УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОННОГО ПОВОРОТА Советский патент 1934 года по МПК G05B9/02 

Настоящее изобретение относится к системам, повторяющим поворот дающих осей с достаточным вращающим моментом и автоматическим согласованием.

На чертеже фиг. 1 изображает устройство с повторителем; фиг. 2-7 - схему устройства.

Систем, повторяющих поворот дающих осей с достаточным вращающим моментом и автоматическим согласованием, существует несколько. Однако, точность их работы недостаточна и не превышает 0,5-1°, вследствие чего такие системы, как правило, используются для повторения точных поворотов, лишь помещаясь не непосредственно на дающей и принимающей осях, но на осях, связанных с ними при помощи каких-либо демультипликационных систем, позволяющих повышать точность установки, проигрывая в скорости и теряя автоматичность согласования.

Действительно, если мы соединим (фиг. 1) дающее устройство A с повторителем В, обладающим автоматическим согласованием и действующим с точностью, скажем до 1°, и к ним присоединим через демультипликационные механизмы командную ось А¹ и подчиненную В¹, причем отношение демультипликационной передачи будет, например, 1:100, то ось В¹ будет повторять поворот оси A¹ с точностью до 0,01° (вследствие демультипликации), но, проиграв скорость и автоматичность согласования, так как, хотя дающее устройство и автоматически согласовывается с повторителем В, но, все же, даже когда они между собою согласованы, оси A¹ и В¹ могут расходиться на любой угол, соответствующий целому числу поворотов осей А и В.

Предлагаемое устройство имеет своей целью воспроизвести поворот оси подчиненной станции синхронно и синфазно (т.е. с автоматическим согласованием) с поворотом оси на командной станции, при произвольной скорости вращения командной оси.

Точность действия этой системы рассчитывается на установку ее без демультипликации, непосредственно на дающую и принимающую оси. Командная ось 12 (фиг. 2) несет на себе диск 30, имеющий некоторое количество пар контактов, расположенных с одинаковыми интервалами по окружности. Этот внутренний диск расположен концентрически с неподвижным диском, несущим на себе количество пар контактов на единицу больше или меньше, чем на внутреннем диске.

При сцеплении какой-либо пары контактов неподвижного диска с какой-либо парой контактов вращающегося диска обе пары под действием вращающего момента диска замыкаются.

На подчиненной станции повторяющая ось несет на себе диск 30 с небольшими электромагнитами 3, 3 и т.д., управляющими, каждый, своим выдвижным контактом, каковой диск расположен концентрически с подвижным диском 30, несущим на себе электромагнит 1¹, 1² и т.д. с выдвижными контактами; при пуске тока в какой-либо электромагнит соответствующий ему контакт, связанный с якорем электромагнита, выдвигается.

Повторяющая ось 14 находится под воздействием постоянного вращающего момента от сервомотора, который застопоривается выдвижными контактами внутреннего и наружного дисков, если какая-нибудь пара из них выдвинута и вследствие этого произошло их взаимное сцепление.

Числа контактов на наружном и внутреннем дисках повторителя соответствуют числу пар контактов на дисках 30 и 30¹ дающего устройства и, следовательно, разнятся на единицу.

Каждая пара контактов командной оси 12 связана соответственным электромагнитом на принимающей станции. На чертеже показана примерная коммутация пары контактов 4₂ с электромагнитом 3₃, пары 4₃ с электромагнитом 3₃, пары 4₄ с электромагнитом 3₄.

На вращающихся дисках 30 и 30¹ подводка тока производится посредством контактных колец.

Таким образом "скоммутированы" и все остальные контакты вращающихся дисков (для того, чтобы не загромождать схемы, провода эти на чертеже отсутствуют).

Подобным же образом на чертеже показано, как соединены между собой контакты и соответственные им электромагниты на наружных неподвижных дисках дающей и принимающей станции.

Провода для связи контактов 2₃, 2₄, 2₅, 2₆ с электромагнитами 1₃, 1₄, 1₅, 1₆ на чертеже не показаны.

