ПОВОРОТНЫЙ СТОЛ Российский патент 2005 года по МПК G01C25/00 G01P21/00 

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к испытательному оборудованию для аттестации преобразователей инерциальной информации.

Известен поворотный стол [1], содержащий корпус и размещенные в нем платформу с управляющей осью для установки объекта испытаний, редуктор и элементы следящего привода.

Наиболее близким по технической сущности является поворотный стол [2], содержащий установленную на валу в основании платформу, следящую систему с исполнительным устройством, соединенным с валом, причем следящая система содержит устройство задания угловой скорости, усилитель и устройство обратной связи, выполненное как преобразователь механической величины в электрический сигнал.

Недостатком такого поворотного стола является погрешность задания угловой скорости при испытаниях объектов со сложной конфигурацией.

Техническим результатом изобретения является повышение точности задания угловой скорости.

Данный технический результат достигается в поворотном столе, содержащем установленную на валу в основании платформу, следящую систему с исполнительным устройством, соединенным с валом, причем следящая система содержит устройство задания угловой скорости, усилитель и устройство обратной связи, выполненное как преобразователь механической величины в электрический сигнал, тем, что на валу установлено устройство балансировки платформы, устройство балансировки содержит первый диск, второй диск, первое кольцо, второе кольцо, третье кольцо, k грузов, первый и второй диски установлены так, что их первые торцы совмещены, внешняя поверхность первого диска выполнена из двух участков, первый участок со стороны второго торца выполнен диаметром, большим диаметра второго участка со стороны первого торца, со стороны первого торца первого диска выполнена направленная в сторону второго торца кольцевая проточка, второй диск выполнен идентичным первому диску по конфигурации и размерам, во внутренней части первого кольца выполнены последовательно расположенные первый участок с первым внутренним диаметром, второй участок со вторым внутренним диаметром, большим первого внутреннего диаметра, и третий участок с третьим внутренним диаметром, большим первого внутреннего диаметра, и меньшим второго внутреннего диаметра, на внешней части второго кольца выполнены последовательно расположенные первый участок с первым наружным диаметром, равным первому внутреннему диаметру первого участка первого кольца, второй участок со вторым наружным диаметром, меньшим первого наружного диаметра, третий участок с третьим наружным диаметром, большим второго наружного диаметра и меньшим третьего внутреннего диаметра третьего участка первого кольца, по направлению оси вала размеры первых участков первого и второго колец равны, равны размеры вторых участков первого и второго колец, равны размеры третьих участков первого и второго колец, наружный диаметр первого кольца выполнен меньшим наружного диаметра первого участка первого диска, наружный диаметр третьего кольца выполнен меньшим третьего наружного диаметра третьего участка второго кольца, каждая штанга содержит первый хомут, стержень, второй хомут, первый хомут выполнен плоским с уступом, второй хомут выполнен с резьбовой частью на одной его стороне, на стержне выполнены последовательно расположенные первый участок с наружной резьбой первого диаметра, второй участок с наружной резьбой второго диаметра, большего первого диаметра наружной резьбы, третий участок с профилем квадрата в сечении перпендикулярно продольной оси стержня, третий участок стержня соединен со вторым хомутом, первый и второй диски на валу установлены так, что их первые торцы с кольцевой проточкой совмещены, первое кольцо установлено на валу так, что его примыкающий к первому участку торец расположен на втором торце второго диска, второе кольцо установлено на валу так, что его примыкающий к первому участку торец расположен на втором торце второго диска, третье кольцо установлено на валу так, что один его торец расположен на торце второго кольца, примыкающего к третьему участку второго кольца, в грузе выполнено резьбовое отверстие, стержень расположен на втором торце первого диска своей продольной осью по радиусу к оси вала, первый хомут расположен своей плоскостью перпендикулярно радиусу к оси вала на внешних поверхностях первого и второго дисков так, что его уступ расположен на втором торце второго диска, одна сторона первого хомута закреплена проходящим через отверстие первого хомута болтом, свинченным с гайкой, расположенной в кольцевых проточках первого и второго дисков, вторая сторона первого хомута прикреплена к стержню посредством гайки, свинченной с проходящей через отверстие в первом хомуте первым участком стержня, второй хомут прикреплен к первому и второму кольцам посредством проходящего через отверстие во втором хомуте болта, свинченного с гайкой, расположенной в промежутке между второй частью первого кольца и второй частью второго кольца, груз навинчен на второй участок стержня.

