RU100617U1

RU100617U1 - BEAT GENERATOR

Info

Publication number: RU100617U1
Application number: RU2010124556/28U
Authority: RU
Inventors: Валерий Александрович Папшев; Вячеслав Георгиевич Шуваев
Priority date: 2010-06-15
Filing date: 2010-06-15
Publication date: 2010-12-20

Abstract

Генератор ударов, содержащий возбудитель периодических колебаний и связанную с ним колебательную систему в виде маятника с ударником, подвижную платформу, установленную с возможностью взаимодействия с ударником, датчик скорости ударника, пороговое устройство, имеющее два уровня срабатывания, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен вторым датчиком скорости с пороговым устройством, причем первый датчик установлен между подвижной платформой и вторым дополнительным датчиком, и оба датчика расположены эквидистантно траектории движения ударника, блоком анализа направления движения ударника, устройством остановки ударника, состоящим из вибродатчика, установленного на подвижной платформе, электромагнита с амортизирующим элементом, установленного между ударником и подвижной платформой, блока управления электромагнитом. A shock generator containing a periodic oscillation pathogen and an associated oscillating system in the form of a pendulum with a striker, a movable platform mounted to interact with the striker, a striker speed sensor, a threshold device having two actuation levels, characterized in that it is additionally equipped with a second sensor speed with a threshold device, and the first sensor is installed between the movable platform and the second additional sensor, and both sensors are located equidistantly zheniya impactor, the impactor direction analysis unit movement device stops firing pin consisting of a vibration sensor mounted on a movable platform, an electromagnet with a cushioning member mounted between the hammer and the movable platform, an electromagnet control unit.

Description

Предполагаемая полезная модель относится к испытательной технике, конкретно к генераторам ударов, служащим для воспроизведения динамических нагрузок.The proposed utility model relates to test equipment, specifically to shock generators serving to reproduce dynamic loads.

Известны генераторы ударов (а.с. СССР №702252, G01М 7/00, 1973; а.с. СССР №1087798, G01М 7/00, 1982), содержащие возбудитель периодических колебаний, связанную с ним колебательную систему с ударником, подвижную платформу, установленную с возможностью взаимодействия с ударником. Недостатком известных устройств являются низкие эксплуатационные возможности.Known shock generators (AS USSR No. 702252, G01M 7/00, 1973; AS USSR No. 1087798, G01M 7/00, 1982) containing a causative agent of periodic oscillations, an associated oscillatory system with a hammer, a movable platform installed with the ability to interact with the drummer. A disadvantage of the known devices are low operational capabilities.

Наиболее близким из известных является генератор ударов (а.с. СССР №1298570, G01М 7/00, 1987, БИ №11) содержит возбудитель периодических колебаний и связанную с ним колебательную систему в виде маятника с ударником, подвижную платформу, установленную с возможностью взаимодействия с ударником, датчик скорости ударника, пороговое устройство имеющее два уровня срабатывания. В качестве возбудителя колебаний использован источник угловых колебаний, охваченный положительной обратной связью, состоящей из датчика и усилителя и соединенный с осью качания маятника посредством управляемой муфты, исполнительный элемент которой подключен к выходу порогового устройства.The closest known one is the shock generator (AS USSR No. 1298570, G01M 7/00, 1987, BI No. 11) contains a causative agent of periodic oscillations and an associated oscillating system in the form of a pendulum with a striker, a movable platform mounted with the possibility of interaction with drummer, drummer speed sensor, threshold device with two levels of operation. An oscillation source was used as a source of angular oscillations, covered by positive feedback consisting of a sensor and an amplifier and connected to the swing axis of the pendulum by means of a controlled coupling, the actuating element of which is connected to the output of the threshold device.

