Трехкоординатный датчик перемещений Советский патент 1981 года по МПК G01B7/04 

(54) ТРЕХКООРДИНАТНЫЙ ДАТЧИК ПЕРБГ ЕЩЕНИЙ

. „ , , 1 ; :

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при измерений длин и углов средств автоматического управления.

Известен двухкоординатный датчик угловых перемещений, содержащий неподвижный и подвижный магнитопровод, выполненный в виде взаимно перпендийулярных стержней,охваченных экраном, обмотку возбуждения и измерительные обмотки/ которые размещены на взаимно перпендикулярных, стержнях, один из них выполнен в средней части с кольцевой проточкой, в которую с зазором установлен второй стержень

Недостатками этого датчика являются малый диапазон измерения углбв и невозгжЬжность измерения линейных перемещений.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является трехкоординатный датчик перемещений, .содержащий преобразователь линейных перемещений, ведущее звенокоторого выполнено В-виде гибкой связи, и два преобразователя угловых перемещений со взаимно перпендикулярными осями, каждый из которых выполнен в виде потенциометра, жестко закрепленного

на втулке с установленным на ней подшипником 12 .

Недостатком известного датчика является малый диапазон измерения углов.

Цель изобретения - расширение диапазона измерения углов.

Поставленная цель достигается тем, что датчи.к снабжен кронштейном с первым ползунком, установленным .н.а втулке первого преобразователя угловых перемещений, жестко соединенной с подвижным кольцом подшипника преобразователя угловых перемещений, рычагом и вторым ползуном, закреплен- . ными на подвижном кольце подшипника первого преобразователя, и двумя роликами с осями, параллельными оси

20 втулки первого преобразователя и зак,репленными на подвижном кольце подшипника второго преобразователя, при этом ведущее звено установлено с возможностью осевого перемещения ртно25 сительно втулки второго преобразователя и кинематически связано с рычагом, а первый и второй ползунки взаимодействуют соответственно с потенциометрами второго и первого преобразователей.

На чертеже изображен предлагаемый атчик, общий вид;

Датчик содержит корпус 1, ведущее вено 2, выполненное в виде гибкой вязи, на конце которой находится арнир 3, разъем 4, преобразователь инейных перемещений 5, выполненный виде потенциометра, ползуно к 6 коорого контактирует с резистором 7, жестко соединенным с осью 8, на которой закреплены барабан 9 для намотки гибксЗй связи 2 и пружина 10 для создания определенного натяжения гибкой связи 2, преобразователь угловых перемещений И по углуог, выполненный в виде потенциометра, с резистором 12. которого контактирует ползунок 13, жестко соединенный со щеткой 14 и рычагом 15, который закреплен на подвижном польце подшипника 16, неподвижное кольцо которого установлено на втулке 17, снабженной кронштейном 18, на котором установлены ползунок 19 и щетки 20. Кроме того, на втулке 17 закреплено коллекторное кольцо 21, с которым контактирует щетка 14 и резистор 12 потенциометра, преобразователь угловых перемещений 22 по углу 1Ь , выполненный в виде потенциометра, с резистором 23 которого контактирует ползунок 19, установленный на кронштейне 1В, резистор 23- неподвижно установлен на направляющей втулке 24, на- которой также установлены коллекторные кольца 25 и неподвижное кольцо подшипника 26, на подвижном кольце которого закреплены кронштейны 27 с роликами 28.

Датчик работает следующим образом.

Корпус 1 датчика закрепляют на звене, принимаемом за неподвижное, а ведущее звено 2 соединяют с подвижной точкой исследуемого механизма. Шарнир 3 исключает закручивание ведущего звена 2.Любое перемещение ведущей точки сводится к осевому перемещению ведущего звена 2 и угловым перемещениям этого звена вокруг осей втулок 17 и 24, При осевом перемещении ведущего звена 2 происходит вращение барабана 9 и жестко связанного с ним резистора 7 потенциометра, контактируйщего с ползунком б.

При перемещении ведущего звена . 2 по углу of рычаг 15 и жестко соединенные с ним ползунок 13 и щетка 14 . поворачиваются вокруг оси втулки 17. При величине угла более ±90° ведущее звено 2 скользит по роликам 28.

При перемещении ведущего звена по углу преобразователь угловых перемещений 11 и жестко соединенный с ним ползунок 19 поворачиваются вокруг оси втулки 24.

Электрические сигналы от преобра зователей угловых перемещений 11 и 22 и преобразователя линейных перемещений 5 идут к разъему 4.

Благодаря тому, что перемещение гибкой связи 2 приводит к вращению рычага 15 вокруг оси втулки 17 на угол более 35ОО, преобразователя 11 вокруг оси втулки 24 на-угол 360° и барабана 9, положение которого определяет линейную координату, вокруг оси 8 возможны измерения положения исследуемой точки в полярной систем координат.

Диапазон измерения углов трехкоординатного датчика перемещений более, чем в два раза превышает диапазон измерения углов известного датчика, крОме того, благодаря выполнению всех сопряжений на телах кчения, датчик имеет малые потери на трение и высокую долговечность.

Формула изобретения

Трехкоординатный датчик переме111ений, содержащий преобразователь .линейных перемещений, ведущее звенд которрго выполнено в виде гибкой связи, и два преобразователя угловых пере1 1ещений со взаимно перпендикулярными осями, каждый из которых выполнен в виде потенциометра, жестко закрепленного на втулке с установленным на ней подшипником, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения углов, он снабжен кронштейном с первым ползунком, установленным на втулке первого преобразователя угловых перемещений, жестко соединенной с подвижным кольцом подшипника второго преобразователя угловь1х перемещений, рычагом и вторым ползунком, закрепленными на подв1ижном кольце подшипника первого преобразователя, и двумя роликами с осми, параллельными оси втулки, первого преобразователя и закрепленными на подвижном кольце подшипника второго преобразователя, при этом ведущее звено установлено с возможностью перемещения относительно втулки второго преобразователя и кинематически связано с рычагом, а первый и второй ползунки взаимодействуют соответственно с потенциометрами второго и перво1 о преобразователей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР 513236, кл. G 01 В 7/02, 1974 (прототип).