Выполнением устройства балансировки в виде первого и второго дисков, первого, второго и третьего колец, нескольких штанг и грузов, размещаемых на штангах, обеспечивается повышение точности задания угловой скорости, так как уменьшаются мгновенные изменения угловой скорости при испытаниях объектов со сложной конструкцией.

На фиг.1 представлен общий вид поворотного стола, на фиг.2 - разрез устройства балансировки, на фиг.3 - профильный вид устройства балансировки, на фиг.4 - схема следящей системы поворотного стола.

Поворотный стол (фиг.1) содержит основание 1, на валу 2 которого установлена платформа 3. Следящая система поворотного стола содержит исполнительное устройство 4, например, электродвигатель постоянного тока, соединенный посредством редуктора 5 с валом 2. На основании 1 установлены устройство задания угловой скорости 6 платформы 3, устройство обратной связи 7, например, тахогенератор, связанный с валом 2, устройство балансировки 8. На платформу 3 устанавливается объект испытаний 9.

Устройство балансировки 8 (фиг.2) содержит первый диск 10', второй диск 10'', первое кольцо 11, второе кольцо 12, третье кольцо 13, один из k грузов груз 14', одну из k штанг штангу 15' с первым хомутом 16, стержнем 17, вторым хомутом 18. Первый диск 10' и второй диск 10'' установлены так, что их первые торцы 19 совмещены. Внешняя поверхность первого диска 10' выполнена из двух участков. Первый участок со стороны второго торца 20 выполнен диаметром d₁, большим диаметра d₂ второго участка со стороны первого торца 19. Со стороны первого торца 19 в первом участке первого диска 10' выполнена направленная в сторону второго торца 20 кольцевая проточка 21', внутренний диаметр которой равен диаметру d₂ второго участка. Аналогично первому диску 10' выполнен второй диск 10'', имеющий кольцевую проточку 21'', одинаковую конфигурацию и размеры с первым диском 10''.

Наружный диаметр d₃ первого кольца 11 выполнен меньшим наружного диаметра d₁ первого участка первого диска 10'. Внутренняя часть первого кольца 11 имеет последовательно расположенные первый участок с первым внутренним диаметром d₄, второй участок со вторым внутренним диаметром d₅, третий участок с внутренним диаметром d₆. При этом d₅>d₄, d₄<d₆<d₅. Первое кольцо 11 установлено на валу 2 так, что его примыкающий к первому участку торец расположен на втором торце 20 второго диска 10''.

Наружная часть второго кольца 12 содержит последовательно расположенные первый участок с первым наружным диаметром, равным первому внутреннему диаметру d₄ первой части первого кольца 11, второй участок со вторым наружным диаметром d₇, третий участок с третьим наружным диаметром d₈. При этом d₇<d₄, d₇<d₈<d₁. Второе кольцо 12 установлено на валу 2 так, что примыкающий к первому участку второго кольца 12 его торец расположен на втором торце 20 второго диска 10'', первое кольцо 11 и второе кольцо 12 совмещены первыми участками соответственно с внутренним и наружным диаметром d₄.

Третье кольцо 13 выполнено с наружным диаметром d₉, меньшим наружного диаметра d₈ третьего участка второго кольца 12, и установлено своим торцом на торец второго кольца 12, примыкающий к его третьему участку.

По направлению оси 22-22 вала 2 первый участок первого кольца 11 и первый участок второго кольца 12 выполнены одинаковым размером l₁. Второй участок первого кольца 11 и второй участок второго кольца 12 выполнены одинаковым размером l₂, третий участок первого кольца 11 и третий участок второго кольца 12 выполнены одинаковым размером l₃.

Стержень 17 расположен своей продольной осью 23-23 по радиусу к оси 22-22 и имеет последовательно расположенные первый участок 24 с наружной резьбой первого диаметра d₁₀, второй участок 25 с наружной резьбой второго диаметра d₁₁, большего первого диаметра d₁₀, третий участок 26 с профилем квадрата в сечении перпендикулярно продольной оси 23-23 стержня 17. На третьем участке 26 образовано глухое резьбовое отверстие 27.

Первый хомут 16 выполнен плоским с уступом 28, расположен своей плоскостью 29 перпендикулярно радиусу к оси 22-22 вала 2 на внешних поверхностях первого диска 10' и второго диска 10'' так, что уступ 28 расположен на втором торце 20 второго диска 10'', одна сторона первого хомута 16 закреплена проходящим через отверстие 30 первого хомута 16 болтом 31, свинченным с гайкой 32, расположенной в кольцевой проточке 21' в первом диске 10' и кольцевой проточке 21'' во втором диске 10''. Вторая сторона первого хомута 16 прикреплена к стержню 17 гайкой 33, свинченной с проходящим через отверстие 35 в первом хомуте 16 первым участком 24 стержня 17.

