Устройство для определения углов наклона подвижных объектов Советский патент 1980 года по МПК G01C9/12 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВ НАКЛОНА ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ

:.. i . Изобретение относится к области приборостроения и, в частности, к устройствам для измерения угла наклона к горизонту подвижных объектов, например автоматизированных сельскохозяйственных машин. Известны датчики углов наклона, содержащие физический маятник с компенсатором влияния инерционных сил, действие которого закл чается в приложении к маятнику компенсацион ного момента, равного по величине моменту го ризонтальной составляющей силы Инерциии, дей ствующей на тело маятника, и противополож-. ного ему по знаку. Вертикальная составляющая сил инерциий, действующих на тело маятника, воспринимается соответствующей реакцией его опоры и не вызывает отклонения тела маятника от.равновесного положения 1. Недостатком известного решения является; сложность конструкции, включающей в себя последовательно соединенные: датчик поступательной скорости объекта, дафференциальное звено для вычисления ускорения и моментный двигатель для приложения к телу маятника компенсационного момента. Такая конструкция ненадежна в работе в полевых условийх. Известные наклономеры маятникового типа с компенсаторами действия инерционных сил 2 и 3 .используемые на подвижных объектах, также имеют более сложную конструкцию и меньшую надежность работь, Ближайца1м к описываемому изобретеш1ю по технической сущности и достигаемому результату является наклономер для движущихся объектов 4. содержащий корпус, маятник, преобразователь, и компенсатор действия инерциопньос сил, выполненный в виде груза, имеющего возможность перемещения под действием сип инерции в плоскости качания маятника перпендикулярно линии отвеса и центрируемого пружинами, опирающимися на стенки корпуса. В этом наклономере центр тяжести груза компенсатора находится выше центра оси подвеса маятника, а груз снабжен демпфирующим устройством.

бпИсываемое устройство имеет более простую конструкцию и большую точность как в статическом, так и в диналтческом режимах, что достигнуто тем, что компенсатор в наклономере жестко закреплен на маятнике так, что центр тяжести подвижного груза совмещен с центром оси подвеса маятника. Сл1ещение подвижного груза под действием сил инерции в ту или иную сторону вызьюает появление соответствующего момента силы тяжести этого груза, ур1авновешивающего действие момента сил инерции, приложенных к телу маятника. На фиг. 1 и 2 изображена схема предлагаемого наклономера в двух Проекциях; на фигЗ наклономер при действии на его подвижную систему силы инерции.

Наклономер содержит маятник с грузом 1, подаёшенным на рычаге 2 посредством шарнира с осью вращения 3 к корпусу 4. На рычаге 2 закреплена сбалансированная относительно оси подвеса коробка 5, содержащая подвижный инерционный груз 6, центрируемый двумя противодействующими пружинами 7. Груз 6 имеет возможность перемещаться в плоскости качания маятника по линии, перпендикулярной отвесной линии.

В отсутствие ускорения контролируемого объекта и соединенного с ним корпуса наклономера на груз 1 маятника и на подвижный груз 6 компенсатора не действуют силы инерции, центр массы груза 1 маятника находится на линии гравитационной вертикали, проходящей через ось вращения 3, а центрмассы подвижного груза 6 совпадает с осью 3 вращения маятника и моменты сил тяжести обоих грузов равны нулю. При зтом наклон объекта к горизонту сопровождается соответствующим изменением положения корпуса 4 наклономера относительно груза 1 неподвижного маятника и выдачей сигнала, пропорционального наклону объекта.

При изменении скорости движения объекта ускорение корпуса наклономера непрерьшно меняется и на подвижную систему действует приложенная в его центре масс мгновенная сила инерции.

Смещение подвижного груза зависит от его массы, жесткости центрирующих пружин и величины ускорения. Указанные величины находятся в следующей зависимости:

2

п nrii .

д. т - масса подвижной части маятника;

-расстояние от оси подвеса до центра масс подвижной части маятника;

-масса подвижного груза компенсатора ;

-жесткость центрирующих пружин;

-ускорение земного притяжения.

образом, в описываемом наклонот быть достигнута компенсация дейинерции на измерительный маятник.

Формула изобретен

и я

Устройство для определения углов наклона подвижных объектов, содержащее корпус, маятник, преобразователь и компенсатор действия инерционных сил, выполненный в виде груза, имеющего возможность перемещения под действием сил инерции в плоскости качания маятника перпендикулярно . линии отвеса и центрируемого пружинами,, опирающимися на стенки корпуса, отличающееся тем, что, с целью иовыщения точности, компенсатор жестко закреплен на маятнике так, что центр тяжести подвижного груза совмещен с центром оси подвеса маятника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

////////////

vT.

WVWV M6AA/W

/////////

5

-Q«ii SSil //г./

//////////////////// 5

Фиг,г