Недостатком известного генератора ударов является то, что он не обеспечивает стабильности параметров тестовых ударных воздействий вследствие того, что освобождение маятника может произойти как на прямом, так и на обратном ходе маятника, вызывая тем самым нестабильность параметров ударных воздействий; к недостаткам также относится возможность повторных несанкционированных ударов, в силу того, что обладая достаточной запасенной (кинетической) энергией, маятник при упругом ударе не сможет мгновенно остановиться и при отскоке может нанести повторный несанкционированный удар.A disadvantage of the known shock generator is that it does not ensure the stability of the parameters of the test impact due to the fact that the release of the pendulum can occur both on the forward and reverse motion of the pendulum, thereby causing instability of the parameters of the shock effects; The disadvantages also include the possibility of repeated unauthorized blows, due to the fact that having sufficient stored (kinetic) energy, the pendulum will not be able to stop instantly with an elastic impact and may cause a second unauthorized blow during a rebound.

Целью полезной модели является обеспечение стабильности параметров ударных воздействий и исключение повторных несанкционированных ударов.The purpose of the utility model is to ensure the stability of impact parameters and to avoid repeated unauthorized attacks.

Поставленная цель достигается тем, что генератор ударов, содержащий возбудитель периодических колебаний и связанную с ним колебательную систему в виде маятника с ударником, подвижную платформу, установленную с возможностью взаимодействия с ударником, датчик скорости ударника, пороговое устройство, имеющее два уровня срабатывания, в качестве возбудителя колебаний использован источник угловых колебаний, охваченный положительной обратной связью, состоящей из датчика и усилителя и соединенный с осью качания маятника посредством управляемой муфты, исполнительный элемент которой подключен к выходу порогового устройства, дополнительно снабжен вторым датчиком скорости с пороговым устройством, причем первый датчик установлен между подвижной платформой и вторым дополнительным датчиком, и оба датчика расположены эквидистантно траектории движения ударника, блоком анализа направления движения ударника, состоящим из вибродатчика, установленного на подвижной платформе, электромагнита с амортизирующим элементом, установленного между ударником и подвижной платформой, блока управления электромагнитом.This goal is achieved by the fact that the shock generator, containing the causative agent of periodic oscillations and the associated oscillatory system in the form of a pendulum with a striker, a movable platform mounted to interact with the striker, a striker speed sensor, a threshold device having two levels of operation, as a pathogen of oscillations, a source of angular oscillations is used, covered by positive feedback, consisting of a sensor and an amplifier and connected to the swing axis of the pendulum by means of a control a removable coupling, the actuating element of which is connected to the output of the threshold device, is additionally equipped with a second speed sensor with a threshold device, the first sensor being installed between the movable platform and the second additional sensor, and both sensors are located equidistant to the path of the hammer, block analysis of the direction of movement of the hammer, consisting of a vibration sensor mounted on a moving platform, an electromagnet with a shock-absorbing element mounted between the hammer and the moving platform, block and control the electromagnet.

Заявляемый генератор ударов отличается тем, что он дополнительно снабжен вторым датчиком скорости с пороговым устройством, анализатором направления движения ударника.The inventive shock generator is characterized in that it is additionally equipped with a second speed sensor with a threshold device, an analyzer of the direction of movement of the striker.

Сущность изобретения заключается в возбуждении тарированных ударных воздействий с помощью колебательной системы с ударником, раскачиваемым до удара на резонансной частоте, а освобождаемым при достижении заданной скорости в заданном направлении и исключении повторного несанкционированного удара с помощью устройства остановки ударника.The essence of the invention lies in the excitation of calibrated impacts using an oscillatory system with a striker swinging to a shock at a resonant frequency, and released upon reaching a predetermined speed in a given direction and excluding a second unauthorized shock using a striker stop device.

На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого генератора ударов, на фиг.2 - временные диаграммы работы блока анализа направления движения ударника.Figure 1 presents a schematic diagram of the proposed shock generator, figure 2 is a timing diagram of the block analysis of the direction of movement of the drummer.

