ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА Российский патент 2005 года по МПК H03M1/28 H03M1/24 

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 угла, установленный на объекте пользователя, содержащий корпус, кодируемый вал, измерительный и индикаторный диски, излучатели и фотоприемники, держатели для излучателей, фотоприемников и индикаторного диска, см. Якушенков Ю.Г. "Проектирование оптико-электронных приборов", М.: Машиностроение, 1981, рис. 5.25, с.137-138.

В этом преобразователе нет осевой фиксации кодируемого вала, что снижает надежность крепления преобразователя и точность его работы.

Известен фотоэлектрический преобразователь угла, установленный на объекте пользователя, содержащий корпус, кодируемый вал, выполненный с внутренним цилиндрическим отверстием под установку вала пользователя, измерительный и индикаторный диски, излучатели и фотоприемники, устройства для крепления держателей, см. Проспект фирмы «Heidenhain». Германия: 1994. Модели RON 255, 455. С18. Проспект фирмы «Heidenhain». General Catalog. Германия: 2003. С.32.

В известном устройстве преобразователь крепится к валу пользователя гайкой в осевом направлении, а в радиальном направлении между валом пользователя и валом преобразователя имеется зазор, поскольку в этом направлении конструкцией не предусмотрен механизм зажима, это снижает жесткость стыковки преобразователя с валом пользователя в радиальном направлении.

Известен фотоэлектрический преобразователь угла, содержащий корпус, кодируемый вал, индикаторный и измерительный диски, излучатели и фотоприемники, см. патент на изобретение Российской Федерации №2213415 по кл. Н 03 М 1/24, 1/28, опубл. 2003 г.

Данное техническое принято за прототип настоящего изобретения.

Однако оно обладает недостатками.

В фотоэлектрическом преобразователе-прототипе не обеспечена коаксиальная установка его на вал пользователя, т.к. на вале отсутствует сквозное отверстие, для обеспечения жесткости стыковки в радиальном и осевом направлении требуется стыковочное устройство, а это усложняет конструкцию и увеличивает ее габариты.

В основу настоящего изобретения положено решение технической задачи, позволяющее обеспечить безлюфтовое закрепление преобразователя в осевом и радиальном направлениях на подвижной части объекта с возможностью осуществления регулировки усилия при креплении в пределах конструкции преобразователя.

Согласно изобретению эта задача решается таким образом, что фотоэлектрический преобразователь угла содержит корпус, кодируемый вал, индикаторный и измерительный диски, излучатели и фотоприемники.

В кодируемом вале выполнены паз и сквозное отверстие с конической и цилиндрической внутренними поверхностями и установлено соосно с валом крепежное устройство, например в виде цанги с наружной конической поверхностью, ответной конической поверхности сквозного отверстия, и направляющей втулки с наружной цилиндрической поверхностью, ответной цилиндрической поверхности сквозного отверстия, на которой расположен установочно-регулировочный элемент, например в виде резьбового хвостовика с гайкой, которая сопряжена с хвостовиком и с торцевой частью кодируемого вала, а внутри направляющей втулки установлен ограничитель углового положения крепежного устройства, например в виде штифта, взаимодействующего с пазом.

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.

Установка крепежного устройства и фиксирование преобразователя в осевом и радиальном направлении повышает надежность крепления и точность его работы.

Выполнение сквозного отверстия в кодируемом вале обеспечивает коаксиальную установку преобразователя на вал пользователя и возможность размещения крепежного устройства с жестким охватыванием вала преобразователя и сочленение его с подвижной частью объекта пользователя.

Размещение установочно-регулировочного элемента в крепежном устройстве обеспечивает регулировку зажима на вале пользователя.

Наличия паза в кодируемом вале, расположенного параллельно его оси, и ограничителя углового положения зажимного устройства исключают развороты преобразователя относительно объекта пользователя при креплении.

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 на фиг.1 - фотоэлектрический преобразователь угла (разрез), на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Фотоэлектрический преобразователь угла содержит:

Корпус 1.

Кодируемый вал 2:

- паз (в вале 2) 3,

- сквозное отверстие (в вале 2) 4,

- коническую внутреннюю поверхность (в отверстии 4) 5,

- цилиндрическую внутреннюю поверхность (в отверстии 4) 6.

Крепежное устройство 7:

- цанга (устройства 7) 8,

- направляющая втулка (устройства 7) 9,

- установочно-регулировочный элемент (втулки 9) 10,

- резьбовой хвостовик (элемента 10) 11,

- гайка (элемента 10) 12,

- ограничитель углового положения (внутри втулки 9) 13,

- штифт (ограничителя 13) 14.

Индикаторный диск 15.

Измерительный диск 16.

Излучатели 17.

Фотоприемники 18.

