HU216993B - Készülék eszközalap ferdeségének mérésére - Google Patents

Abstract

A készülék eszközalap (10) ferdeségének mérésére szőlgálkardáncsűklóval vízszintbe állítőtt mérőeszközzel (22) rendelkezőeszköznél, ahől egy keret (16), illetve a mérőeszköz (22)szervőmőtőrőkkal (34, 44) lassító áttételeken (36, 46) átelfőrdíthatóan van kialakítva. A készülék a szervőmőtőrők (34, 44)állítómőzgását inkrementálisan letapőgató eszközöket, a lassítóáttételek (36, 46) különbözően áttételezett tengelyein elhelyezett,ezek adőtt helyzeteiben referenciajeleket előállító referenciajel-adókat és szervőmőtőrők (34, 44) állítómőzgásának inkrementűmait –abból a helyzetből kiindűlva, amikőr mindegyik referen- ciajel-adóegyidejűleg referenciajelet ad – számláló eszközöket tartalmaz. ŕ

Description

A találmány tárgya készülék eszközalap ferdeségének mérésére kardáncsuklóval vízszintbe állított mérőrésszel rendelkező eszköznél, ahol egy kardánkeret, illetve a mérőrész szervomotorokkal lassító áttételeken át elfordíthatóan van kialakítva.

Ismeretesek olyan megoldások, amelyeknél a mérőkészülékeket kardanikusan ágyazzák. Ezekben az esetekben a mérőkészülék egy kardánkeretben egy belső tengely körül elfordíthatóan van ágyazva. A kardánkeret egy házban, a belső tengelyre merőleges külső tengely körül elfordíthatóan van elhelyezve. Ez lehetővé teszi, hogy a kardánkeretnek a házhoz és a mérőkészüléknek a kardánkerethez képest történő elfordításával a mérőkészüléket akkor is függőleges helyzetbe állítsák, amikor a ház eszközalapja a függőlegeshez képest ferde helyzetben van. Egy tipikus alkalmazásnál a mérőeszköz egy felfüggesztett meridiánpörgettyű. A kardánkeretnek a házhoz és a mérőeszköznek a kardánkerethez viszonyított beállítását lassító áttételeken át szervomotorokkal végzik. A szervomotorokat megfelelő szabályozókon át ferdeségérzékelőkkel, például libellákkal vagy gyorsulásmérőkkel vezérlik.

Ezen a módon a mérőkészülék pontosan függőlegesre állítható. Eközben a ház és az eszközalap ferde helyzetű lehet. Ez például akkor fordulhat elő, ha a mérőkészülék, illetve ennek háza egy járműre van felszerelve, amely egyenetlen terepen áll. Az ismert megoldásoknál az eszközalap ferdeségét nem veszik figyelembe.

Az eszközalap ferdesége azonban bizonyos esetekben fontos lehet. Erre példa egy olyan meridiánpörgettyű, amely egy löveggel ellátott járműre van szerelve. A meridiánpörgettyű az északi irányt határozza meg egy vízszintes koordinátarendszerben. A löveg magassági szögét és oldalszögét a járműhöz rögzített koordinátarendszerben mérik. Ha a jármű és ezáltal a meridiánpörgettyű eszközalapja ferde helyzetben van, akkor a löveg iránykoordinátáit egy földhöz rögzített, vízszintes koordinátarendszerbe kell transzformálni.

Célunk a találmánnyal az eszközalap ferdeségének egyszerű meghatározása egy olyan mérőeszköznél, amely kardanikusan van ágyazva, és szervomotorokkal lassító áttételeken át egy házhoz és egy eszközalaphoz képest vízszintezhető vagy függőlegesbe állítható.

A találmány szerint a kitűzött feladatot egy olyan készülékkel oldjuk meg, amely

a) a szervomotorok állítómozgását inkrementálisan letapogató eszközöket,

b) a lassító áttétel különbözően áttételezett tengelyein elhelyezett, ezek adott helyzeteiben referenciajeleket előállító referenciajel-adókat és

c) a szervomotorok állítómozgásának inkrementumait - abból a helyzetből kiindulva, amikor mindegyik referenciajel-adó egyidejűleg referenciajelet ad - számláló eszközöket tartalmaz.

Ezen a módon a mérőkészülék függőlegesbe állítására szolgáló eszközöket egyidejűleg az eszközalap ferdeségének meghatározására is használjuk. Ez egyszerű, inkrementális letapogatóeszközökkel történik.