Если число пар контактов на внутреннем диске будет , на наружном диске - 1, то согласно принципу нониуса при повороте оси на одну часть окружности в соприкосновение между собою будут входить последовательные пары контактов, которые, замыкая соответствующие им цепи, будут воздействовать на выдвижные контакты повторителя, которые таким образом будут застопоривать принимающую ось 14 в соответствующих повороту командной оси 12 положениях.

Так, например, если мы возьмем 10 пар контактов на внутреннем диске и 9 пар на наружном, как это показано на чертеже фиг. 2, то при повороте на окружности пара контактов 4₁ "догоняет" пару 2₁, при повороте на 2/90 окружности пара 4₂ "догоняет" пару 2₂ и т.д.

При этом выдвижные контакты повторителя застопорят ось в положении, соответствующем сцеплению выдвижных контактов 1₁ и 3₁, затем 1₂ и 3₂, затем 1₃ и 3₃ и т.д., т.е. в положении, соответствующем повороту командной оси.

Такая система, как нетрудно видеть, обладает автоматическим согласованием, ибо по установлении связи между дающей и принимающей станциями, на последней выдвигается только по одному контакту на внутреннем и наружном дисках, которые в точности соответствуют контактам, замкнутым на дающей станции. При введении в сеть каких-либо "мешающих токов" - система расстраивается только на время их длительности; по прекращении же помех подчиненная ось застопоривается в положении, синхронном с командной осью.

При желании передать отсчет поворота с точностью в 0,06 (т.е. одно деление артиллерийского прицела) необходимо расположить 78 контактов на внутреннем диске и 77 - на наружном. При этом для действия устройства, если его коммутировать согласно примитивной схеме, указанной на фиг. 2, потребовалось бы 155 электрических цепей, из которых в одновременном действии должны находиться, две - одна для вращающегося диска и одна - для неподвижного.

Неодновременность действия цепей позволяет применить к коммутации данного устройства различные схемы, сокращающие число первичных цепей, что видно из приводимого ниже примера.

Сопряженные контакты каждой системы удобно располагать не в одной плоскости, а в двух, удвоив число контактов.

На чертеже фиг. 3 показан принцип коммутации для внутреннего вращающегося диска. Диск 30 расположен на одной оси (27, 28) с диском 31 в идентичном положении, но в различных плоскостях, так что контакт 15 приходится над контактом 18, контакт 1 - над контактом 4, контакт 2 - над контактом 5, контакт 3 - над контактом 6 и т.д. Контакты неподвижных систем при этом взаимно электрически связаны. При таком повороте оси, как, например, указано на чертеже, контакты 15 и 18 одновременно замыкаются с соответственными неподвижными контактами. При других поворотах соответственными им неподвижными контактами замыкаются, примерно, контакты 5 и 2 или 3 и 6, или 6 и 11, или 9 и 12 и т.п. Контакты 15 и 18 выведены, каждый, на свое кольцо и воздействуют на цепь своего электромагнита; так же действуют контакты 2-5, 3-6, 7-10, 9-12, 13-16 и 14-17, что на фиг. 3 не показано.

Коммутация наружных контактов осуществляется благодаря тому, что на той же оси, но в других плоскостях, расположены два диска, идентичных дискам 30 и 31. Но в этой системе, напротив, неподвижные контакты включены попарно в свои линии, а контакты внутренних дисков соединены между собою.

Таким образом, для действия системы с жесткими вращающимися контактами и радиальными неподвижными щетками следует применить всего четыре системы дисков, 2 подвижных и 2 неподвижных, 2 "скоммутированных", как это показано на фиг. 3, и служащих для замыкания цепей, обслуживающих электромагниты, находящиеся на подвижной части принимающей станции, и 2 подвижных и неподвижных диска, "скоммутированных" обратно указанному на фиг. 3 и служащих для замыкания цепей, обслуживающих электромагниты статора подчиненной станции.

При достаточно большой точности действия системы контакты и щетки должны быть сконструированы соответственно малой ширине (по угловому "раскрытию") и диаметры дисков наружного и внутреннего должны быть взяты соответственной величины для того, чтобы в соединении одновременно не находилось больше одной пары контактов на наружной и одной пары на внутреннем дисках.