Фотоэлектрический преобразователь угла содержит корпус 1, кодируемый вал 2, индикаторный 15 и измерительный 16 диски, излучатели 17 и фотоприемники 18. В кодируемом вале 2 выполнен паз 3 и сквозное отверстие 4. Сквозное отверстие 4 имеет коническую 5 и цилиндрическую 6 внутренние поверхности. В отверстии 4 вала 2 установлено крепежное устройство 7. Крепежное устройство 7, предпочтительно, содержит цангу 8, по крайней мере, с тремя лепестками, и направляющее устройство 9. Цанга 8 выполнена с наружной конической поверхностью ответной конической поверхности 5 сквозного отверстия 4, а направляющая втулка 6 - с наружной цилиндрической поверхностью ответной цилиндрической поверхности 6 сквозного отверстия 4 кодируемого вала 2. На направляющей втулке 9 расположен установочно-регулировочный элемент 10, предпочтительно в виде резьбового хвостовика 11 с гайкой 12. Гайка 12 сопряжена с резьбовым хвостовиком 11 и с торцевой частью кодируемого вала 2. Внутри направляющей втулки 9 установлен ограничитель углового положения 13 крепежного устройства 7, предпочтительно в виде шрифта 14, который взаимодействует с пазом 3 кодируемого вала 2. Фотоэлектрический преобразователь угла работает следующим образом.

Угловое перемещение кодируемого вала 2 от вала пользователя (не показан) приводит к повороту измерительного диска 16 в корпусе 1, при этом световой поток от излучателей 17, пройдя через измерительный диск 16 и индикаторный диск 15, поступает на фотоприемники 18, не перекрытые диском 16. Каждому углу поворота кодируемого вала 2 с измерительным диском 16 присуща своя комбинация электрических сигналов, идущих с фотоприемников 18, необходимых для формирования цифрового кода преобразователя, являющихся выражением данного угла поворота.

После установки преобразователя на вал пользователя (не показан) гайку 12 поворачивают, при этом крепежное устройство 7 перемещается внутри кодируемого вала 2 в осевом направлении, и лепестки цанги 8 жестко охватывают вал пользователя, обеспечивая сочленение преобразователя с подвижной частью объекта пользователя. Крепежное устройство 7 осуществляет надежное безлюфтовое закрепление преобразователя на подвижной (вращающейся) части объекта пользователя, как в осевом, так и в радиальном направлении. Гайка 12 осуществляет регулировку усилия зажима цанги 8 на валу пользователя. Ограничитель углового положения 13, выполненный предпочтительно в виде штифта 14, взаимодействуя с пазом 3 кодируемого вала 2, исключает развороты преобразователя относительно объекта пользователя при проведении работ по креплению.

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

Предложенный фотоэлектрический преобразователь угла позволяет обеспечить безлюфтовое закрепление преобразователя в осевом и радиальном направлениях на подвижной части объекта с возможностью осуществления регулировки усилия при креплении, т.к.

- преобразователь зафиксирован в осевом и радиальном направлениях,

- крепежное устройство с жестким охватыванием вала преобразователя размещено в сквозном отверстии кодируемого вала в пределах осевых размеров преобразователя,

- установочно-регулировочный элемент размещен в крепежном устройстве,

- ограничитель углового положения взаимодействует с пазом кодируемого вала.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники 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. Фотоэлектрический преобразователь угла, установленный на объекте пользователя, содержит корпус, направляющие цилиндры, размещенные в диаметрально противоположных отверстиях корпуса, кодируемый вал, индикаторный и измерительный диски с измерительной шкалой, излучатели и фотоприемники, образующие оптические информационные каналы, и указатель нулевого положения измерительной шкалы в виде отверстия в одном из направляющих цилиндров. Согласно данному изобретению в преобразователе соосно с кодируемым валом установлена муфта с компенсирующим упругим элементом, например, гофрированным упругим элементом, имеющая сквозное отверстие, расположенное соосно с указателем нулевого положения измерительной шкалы, диаметр которого больше диаметра отверстия в направляющем цилиндре, и соединенная с корпусом одним концом, а другим - с неподвижной частью объекта. Технический результат данного изобретения состоит в том, что оно позволяет улучшить и расширить эксплуатационные и функциональные возможности фотоэлектрического преобразователя угла путем упрощения стыковки, повышения точности и контроля связи преобразователя с объектом пользователя. 2 ил.

Фотоэлектрический преобразователь угла, содержащий корпус, кодируемый вал, индикаторный и измерительный диски, излучатели и фотоприемники, отличающийся тем, что в кодируемом вале выполнены паз и сквозное отверстие с конической и цилиндрической внутренними поверхностями и установлено соосно с валом крепежное устройство, например, в виде цанги с наружной конической поверхностью, ответной конической поверхности сквозного отверстия, и направляющей втулки с наружной цилиндрической поверхностью, ответной цилиндрической поверхности сквозного отверстия, на которой расположен установочно-регулировочный элемент, например, в виде резьбового хвостовика с гайкой, которая сопряжена с хвостовиком и с торцевой частью кодируемого вала, а внутри направляющей втулки установлен ограничитель углового положения крепежного устройства, например, в виде штифта, взаимодействующего с пазом.