Способ горизонтирования трехопорной платформы Советский патент 1982 года по МПК G01C9/02 

(5) СПОСОБ ГОРИЗОНТИРОВЛНИЯ ТРЕХОПОРНОЙ ПЛАТФОРМЫ

t, Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для горизонтироваиия крупногабаритных объектов в различных отраслях техники. . , Известно горизонтирующее устройст во, содержащее горизонтируемую часть и расположенное под ней приводное устройство. Горизонтируемая часть со стоит из горизонтируемого объекта, промежуточного кольца, неподвижного основания и тяг горизонтирований. Промежуточное кольцо охватывает гори зонтируемый .объект и два кронштейна неподвижного основания. В кольце выполнены четыре прилива, расположенные равномерно по окружности. В двух из них размещены оси наклона горизон тируемого объекта, входящие в его приливы. В двух других приливах размещены оси наклона промежуточного кольца относительно неподвижного основания, входящие в кронштейны основания. Оси наклона горизонтируемого объекта промежуточного кольца взаимно перпендикулярны.- К горизонтируемому объекту посредством шаровых шарниров крепятся тяги, соединяющие горизонтируеМую часть и приводное устройство. Тяги параллельны друг другу. Приводное устройство состоит из двух крон1итейнов, закрепляемых на неподвижном основании, промежуточной и центра1льной рам. Промежуточная рама вращается в осйх кронштейна при помощи электромеханического привода. Цент{ральная рама вращается в двух осях промежуточной рамы при помощи второго электромеханического привода. Оси вращения рам взаимно перпендикулярны. На центральной раме посредством шаровых шарниров закреплены вторые концы тяг, соединяющие приводное устройство и горизонтируемую часть. Ось вращения горизонтируемого объекта параллельна оси вращения центральной рамы.. Ось вращения промежуточного кольца параллельна оси вращения промежуточной рамы. Способ горизонтирования этим устройством заключается в следующем. Вначале включают один из электромеханических приводов, например привод вращения центральной рамы, которая поворачивается относительно промежу очной рамы. При этом в движение приходят тяги, наклоняющие горизонтируемый объект относительно промежуточного кольца до требуемого положения Затем включают второй электро механический привод, поворачивающий промежуточную раму относительно неподвижных кронштейнов. Вместе с ней поворачивается центральная рама. В движение приходят тяги, наклоняющие промежуточное кольцо и, следовательно, горизонтируемый объект относительно второй оси, перпендикулярной к первой оси наклона, до достижения требуемого положения горизонтируемого объекта. При горизонтировании по этому спо собу неподвижная точка размещается . на пересечении осей наклона горизрнтируемого объекта и промежуточного кольца tlJ Недостатком этого способа горизон тирования является то, что горизонтируемый объект размещается внутри промежуточного кольца, служащего опо рой, вследствие чего размеры и масса колъца возрастают при увеличении раз меров горизонтируемого объекта. Соответственно растут размеры и масса приводного устройства. Устройство горизонтирования для объектов больших габаритов и массы неконструктивно. Другим недостатком этого способа горизонтирования является сложность его конструктивного осуществления, оправданная лишь достижением дистан, ционного управления грризонтируемым объектом. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ горизонтирования платформы с одной (первой) неподвижной и двумя (второй и третьей) последовательно перемещаемыми пр горизонтировании опорами. Оси, проходящие через неподвижную и перемещаемые опорь, взаимно перпен дикулярны. На платформе размещены .. уровни во взаимно перпендикулярных плоскостях. Способ горизонтирования заключается в последовательном изменений наклона платформы, вначале относительно одной оси, проходящей через первую и вторую опоры за счет перемещения третьей опоры в направлении уменьшения показаний уровня. Затем изменяют наклон платформы относительно другой оси, проходящей через первую и третью опоры, за счет перемещения второй опоры в направлеНИИ уменьшения показаний уровня до выведения его в горизонт. Неподвижная при горизонтировании точка находится в центре неподвижной оГюры на пересечении осей г/эризонтирования 121, Известный способ горизонтирования изделий, составные части которых должны подвергаться минимальной деформации и, следовательно, должны находиться в центре неподвижной опоры, приводит к увеличению ее габаритов и веса, что конструктивно не всегда выполнимо. Целью изобретения является сохранение в процессе горизонтирования и при работе неизменной высоты платформы в заранее заданной неподвижной точке, расположенной вне опор. Указанная цель достигается тем, что в способе горизонтирования трехопорной платформы с помощью двух датчиков горизонта, заключающемся в том, что вначале изменяют наклон платформы относительно одной оси горизонтирования, проходящей