Устройство для моделирования электрических полей Советский патент 1984 года по МПК G06G7/48 

Изобретение относится к вычисли тельной и измерительной технике и может найти применение в составе аналоговых и аналого-цифровых комп лексов, предназначенных для решени широкого круга задяч физики и техники . Известны устройства механически колебаний зонда электромагнитного и электродинамического типов, пред ставляющие собой резонансную механ ческую систему, состоящую из сталь ного якоря с прикрепленным к нему зондом и катушки, обеспечивающей движение зонда по вентикали или горизонтали. Б данных устройс гвах результате питания катушки напряжением от звукового генератора зон вибрирует в вертикальном или гориз тальном направлении til. Однако указанные устройства не позволяют с достаточной точностью определять характеристики электрического поля из-за нестабильности резонансных параметров данных систем в процессе работы, а также не позволяют одновременнр определять две или три компоненты напряженнос трехмерного электрического поля. I Наиболее близким к изобретению .является устройство механических к. лебаний зонда (узел вращений), содержащее электропривод с редукторо ротор, верхний конец которого соед нен с выходным валом редуктора, а нижний конец жестко связан с зондо который смещен от центра вращения на 1 мм, что обеспечивает движение зонда по окружности. Питание зонда осуществляется с помощью регулируе мых шариковых контактов, смонтированных на изоляционных шайбах в корпусе узла вращения.Напряжение пит ния поступает на зонд через токонесу щие кольца, расположенные в роторе В ротор запрессована узкая вертикальная пластинка, имеющая электри ческий контакт с потенциальным то.конесуш 1м концом. При вращении ротора она поочередно касается шариковых контактов, расположенных в корпусе узла вращения, сдвинутых относительно друг друга, на 90°. В результате с каждой пары контактов снимается периодическая последовательность импульсов, соответствующая прохождению зонда через коорди натные оси ОХ и ОУ C2i. 732 Указанное устройство не позволяет одновременно определять три компоненты трехмерного электрического поля. Недостаткрм данного устройства является также низкая точность при определении характеристик электричес кого поля за счет возникновения электрических помех, обусловленных подведением напряжения к зонду через скользящие шариковые контакты. Кроме того, погрешности измерения резко возрастают при случайной деформации (изгибе) зонда за счет изменения параметров траектории движения. Цель изобретения - повьшгение точности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для моделирования электрических полей, содержащее цилиндрический корпус, на первой торцовой поверхности которого укреплен двигатель, вал которого кинематически связан с редуктором, у второй торцовой поверхности и 1линдрического корпуса расположен наконечник, в котором Закреплен зонд, содержит плоский трехзвенный криво- шипный механизм, состоящий из жестко соединенного с выходным валом редуктора кривошипа и шатун-кулисы. Основание шатун-кулИсы, расположенное на второй торцовой поверхности корпуса, вьтолнено с радиальной прорезью, в которой расположен штифт, жестко укрепленный на второй торцовой поверхности цилиндрического корпуса, причем шатун-кулиса содержит угловую зубчатую передачу и кривошипно-шатунный механизм, ось которого расположена перпендикулярно оси плоского трехзвенного кривошип- ного механизма, ползун кривошипношатунного механизма жестко прикреплен к наконечнику зонда, снабженного гибким выводным проводником, а его коленчатый вал через угловую зубчатую передачу кинематически связан с кривошипом плоского трехзвенного кривошипного механизма. На чертеже изображено предлагаемое устройство. , Устройство содержит электропривод (электродвигатель) 1, редуктор 2, плоский трехзвенный кривошипный механизм, состоящий из кривошипа 3 и шатун-кулисы 4, причем один конец кривошипа 3 жестко связан с выходным

3

валом редуктора 2, а другой конец с подшипником 5, закрепленным в шатун-кулисе 4, содержащей кривошипношатунный механизм, состоящий из папзуна 6, соединенного с шатуном 7, насаженным на коленчатый вал 8. Ползун 6 с помощью наконечника 9 жестко связан с зондом 10, а коленчатый вал 8 через угловую зубчатую передачу, образованную шестеренками 11 и 12, соединен с кривошипом 3.

Питание зонда осуществляется с помощью вьшодного проводника 13, соединенного с зондом неподвижным контактом. Шатун-кулиса имеет прорезь, в которую входит штифт 14, жестко соединенный с корпусом 15. В корпусе 15 имеется отверстие 16 через которое шестеренка 11 может выводиться из зацепления с шестеренкой 12.

Устройство работает следующим образом.

4734

Вращательное движение вала электродвигателя 1 передается через редуктор 2 кривошипу 3. Движение кривошипа 3 передается через подшипник

5 шатун-кулисе А, а через пару ко- нических шестерен 11 и 12 - коленчатому валу 8 кривошипно-шатунного механизма.

При этом зонд 10, закрепленный в

ползуне 6 с помощью наконечника 9, совершает поступательное равномерное движение по окружности, параллельной плоскости движения шатун-кулисы 4, и колебательное движение в направлеНИИ, перпендикулярном указанной плос кости. В случае моделирования двумерных полей шестеренка 11 через отверстие 16 выводится из зацепления с шестеренкой 12, тем самым

устраняется колебательное движение зонда в направлении, перпендикулярном ппоскости вращения зонда.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ, содержащее цилиндрический корпус, на первой торцовой поверхности которого укреплен двигатель, вал которого кинематически связан с редуктором, у вто ., JS: I рой торцовой поверхности цилиндри- ческого корпуса расположен наконечник, в котором закреплен зонд, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности, оно содержит плоский трехзвенный кривошипный механизм, состоящий из жестко соединенного с выходным валом редуктора кривошипа и щатун-кулисы, основание шатун-кулисы, расположенное на второй торцовой поверхности корпуса, выполнено с pa иaльнoй прорезью, в . которой расположен штифт, жестко укрепленный на второй торцовой поверхности цилиндрического корпуса, причем шатун-кулиса содержит угловую 5 зубчатую передачу и кривошипно-шатунный механизм, ось которого расположена перпендикулярно оси плоского трехзвенного кривошипного механизма, ползун кривошипно-шатунного механизма жестко прикреплен к наконечнику зонда, снабженного гибким выводным проводником, а его коленчатый вал через угловую зубчатую передачу кинематически связан с кривошипом ЭО 4 плоского трехзвенного кривошипного механизма. DO