Устройство для измерения координат точек наружной поверхности гнутой трубы Советский патент 1988 года по МПК G01B5/20 

Изобретение относится к области техничеоких измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет обепечения постоянства прогиба второго звена шарнирного механизма, так как в процессе измерения не изменяется угол наклона звена по отношению к горизонту и,следовательно, его прогиб под действием составляющих от веса шарнирного механизма.

На фиг.1 показана конструктивная схема устройства, вид спередиj на фиг.2 - кинематическая схема устройства.

Устройство содержит основание 1, неподвижную стойку 2, измерительную головку 3 с щупом 4 и многозвенный шарнирный механизм для переме- щения измерительной головки 3, выполненный в виде трех поворотных звеньев 5-7, соединенных между собой и стойкой 2 цилиндрическими шарнирами. На осях шарниров установлены датчики 8-10 угловых перемещений поворотных звеньев 5-7. .

Шарнирный механизм соединен со стойкой 2 так, что звено 5 расположе но вдоль оси шарнира, соединяющего его со стойкой 2 и перпендикулярной основанию 1, а звено 6 расположено вдоль оси шарнира, соединяющего его со звеном 5, и параллельно основанию 1. Оси шарниров между звеньями 5-7 и ось щупа 4 пересекаются в одной to4Ke.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемую трубу-11 закрепляют в установочных узлах 12 на основании 1, предварительно выставленном горизонтально. Щупом 4 измерительной головки 3 касаются сначала торца начального участка трубы, затем перемещая измерительную головку З вдоль трубы, касаются щупом 4 двух пар точек на поверхности каждого прямоуголного участка и точки на торце последнего участка трубы. В то.чках касайия считывают показания датчиков 8-10. Точки на поверхности прямолинейных участков выбирают сверху трубы, по разные стороны от ее,оси. Одну пару Точек выбирают в начале участка, а другую - в конце. Показания датчиков передаются ЭВМ, которая рассчитывает в прямоугольной системе коор

динаты замеренных точек (фиг.2) по формулам

cosdi +ljCOS6i Cos|3 -IjSintix X sin j sin J ,,

, sinci +1 jsinot cos|i -t-l cosoi x X s in s in у ,

,2(l-sin/l. cosj ),

где i,

ir

И 7

длины звеньев 6

соответственно; oi - угол поворота звена 6 относительно положительного направления координатной оси X по часовой стрелке (если наблюдать с положительного конца оси) }

|5 - угол поворота звена 7 относительно звена 6, J - угол поворота звена 7 вокруг продольной оси звена 6 относительно вертикальной плоское-,: ти по часовой стрелке

(если наблюдать со стороны консольно конца звена 6)..

35

40

Далее по координатам этих точек на ЭВМ рассчитьшают координаты двух точек, лежавцгх ha оси каждого прямого участка, а также координаты двух точек оси, соответствующих началу и концу трубы.

Формула из обретен и. я

Устройство дпя измерения координат точек Наружной поверхности гнутой трубы, содержащее основание, закрепленную на нем стойку, йзмери- тельную головку, многозвенный шарнирный механизм для перемещения измерительной головки, первое звено которого соединено со стойкой с помощью шарнира, ось которого перпендикулярна основанию, и датчики угловых перемещений звеньев механизма, отличающееся тем,что, с целью повьшения точности измерения ось шар1шра, соединяющего первое и второе звенья, расположена вдоль оси второго звена и параллельна основанию.

50

55

Изобретение относи/ся к техническим измерителям. Целью изобретения является повьшение точности измерения, что достигается обеспечением постоянства прогиба среднего звена шарнирного механизма и учетом этой систематической погрешности. Наружная поверхность изогнутой трубы 11, закрепленной на основании 1, измеряется щупом 4 измерительной головки 3, связанной с неподвижной стойкой 2 через шарнирный механизм, последовательным касанием в парах sf точек на каждом прямолинейном и криволинейном участках. Шарнирный механизм выполнен в виде трех звеньев 5, 6, 7, соединенных со стойкой 2, и между собой цилиндрическими шарнирами. Звено 5 расположено вдоль оси шарнира, соединяющего его со стойкой 2, и перпендикулярно основанию 1, а звено 6 - вдоль оси шарнира, соединяющего его со звеном 5, и параллельно основанию 1. Оси шарниров, расположенных между звеньями 5,6 и 7 и ось щупа 4, закрепленного вместе с измерительной головкой на звене 7, пересекаются в одной точке. Информация снимается с датчиков 8,9 и 10 угловых перемещений, которые расположены по осям шарниров, соединяющих звенья 5,6 и 7 между собой и со стойкой 2. Показания датчиков передаются в ЭВМ, которая рассчитывает в прямоугольной системе координаты замеренных точек. 2 ил. f . ю со 00

cfJueZ