Устройство для динамометрирования машин-орудий Советский патент 1990 года по МПК G01L5/16 

Изобретение относится к приборо- строению и предназначено для динамо- метрирования почвообрабатыванлцих и посевных машин, а также их рабочих органов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей прибора за счет измерения координат точек приложения векторов силы и момента.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема устройства; на фиг, 2 - кинематическая схема одного из четырех- звенников рычажной системы; на фиг.З- пример выполнения устройства.

Устройство содержит три шарнирных четырехзвенника соответственно со звеньями 1-4, 5 - 8 и 9 - 12, измерительные звенья 13, 14 и 15, шар- нирно связанные с парой своих смежных звеньев соответственно 2 и 3, 6 и 7, 10 и 11. Противоположные звенья 5, 7 одного из четырехзвенников жестко связаны соответственно со звеньями 3 ,и 9 двух других четырехзвенников, а звенья 1 и 11, являющиеся противоположными по отношению к звеньям 3 и 9, соединены соответственно с орудием 16 и кронштейном 17 для крепления устройства.

Каждое из измерительных звеньев 13-15 расположено параллельно одной из осей прямоугольной пространственной системы координат, а измерительные звенья 4, 8 и 12 являются од- .новременно звеньями самих четырехзвенников, причем звенья 4, 8 и 12 имеют только шарнирные связи со свои- си смежными звеньями соответственно 1 и 3, 5 и 7, 9 и 11, и вместе с этими звеньями ориентированы в плоскостях соответствующих четырехзвенников под произвольными углами, т.е. не лежат на одной прямой.

Устройство работает следующим образом.

Усилие, приложенное к орудию 16 через звенья 1-4, 5-8, 9г 12 четырехзвенников, воспринимается измерительными звеньями 13 - 15. При этом из условия равновесия звена 1 следует, что

R.

Pz a/a0 + NacosЈ,,

(1)

где R, - вертикальная составляющая

главного вектора; Р - показания измерительного звена 13;

конструктивные параметры прибора;

Nq - показания измерительного звена 4;

Ј, - угол наклона к оси Z измерительного звена 4 (на схеме не показан).

Из условий равновесия звеньев 5 и 9 определяют соответственно составляющие RU и Rx главного вектора:

(2)

5

RU Ь/Ь0 + N6cosЈ 2; Rx Рхк с/с0 + NccosЈ3,

(3)

где PU и Рх - показания измерительных

звеньев 14 и 15;

Ь|Ь0, с,с0 - константы прибора; показания измерительных звеньев 8 и 12 и углы их наклона соответственно к осям Y и X (на схеме не показаны),

Для измерения составляющих главного момента, например, вокруг оси Y (в плоскости четырехзвенника 1 - 4) составляется уравнение равновесия звена 1,-из которого находят

h а-а,/- + R , (4)

где h - плечо составляющей . глав- ного вектора (R + RЈ) ; HQ - показания измерительного

звена 4; а - константа прибора,

Поскольку угол наклона а составляющей R однозначно определяется из равенства

oi arctg(),

то величины h и oi (плечо и угол) однозначно определяют составляющую главного момента вокруг оси Y (или, что то же самое, координаты точки приложения составляющих RX и Rc главного вектора).

Аналогичным образом определяются составляющие главного момента или координаты точек приложения составляющих главного вектора в двух других плоскостях (в четырехзвенниках 5-8 и 9-12). При этом используются показания измерительных звеньев 8, 12 и константы прибора Ъ и с 4. фОрМуЛа изобретения

Устройство для динамометрирования машин-орудий, содержащее измеритель

ные звенья и рычажную систему, выполненную в виде трех шарнирных четырех- звенников, каждое из двух противоположных звеньев одного из которых жестко соединено с одним из звеньев двух других четырехзвенников, противоположные звенья которых соединены соответственно одно с машиной-орудием, другое с кронштейном для крепления устройства, а измерительные звенья установлены в каждом четырехзвен- нике параллельно одной из трех координатных осей, и шарнирно связаны с пяпой смежных звеньев соответствующего четырехзвенника, отличаю- щ е е. с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения координат точек приложения векторов силы и момента, каждый чётырехзвек-ник снабжен вторым измерительным звеном, выполненным в виде одного из звеньев соответствующего четырехзвенника, связанным со своими смежными звеньями, при этом каждое дополнительное измерительное звено и оба смежных с ним расположены в одной плоскости и не лежат на

одной прямой.

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для динамометрирования почвообрабатывающих и посевных машин, а также их рабочих органов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет измерения координат точек приложения векторов силы и момента. Рычажная система устройства состоит из трех шарнирных четырехзвенников 1 - 4, 5 - 8, 9 - 12 и трех измерительных звеньев 13, 14 и 15, каждое из которых шарнирно связано с парой смежных звеньев соответствующего четырехзвенника. Одно из звеньев каждого четырехзвенника также является измерительным. Шесть сигналов измерительных звеньев позволяют вычислить векторы силы и момента, а также определить точки их приложения. 3 ил.

8

Фаг./

м

Фиг. 2