Для сокращения числа электрических цепей, требуемых для соединения систем, можно коммутировать контакты, внутренние подвижной и наружные - неподвижной систем по системе "координатной сетки".

Применение этого принципа в данной системе можно усмотреть из фиг. 4 и 5 и 6. На этих чертежах видна коммутация вращающейся системы дающей (фиг. 5) и принимающей (фиг. 6) станций. Диски 30 и 31 расположены на одной оси (27, 28), представляющей собою командную ось; щетки наружных дисков соединены, как показано на чертеже, и между ними включена батарея 33.

Подвижная система электромагнитов с выдвижными контактами принимающей станции соединена с контактами дающей подвижной системы, согласно фиг. 4. Точки, обозначенные на фиг. 6 одинаковыми цифрами с фиг. 4, находятся в соединении между собой. На верхнем внутреннем диске дающей схемы контакты 1, 7, 13 выведены на одну щетку, 2, 3, 14 - на другую, 3, 9, 15 - на третью. На нижнем внутреннем диске так же выведены контакты (4, 5, 6), (10, 11, 12) и (16,. 17, 18),

При повороте системы на соответственный угол в провода при помощи соответственных контактов будет последовательно включаться батарея. Так, например, при замыкании контактов 15 и 18 батарея включается в точках 15 и 18 верхней схемы и действует электромагнит, включенный между точками 15 и 18 верхней схемы, вследствие чего подействует электромагнит, включенный между точками 15 и 18 справа на фиг. 6.

При повороте командной оси на 1/90 окружности батарея 33 включится через контакты 1 и 4 "координатной сетки", отчего подействует электромагнит, включенный между контактами 1 и 4 неподвижной системы принимающей станции и т.д.

Разумеется, число контактов, выводимых на одно контактное кольцо, будет различно в зависимости от количества этих контактов; так, например, при осуществлении коммутации по такой системе семидесяти восьми контактов - "координатную сетку" удобно будет составить из 9 пар взаимно перекрещенных проводов, которые дадут возможность включить 9×9=81 последовательно действующих контактов. При этом на одно контактное кольцо будет выводиться соответственно 9 контактов подвижной системы, причем некоторые "ключевые точки" координатной коммутационной сетки останутся незаполненными.

Подобным же образом коммутируются контакты и неподвижных систем. Пример такой коммутации приведен на фиг. 7.

Таким образом, для осуществления поворота с точностью до 0,06° при совокупном применении основного принципа и принципа коммутации по сетке потребуется всего 18 проводов для коммутации внутренней неподвижной части системы и столько же для коммутации наружной неподвижной.

При этом можно будет применить еще 6 дополнительных сигналов для различных служебных целей, ибо их "ключевые" точки при этом остаются незаполненными. Их можно применить как для переключения местного двигателя с вращения в одну сторону на вращение в другую, так и для различных дополнительных целей. Из 36 электрических цепей между двумя системами одновременно действуют только 4. Две цепи "действуют" во внутренней системе контактов и две в системе наружной, например, 15 и 18 - в системе внутренней (фиг. 6) и 16 и 20-в системе наружной (фиг. 7).

1. Устройство для синхронного поворота, в котором дающее поворот устройство содержит одну или несколько групп неподвижных контактов и сопряженных с ними, скрепленных с дающей осью, одной или нескольких групп вращающихся контактов, отличающееся тем, что числа контактов сопряженных групп этого устройства разнятся на единицу, причем контакты сопряженных групп могут попарно взаимно соприкасаться, приводя избирательно в действие электромагниты подобной же системы, повторяющей поворот.

2. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что дающее устройство состоит из четырех дисковых переключателей, действующих сихронно, в которых числа контактов на статорной и роторной частях разнятся между собой на единицу, причем в двух переключателях электрически связаны между собой неподвижные контакты, а вращающиеся, выделенные на контактные кольца, служат для управления соответствующими электромагнитами в роторной части повторяющего устройства.