Az ilyen inkrementális letapogatóeszközöknél a számlálást egy referenciához kell viszonyítani. Ez például az a helyzet, amelyben a mérőkészülék a készülékalaphoz van igazítva. Ezt a referenciát legalább két referenciajel-adó állapítja meg. Az állítómozgás inkrementumait a szervomotor gyors tengelyén érzékeljük. A lassító áttétel miatt a ferdeség mérése nagy pontossággal történik. A szervomotor tengelyével együtt körbefutó referenciajel-adó az állítómozgás folyamán több referenciajelet adhat. Ezért legalább egy második referenciajel-adó van összekötve a lassító áttétel egy lassabban forgó tengelyével. A két referenciajel-adó együttesen definiálja a számlálás kiindulási pontját. Ezáltal a számlálás kiindulási pontja egyrészt egyértelműen, másrészt pedig nagy pontossággal határozható meg. Ez olyan, mint amikor egy órán az időt a kismutató és a nagymutató jelzi. Az eszközalap dőlési szögét - a mérőkészülék helyzetének beállításához mindenképpen meglévő - lassító áttétel segítségével fokozott pontossággal mérjük.

Az eszközalap ferdeségének mérése - szinte további alkatrészek felhasználása nélkül - oly módon történhet, hogy szervomotorokként léptetőmotorokat alkalmazunk, és az inkrementális letapogatóeszközök ezeknek a léptetőmotoroknak a léptetőimpulzusait érzékelő eszközöket tartalmaznak. A léptetőmotorok így közvetlenül szöginkrementumjeleket szolgáltatnak anélkül, hogy ehhez egy további, vonalas beosztású tárcsát kellene alkalmazni.

A készülék egy előnyös kiviteli alakja az eszközalaphoz képest egy első tengely körül elfordítható keretet tartalmaz, a kereten az első tengellyel koaxiálisán egy első csigakerék van elhelyezve, amelyhez az eszközalapon ágyazott, egy első szervomotorral hajtott első csiga kapcsolódik, továbbá az első csigát és az első csigakereket tartalmazó csigahajtás egy első lassító áttételt képez, és a csigával egy első referenciajel-adó és a csigakerékkel egy második referenciajel-adó van öszszekötve. A mérőeszköz hasonló módon a kerethez képest egy második tengely körül elfordíthatóan van ágyazva. A mérőrészen a második tengellyel koaxiálisán egy második csigakerék van elhelyezve, amelyhez a kereten ágyazott, egy második szervomotorral hajtott második csiga kapcsolódik, továbbá a második csigát és a második csigakereket tartalmazó csigahajtás egy második lassító áttételt képez. A második csigával egy harmadik referenciajel-adó és a második csigakerékkel egy negyedik referenciajel-adó van összekötve.

A találmány további kiviteli alakjai is lehetségesek.

A találmány tárgyát a továbbiakban kiviteli példák és rajzok alapján ismertetjük részletesebben. A rajzokon az

1. ábra: egy függőlegesen kiigazítható mérőkészülék vázlatos perspektivikus rajza, a

2. ábra: az 1. ábra szerinti készülék lassító áttételének és referenciajel-adójának perspektivikus rajza, és a

3. ábra: az eszközalap ferdeségének mérésére szolgáló készülék egy további kiviteli alakjának vázlata.

HU 216 993 Β

Az 1. ábrán látható 10 eszközalapon egymással szemben a 12, 14 csapágyállványok vannak elhelyezve. Egy 16 keret a 18 csapágycsapokkal a 12 és 14 csapágyállványban egy 20 forgástengely körül elfordíthatóan van ágyazva. A 16 keretben egy 22 mérőeszköz a 24 csapágycsapokkal egy 26 forgástengely körül elfordíthatóan van ágyazva. A 26 forgástengely merőleges a 20 forgástengelyre. A 22 mérőeszköz ezáltal kardáncsuklósan van ágyazva, és a 10 eszközalaphoz képest szabadon állítható. A 20 és 26 forgástengely általában közelítőleg vízszintes helyzetű.

