый вал, установленный в шарикоподшипниках, измерительный и индикаторный диски с измерительной шкалой, излучатели и фотоприемники, держатели для излучателей, фотоприемников и индикаторного диска с базовыми отверстиями, сопряженными с направляющим цилиндром, отличающийся тем, что в корпусе диаметрально противоположно направляющему цилиндру выполнено дополнительное отверстие и размещен дополнительный направляющий цилиндр, вдоль оси которого на линии, соединяющей центры осей обоих цилиндров, размещен указатель нулевого положения измерительной шкалы в виде отверстия, а на держателях и дисках нанесены, по крайней мере, по две крестообразные согласующие метки одинакового размера на равных угловых и радиальных расстояниях, при этом базовые отверстия сопряжены с цилиндрами и метками.