Генератор ударов содержит возбудитель колебаний 1, связанную с ним колебательную систему в виде маятника 2 с ударником 3, подвижную платформу 4, установленную с возможностью взаимодействия с ударником 3, первый (основной) датчик скорости 5 ударника 3, подключенное к выходу датчика 5, пороговое устройство 6, второй (дополнительный) датчик скорости 7 ударника 3, подключенное к выходу датчика 7 пороговое устройство 8, блок анализа направления движения 9 ударника 3. К выходу порогового устройства 6 подключен формирователь импульсов 10 заданной длительности (например, одновибратор из серии микросхем К155АГ1), а к выходу порогового устройства 8 подключен формирователь импульсов 11 заданной длительности (например, одновибратор из серии микросхем К155АГ1). Выходы формирователей импульсов 10 и 11 связаны с двумя входами логического элемента 12, выполняющего логическую функцию «И» (например, из серии микросхем К155ЛИ1). Выход логического элемента 12 связан со входом формирователя импульсов 13 заданной длительности (например, из серии микросхем К155АГ1) выход которого связан с муфтой 14. В качестве возбудителя колебаний 1 использован источник угловых колебаний, охваченный положительной обратной связью, состоящей из датчика 15 и усилителя 16. Устройство остановки ударника содержит установленный на подвижной платформе 4 вибрационный датчик 17 (например, КД-35), своим выходом связанный с блоком управления 18 электромагнита 19, содержащего амортизирующий элемент 20.The shock generator contains an oscillator 1, an associated oscillating system in the form of a pendulum 2 with a striker 3, a movable platform 4, mounted to interact with the striker 3, the first (main) speed sensor 5 of the striker 3 connected to the output of the sensor 5, a threshold device 6, the second (optional) speed sensor 7 of the hammer 3, connected to the output of the sensor 7, a threshold device 8, a block for analyzing the direction of movement 9 of the hammer 3. A pulse former 10 is connected to the output of the threshold device 6 spine (e.g., a series of monostable K155AG1 chips) and to the output of the threshold device 8 connected to the pulse generator 11 of predetermined duration (e.g., of a series of monostable K155AG1 chips). The outputs of the pulse shapers 10 and 11 are connected to the two inputs of the logic element 12 that performs the logical function "AND" (for example, from a series of chips K155LI1). The output of the logic element 12 is connected to the input of the pulse former 13 of a given duration (for example, from the K155AG1 series of microcircuits) the output of which is connected to the coupling 14. As the exciter of oscillations 1, an angular oscillation source is used, covered by a positive feedback consisting of a sensor 15 and an amplifier 16. The drummer stop device comprises a vibration sensor 17 (for example, KD-35) mounted on a movable platform 4, connected by its output to a control unit 18 of an electromagnet 19 containing a shock-absorbing element 20.

Временные диаграммы (фиг.2) характеризуют:Timing diagrams (figure 2) characterize:

а - моменты времени запуска формирователя импульсов 11, при прямом и обратном ходе ударника (где t₁ - время между моментами запуска формирователя импульсов 11 и 10 обусловлено скоростью движения ударника и расстоянием между датчиками); and - the time moments of the start of the pulse shaper 11, with the forward and reverse stroke of the striker (where t ₁ - the time between the moments of the start of the pulse shaper 11 and 10 is due to the speed of movement of the striker and the distance between the sensors);

b - моменты времени запуска формирователя импульсов 10, при прямом и обратном ходе ударника;b - time moments of the start of the pulse shaper 10, with forward and reverse stroke of the striker;

с - момент формирования и продолжительность (t₂) действия импульса на выходе формирователя импульсов 11;C is the moment of formation and duration (t ₂ ) of the pulse at the output of the pulse shaper 11;

d - момент формирования и продолжительность (t₃) действия импульса на выходе формирователя импульсов 10;d is the moment of formation and duration (t ₃ ) of the pulse at the output of the pulse shaper 10;