A 22 mérőeszközön a 28 és 30 ferdeségmérő van elhelyezve. Ezek libellák vagy gyorsulásmérők lehetnek. A 28 és a 30 ferdeségmérőt az 1. ábrán nyilakkal jelöltük. A 28 ferdeségmérő a 22 mérőeszköznek a 20 forgástengely körüli ferdeségét érzékeli. A 30 ferdeségmérő a 22 mérőeszköznek a 26 forgástengely körüli ferdeségét érzékeli. A 28 ferdeségmérő egy 32 szabályozón át egy 34 szervomotort vezérel. A 34 szervomotor egy 36 lassító áttételen át a 20 forgástengely körül fordítja el a 16 keretet. A 34 szervomotor a 10 eszközalapon van elhelyezve. A 36 lassító áttétel egy csigahajtás, amely egy 38 csigából és egy 40 csigakerékből áll. A fentieknek megfelelő módon a 30 ferdeségmérő egy 42 szabályozón át egy 44 szervomotort vezérel. A 44 szervomotor egy 46 lassító áttételen keresztül a 26 forgástengely körül fordítja el a 22 mérőeszközt. A 44 szervomotor a 16 kerethez van rögzítve. A 46 lassító áttétel egy csigahajtás, amely egy 48 csigából és egy 50 csigakerékből áll. A 44 szervomotor és a 48 csiga a 16 kereten kialakított 52 és 54 csapágyállvány között van elhelyezve.

Ha a 10 eszközalap a 20 forgástengely (vagy egy azzal párhuzamos tengely) körül ferde helyzetben van, akkor a 28 ferdeségmérő egy jelet ad. Ez a 32 szabályozón át vezérli a 34 szervomotort. A 34 szervomotor a 36 lassító áttételen keresztül elforgatja a 16 keretet, úgyhogy a 22 mérőeszköz vízszintes helyzetben marad. A fentieknek megfelelő módon a 30 ferdeségmérő akkor ad jelet, ha a 10 eszközalap a 26 forgástengely vagy egy azzal párhuzamos tengely körül van ferde helyzetben. A 30 ferdeségmérő jele a 42 szabályozón át vezérli a 44 szervomotort. A 44 szervomotor a 46 lassító áttételen keresztül a 16 kerethez képest úgy fordítja el a 22 mérőeszközt, hogy a mérőeszköz ismét vízszintes helyzetbe kerül. A 22 mérőeszköz függőleges tengelye tehát egybeesik a függőleges iránnyal.

Ha a 10 eszközalap egyidejűleg mindkét 20, 26 forgástengely körül ferde helyzetben van, akkor a leírt állítómozgások egymásra szuperponálódnak. Ezen a módon a 22 mérőeszköz a 10 eszközalap ferde helyzetétől függetlenül vízszintes helyzetben tartható. A 10 eszközalap például egy járműre szerelhető.

A következő feladat a 10 eszközalap és a vízszintes (vagy a 10 eszközalap függőleges középvonala és a függőleges irány) közötti dőlésszög meghatározása. A fentiekben leírt műveletekkel a 22 mérőeszközt a 28 és 30 ferdeségmérők segítségével vízszintbe állítjuk. Az eszközalap ferdeségét a leírt helyzetkiigazításhoz szükséges állítómozgások alapján határozzuk meg. Az eszközalap ferdeségének meghatározásához tehát nem szükségesek külön berendezések. Referenciaként a 22 mérőeszköz szolgál, amelyet a 28 és 30 ferdeségmérő segítségével vízszintes helyzetben tartunk. Az állítómozgás közvetlen mérése a 16 keret vagy a 22 mérőeszköz mozgását érzékelő szögadó segítségével gyakorlatilag nem lehetséges, mivel viszonylag kis állítómozgásokat kell nagyon nagy pontossággal meghatározni. Egy inkrementálís szögadó szükséges felbontása 64 000 szöginkrementum lenne 360°-onként. Ezért a 34 és 44 szervomotorok mozgásának inkrementálís letapogatását alkalmazzuk. A 34 vagy 44 szervomotor forgó mozgásának mindegyik szögeleme egy inkrementálís jelet szolgáltat. Ezeket az inkrementálís jeleket és ezáltal a szöginkrementumokat számláljuk. Erre a célra a 34 és 44 szervomotorokként léptetőmotorokat használunk. Ez lehetővé teszi, hogy a 34 és 44 léptetőmotorok vezérlőjeleit számláljuk. Mindegyik vezérlőjel egy szöginkrementumnak felel meg. Ezért nincs szükség arra, hogy kódtárcsákat vagy vonalas beosztással ellátott tárcsákat helyezzünk el a 34 és 44 szervomotorok tengelyein. A 34 és 44 szervomotorok forgó mozgását a 36 és 46 lassító áttételek redukálják.