Второй хомут 18 имеет резьбовую часть 36, которой он свинчен с глухим резьбовым отверстием 27 в третьей части 26 стержня 17. Второй хомут 18 прикреплен к первому кольцу 11 и второму кольцу 12 посредством проходящего через отверстие 37 во втором хомуте 18 болта 38, свинченного с гайкой 39, находящейся в промежутке между второй частью первого кольца 11 и второй частью второго кольца 12.

В грузе 14' выполнено резьбовое отверстие 40. Груз 14' навинчен на второй участок 25 и законтрен гайкой 41.

В устройстве балансировки (фиг.3) в виде на второй торец 20 второго диска 10'' первый груз 14' расположен на первой штанге 15' так, что его центр масс (точка O₁) расположен на радиусе R₁ от оси 22 -22 вала 2. Вторая штанга 15'' расположена на угловом расстоянии α_k от первой штанги 15'. Второй груз 14'' расположен на второй штанге 15'' так, что его центр масс (точка О₂) расположен на радиусе R₁ от оси 22-22 вала 2. И далее штанга 15^(k) расположена на угловом расстоянии α_k от первой штанги 15'. Груз 14^(k) расположен на штанге 15^(k) так, что центр его масс (точка O_k) находится на расстоянии радиуса R_k от оси 22-22 вала 2.

Следящая система (фиг.4) поворотного стола содержит задатчик угловой скорости 6 с источником опорного напряжения и делителем напряжения, устройство обратной связи 7 в виде, например, тахогенератора постоянного тока, дифференциальный усилитель 42, усилитель мощности 43, исполнительное устройство в виде, например, электродвигателя 4 постоянного тока. Выход задатчика угловой скорости 6 подключен к прямому входу дифференциального усилителя 42, к инверсному входу которого подключен выход тахогенератора. Выход дифференциального усилителя 42 подключен ко входу усилителя мощности 43, к выходу которого подключена обмотка управления электродвигателя.

Поворотный стол работает следующим образом. Заданная угловая скорость устанавливается посредством создания на выходе делителя напряжения соответствующего напряжения либо вручную, либо по программе. После усиления в дифференциальном усилителе 42 и усилителе мощности 43 напряжение подается в обмотку управления электродвигателя 4, который вращает вал 2 вместе с осью тахогенератора. Тахогенератор преобразует механическую величину - скорость вращения вала 2 - в электрический сигнал - напряжение постоянного тока, пропорциональное скорости вращения вала 2. Напряжение с тахогенератора подается на инверсный вход дифференциального усилителя 42, и при отклонении скорости ω вращения электродвигателя 4 от заданной напряжение на выходе дифференциального усилителя изменяется, изменяя скорость вращения электродвигателя 4, в результате чего стабилизируется угловая скорость, обеспечиваемая поворотным столом.

При установке на платформу 3 поворотного стола объекта испытаний 9, имеющего сложную конфигурацию с неопределенным положением цента масс, могут наблюдаться заметные мгновенные изменения угловой скорости. Для устранения этих колебаний угловой скорости производится балансировка подвижной системы поворотного стола. При балансировке устанавливается необходимое количество грузов 14', 14'', ..., 14^(k) на штангах 15', 15'', ..., 15^(k) на разных угловых расстояниях между штангами 15', 15'', ..., 15^(k) с разными положениями центра масс грузов 14', 14'', ..., 14^(k) от оси 22-22 вала 2. Угловое положение штанг 15', 15'', ..., 15^(k) устанавливается перемещением первого хомута 16 по окружности первого диска 10' и второго диска 10'' и перемещением второго хомута 18 по окружности между первым кольцом 11 и вторым кольцом 12.

Установка центров масс грузов 14', 14'', ..., 14^(k) на необходимом расстоянии от оси 22-22 вала 2 производится их перемещением по длине второго участка 25 стержня 17 путем навинчивания грузов 14', 14'', ..., 14^(k) в сторону от оси 22-22 вала 2 или в противоположную сторону. Множество угловых положений штанг 15', 15'', ..., 15^(k) и положений центров масс грузов 14', 14'', ..., 14^(k) обеспечивает балансировку подвижной системы поворотного стола при любой конфигурации объекта испытаний 9.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР № 259944, кл. G 01 С 25/00. Динамический моделирующий стенд для испытаний гироскопических приборов. 1970 г.