через одну опору платформы и через точку, расположенную на линии, проходящей через вторую и третью опоры, достигая горизонтального положения второй оси горизонтирования, определяемого по размещенному параллельно ей датчику горизонта, после чего изменяют наклон платформы относительно второй оси горизонтирования, проходящей через вторую опору платформы и через точку, расположенную на линии, проходящей через первую и третью опоры, достигая горизонтального положения первой оси горизонтирования,определяемого по второму датчику горизонта, расположенному перпендикулярно первому датчику в плоскости, параллельной плоскости опор, одновременно перемещаемые опоры приводят в движение со скоростями, направление и отношение величины которых в момент горизонтирования сохраняются неизменными определяются положением неподвижной очки. 5 На фиг. 1 представлен пример возможного исполнения устройства для о ществления предлагаемого способа, когда точка с неизменяемой высотой находится внутри треугольника, определяемого опорами; на фиг. 2 - план скоростей опор, схема расположения гopизoнtиpoвaния и точки с неизменяемой высотой для того случая, когда точка с неизменяемой высотой находится вне треугольника опор плат формы . Устройство для осуществления спос ба горизонтирования, когда точка с неизменяемой высотой расположена внутри треугольника опор (Лиг. 1) содержит опоры 1, 2, 3, на которые установлена горизонтируемая платформа . Опоры приводятся в движение приводами 5, 6, 7, которые соединены между собой кинематическими связями 8, 9. 10. На платформе установлены датчики 11 и 12 горизонта. Оси го ризонтирования обозначены цифрами 13 13 и , неподвижная при горизонтировании точка (центр гори.зонтиро вания) обозначена цифрой 15. Датчики горизонта параллельны плоскости, определяемой центрами опор 1, 2, 3 платформы. Датчик 11 расположен параллельно оси 1. Датчик 12 перпендикулярен датчику 11. На фиг. 2 промежуточные положения опор 1,2 и 3 обозначены цифрами l , 2 , 3 и 3, промежуточные по ложения платформы - цифрами ( и горизонтальное положение первой оси горизонтирования - 13-13, скорости и равные им графически пepe eщeния опор - 16, 17, 18 и 19. Мгновенный центр вращения прямой 2 -3 платформы, без учета ее перемещения относительно опор, обозначен цифрой 20; мгновенный центр вращения прямой 1-3 платформы обозначен цифрой 21 (без учета перемещения относительно опор). 22 - проекция мгновенного центра вращения 18 на плоскость опор 1, 2, 3. Горизонтирование в случае, когда неизменяемая по высоте точка расположена внутри треугольника опор, про изводится следующим образом. Вначале вращением привода 7 перемем.ают опору 2. -Одновременно через элементы кинематической связи 9 и 10 приходит во рращение привод 6 опоры который перемещает опору в направле86НИИ, противоположном движению опоры 2. Отношение скоростей перемещения опор 2 и 3 при горизонтировании не изменяется. Опора 1 остается неподвижной. При этом платформа 4 приходит во вращение относительно первой оси горизонтирования 13-13, проходящей через опору 1 и точку на линии, соединяющей опоры 2 и 3« Положение точки зависит от отношения скоростей перемещаемых опор. Вращение платформы ведут в сторону уменьшения показаний датчика 11, до выведения его в горизонт. Тем самым достигается горизонтальное положение второй оси горизонтирования , параллельно которой установлен датчик 11. Затем вращением привода 5 перемещают опору 1. Одновременно через элементы кинематической связи 8, 10 приходит во вращение привод 6 опоры 3 который перемещает ее в направлении, противоположном движению опоры 1. Отношение скоростей перемещения опор 1 и 3 при горизонтировании не изменяется. Опора 2 остается, неподвижной. При этом платформа k приходит во вращение относительно второй оси горизонтирования lj-1, проходящей через опору 2 и точку на линии, соединяющей опоры 1 и 3. Положение точки определяется отношением скоростей перемещаемых опор. Вращение платформы 4 ведут в сторону уменьшения показаний датчика 12, до выведения его в горизонт. Тем самым достигается горизонтальное положение тех плоскостей платформы, которые параллельны датчикам горизонта. Точка 15 пересечения осей горизонтирования остается неподвижной во время горизонтирования платформы. Она расположена внутри треугольника, определяемого опорами, так как оси горизонтирования пересекают треугольник опор, а сами опоры подвижны при горизонтировании. Устройство (фиг. 1) позволяет реализовать предлагаемый способ и в том случае, когда точка с неизменяемой высотой находится вне треугольника, определяемого опорами платформы. Для этого элементы кинематической связи должны сообщать одной или обеим парам одновременно перемещаемых опор движение с одинаковыми по направлению и разными по величине скоростями, а датХ1ИКИ горизонта должны быть размещены

7 9111 с учетом измененного положения осей горизонтирования.

