Многоразрядный коммутатор уткина в.к. Советский патент 1979 года по МПК H01H19/00 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам автоматики, вычислительной техники и автоматизированного регулирования и предназначено для коммутации электрических цепей в определенной последовательности, в частности для преобразования углов поворота вала в цифровые величины.

Известны однооборотные KOiviwyTaторы, содержащие коллекторы с расположенными по окружности ламелями, по которым перемещаются щетки tl.

К недостаткам таких коммутаторов следует отнести ограниченное число коммутируемых цепей, а также наличие болниих угловых ОЛИ бок коммутации, обусловленных погрешностями изготовления коллекторов и щеток.

Известен также многоразрядный коммутатор, который содержит коллекторы с п ламелями и двумя щетками в каждом разряде, смещенными друг относительно друга на угол 1Г/п, причем начальное положение этих щеток во всех . коллекторах совпадает вспомогательный коллектор со щеткой логические схема, связанные с вспомогательным коллектором и щетками

коллекторов с п ламелями и редукторы Г 2 J.

Эти коммутаторы имеют высокую точность коммутации.

К недостатку таких коммутаторов можно отнести то, что при большом числе ламелей в коллекторах (когда углы коммутации равные 2St/n и углы между щетками коллекторов рав0ные 5t/n имеют небольшие величины) и особенно при увеличении числа коллекторов может возникнуть ошибка считывания.

При некотором числе ламелей кол5лекторов сяиибку считывания можно устранить за счёт повышения точности изготовления элементов коммутатора, но это сильно усложняет изготовление коммутаторов и ведет к значительно0му увеличению их стоимости.

Цель изобретения - расширение коммутационных возможностей устройства и упрощение изготовления.

Указанная цель достигается тем,

5 что каждый редуктор выполнен с двумя диаметрально расположенными ведущими зубчатыми секторами с углами зацепления, равными углу между щетками коллекторов с п ламелями,

0 т.е. Л/П, и смещенными относительно начального положения щетки вспомогательного коллектора на угол ЗГ/2.

На фиг,1 и 2 показаны два варианта предложенного коммутатора, отличающихся логическими схемами. Многоразрядный коммутатор по фиг. 1 содержит коллекторы 1 с Я: ламелями в каждом и перемещающиеся по ним опережающие 2 и отстающие 3 щетки, смещенные друг относительно друга на половину угла коммутации (ширины ламели), т.е. на угол ЯГ/п, вспомогательный коллектор 4 с одной 180 - градусной Ламелью и со щеткой 5, редуктор, снабженный двумя диаметрально расположенными сектордми 6 и зубчатыми колесами 7 и 8, логические схемы управления И-ИЛИ 9, развязывающие вентили - диоды 1о и схему совпадения 11..

В исходном положении щетка 5 установлена на начале ламели коллектора 4, а щетки 2 и 3 соответственно на первой и последней ламелях коллекторов 1. При этом щетки 2 и 3 смещены относительно центра изоляционного промежутка между ламелями. на угол 1Г/2л, а зубчатые секторы смещены от Точки зацепления с колесом 7 на половину угла коммутации управляющего коллектора, т.е. на угол ЗС/2. Углы зацепления секторов 6 и углы поворота колес 8 и щёток 2 и 3 за фазу зацепления секторов равны ос/п при совпадении числа зубьев исходного колеса, из которого образован сектор 6, ч колеса 8

Многоразрядный коммутатор по фиг. 2 содержит коллекторы 1 со щетками 2 и 3, вспомогательный двухламельный коллектор 4 с щеткой 5,редукторы с секторами б и колесами

7и 8, логическую схему запрета 9 и развязывающие вентили - диоды 10 и 11 .

Многоразрядный коммутатор по фиг. 1 может быть использован непосредственно как коммутатор с последовательной коммутацией независи ых электрических цепей и как преобразователь вал-цифра, а коммутатор по фиг. 2 только как преобразователь вал-цифра.

Многоразрядный коммутатор по фиг. 1. работает Следующим образом. Потенциал смещения, поданный на щетку 5 вспомогательного коллектора, периодически раз за оборот постпает в схему 9 первого разряда. При подаче этого сигнала в схему 9 коммутируеьвй сигнал идет с ламели коллектора 1 через щетку 2 на выход а при снятии его - через щетку 3.

8то время как сигндл идет по одной щетке, другая в обесточенном состоянии скачком переходит на соседнюю ламель и занимает первоначальное положение первой щетки,которая за это время сместится на тот же угол St/п , но в пределах одной ламели.

При повороте щетки 5 на один оборот (на угол 2ЛС) заканчивается цикл работы щеток 2 и 3 и происходит переключение одной ламели коллектора 1 первого разряда.

В остальных разрядах роль вспомогател-ьных (управляющих) коллекторов выполняют коллекторы 1 младших разрядов, в которых половина, ламелей через развязывающие вентили 10 соединена со- схемами 11, на которые также поступают сигналы со щеток предыдущего разряда.

При поступлении в схему 11 двух сигналов коммутируемый сигнал следущего разряда идет через щетку 2, а при поступлении одного сигнала - через щетку 3.

При повороте щеток коллектора младшего разряде на угол 2{Г заканчивается цикл работы щеток 2 и 3 следующего старшего разряда и в нем происходит переключение одной ламели. Движение щеток происходит только лишь в момент зацепления секторов, а после выхода их из зацепления щетки останавливаются либо обе на одной ламеле, либо на разных. При зацеплении секторов всех редукторов происходит одновременное перемещение щеток во всех разрядах, а при их выходе из зацепления - одновременная остановка все щеток .

Работа коммутатора по фиг. 2 заключается в том, что входной сигHcun через щетку 5 и одну из ламелей 4 подается поочередно на щетки 2 и 3 и далее на соответствующие ламели коллектора 1 младшего разряда. Далее сигнал через вентили 10 или 11 поступает на щетки 2 и 3 следующего разряда. С целью исключения одновременного включения щеток -2 и 3 младшего разряда в момент перехода щетки 5 через изоляционный промежуток, установлена схема запрета 9, отключающая щетку 3 в момент одновременного прихода в схему 9 сигналов с обеих ламелей коллектора 4.

Многоразрядный коммутатор обеспечивает возможность коммутации большего числа памелей (цепей) в каждом коллекторе (разряде), возможность создания коммутатора с большим чис:л разрядов, а также позволяет упростить изготовление за счет снижения точности изготовления элементов коммутатора.

Фордмула .этения

Многоразрядчый коммутатор, содержащий кол.лекторы с п ламелями и лвумя щетками в каждом разряде, смещенными друг относительно друга на угол at/Or причем начальное положение этих щеток во всех коллекторах совпадает, вспомогательный коллектор со щеткой, логические схемы,, связанные С вспомогательным коллектором и щетками коллекторов с гг ламелями и редукторы, отличающийся тем, что, с целью расширения коммутационных возможностей и упрощения изготовления, каждый редуктор выполнен с двумя диаметрально расположенными ведущими зубчатыми секторами с углами зацепления, равными углу между щетками коллекторов с п ламелями и смещенными относительно начального положения щетки вспомогательного коллектора на угол /2.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР 413542, кл. Н 01 Н15/02, 1970.

0

2.-Авторское свидетельство СССР 266889, кл. Н 03.К 17/74, 1968.