2. Б.А. Асс, З.Ф.Уразаев, Б.Я.Мясников. Сборка, регулировка и испытание авиационных приборов. М., "Машиностроение". 1989 г., стр.305-309.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к испытательному оборудованию для аттестации преобразователей инерциальной информации. Поворотный стол содержит установленную на валу платформу, следящую систему с устройством задания угловой скорости, усилителем, исполнительным устройством и устройством обратной связи. В нем выполнено установленное на валу устройство балансировки с первым и вторым дисками, первым, вторым и третьим кольцами, штангами в количестве k: и грузами на них. Первый и второй диски соединены своими торцами, и в них выполнены кольцевые проточки, первое кольцо установлено на второй диск, второе кольцо входит в первое кольцо, а третье кольцо упирается во второе кольцо. Штанги расположены по радиусу к оси вала и закреплены с одной стороны первым хомутом на внешних поверхностях первого и второго дисков, а с другой стороны вторым хомутом к первому и второму кольцам. Штанги установлены по окружности на разных углах друг от друга. Техническим результатом изобретения является повышение точности задания угловой скорости. 4 ил.

Поворотный стол, содержащий установленную на валу в основании платформу, следящую систему с исполнительным устройством, соединенным с валом, причем следящая система содержит устройство задания угловой скорости, усилитель и устройство обратной связи, выполненное как преобразователь механической величины в электрический сигнал, отличающийся тем, что на валу установлено устройство балансировки платформы, устройство балансировки содержит первый диск, второй диск, первое кольцо, второе кольцо, третье кольцо, k грузов, первый и второй диски установлены так, что их первые торцы совмещены, внешняя поверхность первого диска выполнена из двух участков, первый участок со стороны второго торца выполнен диаметром, большим диаметра второго участка со стороны первого торца, со стороны первого торца первого диска выполнена направленная в сторону второго торца кольцевая проточка, второй диск выполнен идентичным первому диску по конфигурации и размерам, во внутренней части первого кольца выполнены последовательно расположенные первый участок с первым внутренним диаметром, второй участок со вторым внутренним диаметром, большим первого внутреннего диаметра, и третий участок с третьим внутренним диаметром, большим первого внутреннего диаметра и меньшим второго внутреннего диаметра, на внешней части второго кольца выполнены последовательно расположенные первый участок с первым наружным диаметром, равным первому внутреннему диаметру первого участка первого кольца, второй участок со вторым наружным диаметром, меньшим первого наружного диаметра, третий участок с третьим наружным диаметром, большим второго наружного диаметра и меньшим третьего внутреннего диаметра третьего участка первого кольца, по направлению оси вала размеры первых участков первого и второго колец равны, равны размеры вторых участков первого и второго колец, равны размеры третьих участков первого и второго колец, наружный диаметр первого кольца выполнен меньшим наружного диаметра первого участка первого диска, наружный диаметр третьего кольца выполнен меньшим третьего наружного диаметра третьего участка второго кольца, каждая штанга содержит первый хомут, стержень, второй хомут, первый хомут выполнен плоским с уступом, второй хомут выполнен с резьбовой частью на одной его стороне, на стержне выполнены последовательно расположенные первый участок с наружной резьбой первого диаметра, второй участок с наружной резьбой второго диаметра, большего первого диаметра наружной резьбы, третий участок с профилем квадрата в сечении перпендикулярно продольной оси стержня, третий участок стержня соединен со вторым хомутом, первый и второй диски на валу установлены так, что их первые торцы с кольцевой проточкой совмещены, первое кольцо установлено на валу так, что его примыкающий к первому участку торец расположен на втором торце второго диска, второе кольцо установлено на валу так, что его примыкающий к первому участку торец расположен на втором торце второго диска, третье кольцо установлено на валу так, что один его торец расположен на торце второго кольца, примыкающего к третьему участку второго кольца, в грузе выполнено резьбовое отверстие, стержень расположен на втором торце первого диска своей продольной осью по радиусу к оси вала, первый хомут расположен своей плоскостью перпендикулярно радиусу к оси вала на внешних поверхностях первого и второго дисков так, что его уступ расположен на втором торце второго диска, одна сторона первого хомута закреплена проходящим через отверстие первого хомута болтом, свинченным с гайкой, расположенной в кольцевых проточках первого и второго дисков, вторая сторона первого хомута прикреплена к стержню посредством гайки, свинченной с проходящей через отверстие в первом хомуте первым участком стержня, второй хомут прикреплен к первому и второму кольцам посредством проходящего через отверстие во втором хомуте болта, свинченного с гайкой, расположенной в промежутке между второй частью первого кольца и второй частью второго кольца, груз навинчен на второй участок стержня.