Устройство для измерения угла наклона Советский патент 1984 года по МПК G01C9/00 G01C7/04 

Изобретение относится к маркшейдерско-геодеэическому приборостроению, конкретнее к устройствам для измерения угла наклона, применяемым, преимуществеиноу в автоматических профилографах рельсового пути. По основному авт. св. 972212 известно устройство для измерения угла наклона, содержащее корпус тележки с мерным колесом, ходовый дис с тактовой и счетной дорожками, кинематически связанный с мерньам колесом, маятник с укрепленным на нем датчиком положения, датчик тактовых иМПульсов, RS-триггер, две схемы совпадения, шаговый двигатель с коммутатором, подключенным к реверсивному счетчику, соединенному с датчиком счетных импульсов, жестко связанному с корпусом тележки че рез совпадения, другие входы которых связаны с выходами триггера на R-вход которого подключен датчик тактовых импульсов, на S-вход - дат чик положения маятника Cl. Однако использование шагового двигателя для привода записывающего барабана самописца связано со значительным расходом энергии, посколь ку при работе двигатель непрерывно потребляет энергию, хотя запись и производится дискретно. Цель изобретения - снижение потребления электроэнергии путем обес печения целесообразной коммутации двигателя. Для достижения поставленной цели в устройстве для, измерения углов наклона коммутатор шагового двигате ля выполнен как мостовая схема на тиристорных оптронах, в диагональ которой включен шаговый двигатель постоянного тока, а в диагональ цепи питания - микропереключатели, взаимодействующие с симметричным кулачком, установленным на выходно валу двигателя. На фиг. 1 показана функциональн схема узла шагового двигателя с коммутатором: на фиг. 2 - размещение микропереключателейи кулачка, на фиг. 3 - временная диаграмма работы коммутатора. С выхода счетчика импульсов (не показан) на входы 1 и 2 мостовой схемы, собранной на тиристорных оптронах 3-6, поступают импульсы, соответствующие положительным или отрицательным уклонам. При появлении импульса и длительностью t , соответствующего положительным уклонам, через оптронэ 3 и б проходит ток и тиристоры этих оптронов открываются. На шаговый двигатель 7 постоянного тока подается напряжение и питания через микропереклю чатели 8 и 9. Контакты 10 и 11 милропереключателей 8 и 9 с помощью пружин 12 и 13 поджимаются к симметричному кулачку 14, установленному на выходном валу двигателя 7 между редуктором 15 и понижающим редуктором 16, соединенным с записывающим барабаном 17 самописца, образованного падающей ножевой скобой 18. После окончания импульса и двигатель 7 продолжает работать, так как тиристоры оптронов 3 и б остаются открытыми. Через полоборота выходного вала кулачок 14 перебрасывает общий контакт микропереключателя 9 с одного контакта на другой. При этом происходит разрыв цепи питания плеча моста на время tj и тиристоры 3 и 6 закрываются, включая электродвигатель 7. Время работы t двигателя 7 соответствует половине оборота выходного вала для выбранной симметричной формы кулачка. На этом цикл работы заканчивается и схема снова готова к работе. Время переключения контактов tj долхшо быть больше времени выключения тиристоров. Это условие обеспечивается практически для любых тиристоров и переключателей. Благодаря применению переключателя мгновенного действия цепь питания не может оставаться разорванной в любом положении вала двигателя. Таким образом, при появлении на входе 1 импульса выходной вал с редуктором 15 поворачивается на полоборота, а записывающий барабан 17 соответственно на один шаг по часовой стрелке. Если следующийимпульс поступает также на вход 1, то двигатель 7 снова срабатывает, на полоборота в ту же сторону, а кулачок 14 в конце работы перебрасывает общий контакт микропереключателя В с одного контакта на другой, вызывая вновь останов двигателя. Д1ри изменении знака приращения возвышений импульсы начинают поступать на -вход 2. Импульс U2 отпирает тиристоры 4 и 5, и напряжение U на обмотку двигателя подается в обратной полярности через переключатель 9. Двигатель начинает вращаться в другую сторону. Для обеспечения реверсирования контакты 10 и 11 смещены относительно диаметра кулачка 14 на ширину переходной зоны. Предлагаег/юе построение коммутатора обеспечивает частоту переключения порядка 5 Гц по сравнению с 12 Гц, характерными для режима работы шагового двигателя. Это позволяет значительно сократить расход электроэнергии, использовать более дешевые и легкие аккумуляторы.

УСТРОПСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА НАЮЮНА по авт. св. № 972212, отличающееся тем, что, с целью снижения потребления электроэнергии, KOMf/iyTaTOp шагового двигателя выполнен как мостовая схема на тиристо1)ных оптронах, в диагональ которой включен шаговый двигатель постоянного тока, а в диагональ цепи питания - микропереключатели, взаимодействующие с симметричным кулачком, установленным на выходном валу двигателя.

W

ЗБ

I/

фиг.З