A vezérlőjelek vagy szöginkrementumok számlálását egy megfelelő pontossággal meghatározott referenciahelyzetből kiindulva kell végezni. Ez a referenciapozíció nem határozható meg egyszerűen csak a keret és a ház, illetve a keret és a mérőkészülék között. Ez így túlságosan pontatlan lenne. Egy, csak a szervomotoron érzékelt referenciahelyzet nem lenne egyértelmű, mivel a szervomotor az állítómozgás folyamán több körülfordulást végez. Ezért egy első referenciajeladót helyezünk el a szervomotor tengelyén és egy második referenciajel-adót a lassító áttétel kihajtótengelyén. Referenciahelyzetként azt a helyzetet definiáljuk, amelyben mindkét referenciajel-adó referenciajelet szolgáltat.

Az előbbieket a 2. ábra illusztrálja. A 2. ábrán a referenciajel-adók vázlatos elrendezése látható egy lassító áttételhez, például az 1. ábra szerinti 36 lassító áttételhez. A másik 46 lassító áttételnél hasonlóan van elrendezve a referenciajel-adó.

A 2. ábra szerinti elrendezésben a 34 szervomotor léptetőmotorként van kialakítva. A 34 szervomotor egy 56 tengellyel rendelkezik. Az 56 tengelyen a 36 lassító áttétel egy 38 csigája van elhelyezve. Az 56 tengely az 58, 60 csapágy állvány okban van ágyazva, amelyek a 10 eszközalapon vannak elhelyezve (1. ábra). Az 58,60 csapágyállványok a 2. ábrán nincsenek feltüntetve. Az 56 tengelyen egy 62 tárcsa van elhelyezve. A 62 tárcsa kerületének közelében egy 64 lyuk van kialakítva. A 62 tárcsa egy villaszerűén kialakított 66 fénysorompóba merül be, és megszakítja a 66 fénysorompó fénynyalábját. A 66 fénysorompó fénynyalábjának útja csak akkor válik szabaddá, amikor a 64 lyuk halad át a 66 fénysorompón. Ekkor a 66 fénysorompó egy első referenciaimpulzust szolgáltat. Mivel a 34 szervomotor egy állítómozgás folyamán több körülfordulást végez, a 66 fénysorompón több referenciaimpulzus jelenik meg.

HU 216 993 Β

A 38 csiga a 40 csigakereket hajtja. A 40 csigakerékkel egy körcikk alakú 68 blende van összekötve. A blende a 40 csigakerékkel együtt a 20 forgástengely körül forog. A körcikk alakú 68 blende egy villaszerűén kialakított 70 fénysorompóba merül be.

Amikor a 34 szervomotor a 16 keretet annak kiindulási helyzetébe fordítja, akkor először a 70 fénysorompó szakad meg. A 66 fénysorompóról származó impulzusokat figyelmen kívül hagyjuk. A referenciahelyzetben, amikor a 16 keret párhuzamosan helyezkedik el a 10 eszközalappal, a körcikk alakú 68 blende 72 széle elhagyja a 70 fénysorompót. A 66 fénysorompóról származó következő impulzus határozza meg a referenciahelyzetet. A referenciahelyzet nagyon pontos lesz, mivel azt a 36 lassító áttétel hajtott oldalán a 34 szervomotor helyzete határozza meg. Ebből a referenciahelyzetből kiindulva számláljuk a 34 szervomotor vezérlőjeleit. A referenciahelyzetek pontos és egyértelmű rögzítéséhez ugyanazokat a 36 és 46 lassító áttételeket használjuk, amelyekkel a 16 keret, illetve a 22 mérőeszköz beállítása is történik. így a 10 eszközalap ferdeségének meghatározásához minimális többletráfordítás szükséges.

A 3. ábrán egy többfokozatú fogaskerekes áttétel vázlatos elrendezése látható. Mind a 74 szervomotor, mind a közbenső 76 fogaskerék több körülfordulási végez az állítómozgás folyamán. A 74 szervomotor tengelyével egy 78 tárcsa van összekötve, amelynek kerületénél egy 80 lyuk van kialakítva. A 78 tárcsa egy első fénysorompó 82 fénynyalábját szakítja meg. A 80 lyuk a 74 szervomotor egy meghatározott szöghelyzetében szabaddá teszi a 82 fénynyaláb útját. A 78 tárcsából és a fénysorompóból álló referenciajel-adó egy impulzust szolgáltat.

A 74 szervomotor tengelyén egy kisméretű 84 fogaskerék van elhelyezve. A 84 fogaskerék a közbenső 76 fogaskerékhez kapcsolódik. A közbenső 76 fogaskerék átmérője sokkal nagyobb, mint a 84 fogaskerék átmérője. A közbenső 76 fogaskerék ezért lassabban forog, mint a 74 szervomotor. A közbenső 76 fogaskerék kerületének közelében egy 86 lyuk van kialakítva. A közbenső 76 fogaskerék általában megszakítja egy második fénysorompó 88 fénynyalábját. A 88 fénynyaláb útja csak akkor válik szabaddá, amikor a 86 lyuk halad át a fénysorompón. Ekkor a közbenső 76 fogaskerékből és a második fénysorompóból álló referenciajeladó egy jelet szolgáltat.

