Устройство для горизонтального объекта Советский патент 1991 года по МПК G01C9/02 

(Л

с

Изобретение относится к точному приборостроению. Целью изобретения является повышение производительности измерений. Устройство содержит фотоэлектрические датчики 8-11, блок формирования управляющих сигналов и исполнительные элементы 31-32. При отклонении объекта от плоскости горизонта с фотоэлектрических датчиков 8-11 снимаются электрические сигналы, характеризующие это отклонение. После преобразования электрических сигналов в блоке формирования управляющих сигналов они поступают на исполнительные элементы, которые обеспечивают приведение объекта в плоскость горизонта. 3 ил.

ю J

со

Изобретение относится к точному приборостроению и может быть использовано для горизонтирования объектов и стабилизации их горизонтального по- ложения.

Целью изобретения является повышение производительности измерений.

На фиг. 1 изображено устройство, разрез; на фиг. 2 - то же, вид свер- ху; на фиг. 3 - функциональная схема устройства.

Устройство состоит из корпуса 1, вращающегося диска 2, желоба 3, шарика 4, редуктора 5, электродвигателя 6, датчика 7 полуоборота диска, фотоэлектрических датчиков 8-11 соответственно в первом, втором, третьем и четвертом квадрантах, источника 12 света, подшипников 13, светопроводя- щего слоя 14 в желобе 3. Квадранты образованы пересечением круга, по периметру которого размещены фотоэлектрические датчики, двумя осями X и L, относительно которых производится го- ризонтирование объекта.

Корпус 1 с электродвигателем 6 жестко закреплены на стабилизируемом объекте. В свою очередь, на корпусе 1 жестко закреплены датчик 7 полуобо- рота диска и фотоэлектрические датчики 8-11, которые расположены вокруг вращающегося диска 2. Желоб 3 расположен в диске по его диаметру. Электродвигатель 6 обеспечивает вра- щение диска 2 с желобом 3 и шариком 4. Вращающийся диск 2 закреплен в корпусе 1 посредством подшипников 13, имея при этом одну степень свободы относительно корпуса 1. Источник 12 света установлен в центре верхней крышки желоба 3 так, чтобы при центральном расположении шарика 4 световой поток от него имел возможность попадать на все фотоэлектричес- кие датчики в течение полуоборота диска 2.

Функциональная схема устройства включает фотоэлектрические датчики 8-11, расположенные соответственно в первом, втором, третьем и четвертом квадрантах, счетчики 15-18, сумматоры 19-22, выключатели 23 и 24, регистры 25 и 26, преобразователи код - напряжение 27 и 28, усилители 29 и 30, исполнительные элементы 31 и 32, датчик 7 полуоборота диска, линии 33 и 34 задержки.

5

0

5

Устройство работает следующим образом.

При горизонтальном положении объекта шарик 4 будет находиться в центре желоба 3 и тем самым путь для прохождения света на все фотоэлектрические датчики свободен. В результате поворота диска 2 на полоборота произойдет засветка всех фотоэлектрических датчиков 8-11 во всех четырех квадрантах. Вследствие этого в момент освещения на их выходе изменяется амплитуда электрического сигнала. Эти сигналы поступают на вход счетчиков 15-18. В данном случае показания каждого кз счетчиков будут одинаковыми и равными количеству фотоэлектрических датчиков в каждом квадранте. В сумматорах 19-22 будет также подсчитано одинаковое количество засвеченных фотоэлектрических датчиков. Их количество будет равно количеству датчиков, находящихся в двух соседних квадрантах. В каждом из вычитателей 23 и 24 производится вычитание показаний двух сумматоров, а потому как показания одинаковые, код на выходе вычитателей равен нулю. Регистры 25 и 26 обеспечивают прием и хранение цифровой информации, снятой с выходов вычитателей 23 и 24, кот/эрая получена в течение 1/2 оборота диска 2.Код с выхода регистров равен Нулю, следовательно, напряжения на выходе преобразователей код - напряжение также равны нулю. Это говорит о том, что управляющие сигналы на исполнительные элементы отсутствуют.

При отклонении объекта от плоскости горизонта шарик 4 будет отклоняться от центра по желобу 3 и вследствие вращения диска 2 шарик будет описывать замкнутые кривые одну за 1/2 оборота диска 2. Двигаясь по кривой, шарик 4 перекрывает путь прохождения света на отдельные фотоэлектрические датчики в зависимости от направления отклонения объекта от плоскости горизонта. В этом случае не будет происходить засветки всех фотоэлектрических датчиков, а следовательно, электрические сигналы на выходах незасвеченных датчиков не будут изменяться. Показания счетчиков 15-18 не будут одинаковыми, поэтому на выходе сумматоров, вычитателей и регистров информация будет разной. Она характеризует направление поворота объекта относительно плоскости горизонта. На выходах преобразователей код - напряжение формируются управляющие электрические сигналы, которые усиливаются в усилителях 29, 30 и поступают на исполнительные элементы 31 и 32. Исполнительные элементы прикладывают моменты к объекту таким образом, чтобы привести его в плоскость горизонта.. Каждый исполнительный элемент осуществляет поворот объекта относительно одной оси стабилизации.

Датчик 7 полуоборота диска производит обнуление регистров 25 и 26 перед началом работы устройства и перед каждым приемом новой информации, которая формируется после каждого полуоборота диска 2, тактирует их работу посредством этого же сигнала, пропущенного через линию 33 задержки. Электрический сигнал с выхода датчика 7, пройдя через линии 33 и 34 задержки, также обнуляет счетчики 15-18 в конце каждого полуоборота диска 2.

Предлагаемое устройство обеспечивает выставление в горизонт объектов с помощью гидростабилизаторов силового и индикаторного типов, а также объектов, не имеющих гидростабилизаторов .

Формула изобретения

Устройство для горизонтирования объекта,содержащее блок определения на- клона,блок управления и исполнительные элементы,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, блок определения наклона вы

полней в виде электродвигателя, связанного через редуктор с диском, в

0

5

0

5

0

диаметральном желобе которого свободно размещен шарик, и закрепленных на корпусе электродвигателя датчика полуоборота диска и фотоэлектрических датчиков первого, второго, третьего и четвертого квадрантов, оптически сопряженных через желоб с источником света, расположенным в его середине, а блок управления выполнен в виде последовательно подключенных к датчику полуоборота диска первой и второй линий задержки, связанных с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого счетчиков, вторые входы которых подключены к выходам фотоэлектрических датчиков соответственно первого - четвертого квадрантов, первого - четвертого сумматоров, первые входы которых соединены с выходами . первого - четвертого счетчиков, а вторые входы с выходами соответственно второго, третьего, четвертого и первого счетчиков первого и второго вычитателей , первые входы которых связаны с выходами первого и второго сумматоров, а вторые входы с выходами соответственно третьего и четвертого сумматоров, первого и второго регистров, информационные входы которых подключены к выходам первого и второго вычитателей, тактирующие входы к выходу первой линии задержки, а входы установки в О к выходу датчика полуоборота диска, первого и второго преобразователей код - напряжение, соединенных с выходами первого и втор ого регистров, и первого и второго усилителей, включенных между соответствующими преобразователями код - напряжение и соответствующими исполнительными элементами.

10

п

Фиг.1

в

11