Горизонтирование при расположении точки с неизменяемой высотой вне треугольника опор платформы (фиг. 2) , s производится следующим образом.

Вращением привода 7 (фиг. 1 перемещайт опору 2 из положения 2 (фиг.2) в положение 2 со скоростью 17. Одновременно через элементы кинейатичес- О кой связи 9 10 опора 3 перемещается из положения З в положение 3 со скоростью 16. Отношение скоростей горизонтирования 16 и 17 сохраняется неизменным при помощи элементов кинема- 15

тической связи 9 и 10. Платформа f перемещается из положения V в положение Ц . При этом опора 1 остается

неподвижной, и ось горизонтирования 13-13 проходит через опору 1 в про- 20 межуточном положении 1 и мгновенный центр вручения прямой 2 -3 платформы. Горизонтирование по датчику И продолжается до тех пор, пока он не выйдет в горизонт, в этот момент опо-25 ры 2 из положения 2 перейдет в положение 2, и вторая ось горизонтирования также станет горизонтальной. .

. Затем вращением привода 5 перемё- 30 щают опору 1 из положения f в положение 1 со скоростью 19. Одновременно опора. 3 перемещается из положения З в положение 3 со скоростью 18. Отношение скоростей горизонтирова- 35 ния 16 и 17 сохраняется неизменным при помощи элементов кинематической , связи 8 и 10. Платформа k перемещается из положения 4 в положение k. При этом опора 2 остается неподвиж- .40

ной и ось горизонтирования проходит через опору 2, а мгновенный центр вращения прямой 1 -З платформы через точку 1. Горизонтирование по датчику 12 продолжается до тех пор, 45 пока он не выйдет в горизонт, в этот момент опора 1 из положения f перейдет в положение 1, опора 3 из 3 в 3. Плоскость опор 1, 2, 3 станет горизонтальной.50

Пересечение осей горизонтирования 13-13 и определит положение точки 15, неподвижной при горизонтировании. В данном случае она находится вне треугольника опор платформы. Для доказательства пересечения осей горизонтирования в точке 15 (фиг. 2) проекция 22 мгновен588 .

ного центрз вращения 13 соединена с опорой 1 прямой 1-22. Точка пересечения прямой 1-22 и оси горизонтирования 13-13 и точка пересечения осей горизонтирования 13-13 и совпадают, следовательно, оси горизртирования пересекаются в одной точке 15. Положение ее зависит от соотношения скоростей одновременно Перемещаемых опор, определяемого конструкцией приводов и элементов кинематической связи.

При горизонтиррвании по предлагаемому способу неподвижная точка находится вне опор платформы. В.этой точке размещаются кабельные и другие связи, соединяющие неподвижнь1е части изделия с горйзонтируемой платформой. Поэтому в устройствах, реализующих данный способ, габариты опор не зависят от габаритов платформы и габаритов кабельных связей и определяются только условиями прочно.сти. Конструкция устройства более простая, так как исключаются такие крупногабаритные детали, как шариковая сферическая опора и кольца, размещающиеся вокруг платформы. Соответственно повы1 1ается технологичность деталей и снижается трудоемкость их обработки.

Для объектов значительных габаритов детали устройства не увеличиваются в размерах, а только увеличивается длина кинематических связей. Тем самым предлагаемый способ горизонтирования приводит к заметной экономии массы горизонтирующего устройства, что особенно важно для устройств, размещаемых на подвижных объектах.

Формула изобретения

Способ горизонтирования трехопорной Платформы с помощью двух датчиков горизонта, заключающийся в том, что вначале изменяют наклон платформы относительно одной оси горизонтирования, проходящей через одну опору платформы и через точку, расположенную на линии, проходящей через вторую и третью опоры, достигая горизонтального положения второй оси горизонтирования, определяемого по размещенному параллельно ей датчику горизонта, после чего изменяют наклон платфор99111

мы относительно второй оси горизонтирования, проходящей через вторую опору платформы и через точку, ра.спрложенную на линии, проходящей через первую и третью опоры, достигая горизон- s тального положения первой оси горизонтирования, определяемого по второму датчику горизонта, расположенному перпендикулярно первому датчику в плоскости, параллельной плоскости опор, ю отличающийся тем, что, с целью сохранения в процессе горизонтирования и при работе неизменной высоты платформы о заранее заданной не- .

58 10 подвижной точке, расположенной вне опор, одновременно перемещаемые опоры приводят в движение со скоростями направление и отношение величины которых в момент горизонтировс1ния сохраняются неизменными и определяются положением неподвижной точки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. .22, опублик. .72.

2.Мурашов С.В. и др. Геодезия. М., 1959, с. 85-86 (прототип).