A közbenső 76 fogaskerékkel egy második kis átmérőjű 90 fogaskerék van összekötve. A 90 fogaskerék egy nála nagyobb átmérőjű, kihajtóoldali 92 fogaskerékhez kapcsolódik. A kihajtóoldali 92 fogaskerék szélénél is egy 94 lyuk van kialakítva. A kihajtóoldali 92 fogaskerék általában megszakítja egy harmadik fénysorompó 96 fénynyalábját. A kihajtóoldali 92 fogaskerék egy meghatározott helyzetében a 94 lyuk szabaddá teszi a 96 fénynyaláb útját. Ekkor a kihajtóoldali 92 fogaskerékből és a harmadik fénysorompóból álló referenciajeladó egy jelet szolgáltat.

Referenciahelyzetként azt a helyzetet határozzuk meg, amikor mind a három referenciajel-adó egyidejűleg jelet szolgáltat, azaz amikor a 82, 88 és 96 fénynyalábok áthaladnak a 80, 86, illetve 94 lyukakon. A 74 szervomotorként itt is alkalmazható léptetőmotor.

Claims (6)

1. Készülék eszközalap ferdeségének mérésére kardáncsuklóval vízszintbe állított mérőrésszel rendelkező eszköznél, ahol egy kardánkeret, illetve a mérőrész szervomotorokkal lassító áttételeken át elfordíthatóan van kialakítva, azzal jellemezve, hogy

a) a szervomotorok (34, 44) állítómozgását inkrementálisan letapogató eszközöket,

b) a lassító áttételek (36, 46) különbözően áttételezett tengelyein elhelyezett, ezek adott helyzeteiben referenciajeleket előállító referenciajel-adókat és

c) a szervomotorok (34,44) állítómozgásának inkrementumait - abból a helyzetből kiindulva, amikor mindegyik referenciajel-adó egyidejűleg referenciajelet ad - számláló eszközöket tartalmaz.

2. Az 1. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy

a) a szervomotorok (34, 44) léptetőmotorok, és

b) az inkrementális letapogatóeszközök a léptetőmotorok (34, 44) léptetőimpulzusait érzékelő eszközöket tartalmaznak.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy

a) az eszközalaphoz (10) képest egy első tengely (20) körül elfordítható keretet (16) tartalmaz,

b) a kereten (16) az első tengellyel (20) koaxiálisán egy első csigakerék (40) van elhelyezve, amelyhez az eszközalapon (10) ágyazott, egy első szervomotorral (34) hajtott első csiga (38) kapcsolódik, továbbá az első csigát (38) és az első csigakereket (40) tartalmazó csigahajtás egy első lassító áttételt (36) képez, és

c) az első csigával (38) egy első referenciajel-adó és az első csigakerékkel (40) egy második referenciajel-adó van összekötve,

d) a mérőeszköz (22) a kerethez (16) képest egy második forgástengely (26) körül elfordíthatóan van ágyazva,

e) a mérőeszközön (22) a második tengellyel (26) koaxiálisán egy második csigakerék (50) van elhelyezve, amelyhez a kereten (16) ágyazott, egy második szervomotorral (44) hajtott második csiga (48) kapcsolódik, továbbá a második csigát (48) és a második csigakereket (50) tartalmazó csigahajtás egy második lassító áttételt (46) képez, és

f) a második csigával (48) egy harmadik referenciajel-adó és a második csigakerékkel (50) egy negyedik referenciajel-adó van összekötve.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a referenciajel-adókat a lassító áttétel (36, 40) tengelyein elhelyezett blendékkel (68) együttműködő fénysorompók (66, 70) alkotják.

HU 216 993 Β

5. A 3. vagy 4. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy az első és a második csiga (38, 48) tengelyein egy-egy, fénysorompóba (66) benyúló, a szélén a fénysorompó (66) fénynyalábját átengedő lyukkal (64) ellátott tárcsa (62) van elhelyezve.

6. Az 5. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a csigakerekekkel (40) egy-egy fénysorompóval (70) együttműködő, a referenciajelet a fénysorompó (70) szabaddá tételével vagy megszakításával előállító

5 körcikk alakú blendék (68) vannak összekötve.