е - момент формирования импульса на выходе логического элемента 12;e is the moment of pulse formation at the output of the logic element 12;

g - момент формирования и продолжительность (t₄) действия управляющего импульса на выходе формирователя импульсов 13.g is the moment of formation and duration (t ₄ ) of the action of the control pulse at the output of the pulse shaper 13.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Возбудитель периодических колебаний 1 при включенной муфте 14 раскачивает колебательную систему в виде маятника 2 с ударником 3. Вследствие положительной обратной связи амплитуда колебаний возрастает. От датчиков 5 и 7 на входы пороговых устройств 6 и 8 поступают сигналы пропорциональные скорости движения ударника 3. При превышении заданного значения скорости, соответствующего уровню срабатывания пороговых устройств 6 и 8, последние выдают импульсы на формирователи импульсов заданной длительности 10 и 11, последовательность выдаваемых пороговыми устройствами 6 и 8 импульсов зависит от направления движения ударника 3. При осуществлении заданного направления движения («прямого хода») ударника 3, а именно, в сторону подвижной платформы 4, и достижении заданной скорости, блок анализа направления движения 9 ударника 3 сработает следующим образом. Первым сигнал выдает датчик 7, по этому сигналу сработает пороговое устройство 8 и выдаст сигнал на формирователь импульсов 11, который сформирует импульс заданной длительности: длительность выбирается таким образом, чтобы за время действия этого импульса ударник 3 успел достичь зоны действия датчика 5 и тот выдал сигнал на пороговое устройство 6, которое выдает импульс на вход формирователя импульсов 10 и последний выдает короткий импульс (фиг.2). Таким образом, на входах логического элемента 12 появляется одновременно (совпадут по времени) два импульса, вследствие чего реализуется логическая функция «И» и на его выходе появится импульс, запускающий формирователь импульсов 13 заданной длительности (t₄); длительность выбирается исходя из условий затухания колебаний ударника 3. Импульс с формирователя импульсов 13 поступает на исполнительный элемент муфты 14 (на фиг. не показан), которая выключается на время действия импульса и отсоединяет возбудитель колебаний 1 от оси маятника 2. Ударник 3, совершая свободное движение в сторону подвижной платформы 4, производит удар по последней, возбуждая в ней затухающие колебания. Колебания воспринимаются вибрационным датчиком 17, закрепленным на подвижной платформе 4. Вибрационный датчик 17 выдает электрический сигнал на блок управления 18 электромагнита 19. Блок управления 18 выдает сигнал на включение электромагнита 19 и выдвижение при этом амортизирующего элемента 20, исключающего возможность повторного несанкционированного удара. Длительность выданного блоком управления 18 сигнала выбирается исходя из условий затухания возбужденных в подвижной платформе 4 колебаний.The causative agent of periodic oscillations 1 with the clutch 14 on, swings the oscillating system in the form of a pendulum 2 with a hammer 3. Due to the positive feedback, the oscillation amplitude increases. From the sensors 5 and 7, signals proportional to the speed of movement of the striker 3 are received at the inputs of the threshold devices 6 and 8. If the set speed corresponding to the level of operation of the threshold devices 6 and 8 is exceeded, the latter give pulses to the pulse shapers of a given duration of 10 and 11, a sequence of threshold signals devices 6 and 8 pulses depends on the direction of movement of the striker 3. When implementing a given direction of motion ("forward stroke") of the striker 3, namely, towards the movable platform 4, and reducing the set speed, the block of the analysis of the direction of movement 9 of the hammer 3 will work as follows. The sensor 7 is the first to output the signal, and the threshold device 8 will be triggered by this signal and will provide a signal to the pulse shaper 11, which will generate a pulse of a given duration: the duration will be selected so that during the action of this pulse the drummer 3 has time to reach the sensor 5 zone and it gives a signal to the threshold device 6, which gives a pulse to the input of the pulse shaper 10 and the latter gives a short pulse (figure 2). Thus, two pulses appear simultaneously at the inputs of logic element 12 (coincide in time), as a result of which the logical function “I” is realized and a pulse appears at its output, which starts the pulse shaper 13 of a given duration (t ₄ ); the duration is selected based on the damping conditions of the vibrations of the striker 3. The pulse from the pulse shaper 13 is fed to the actuator of the clutch 14 (not shown in Fig.), which is turned off for the duration of the pulse and disconnects the vibration exciter 1 from the axis of the pendulum 2. Drum 3, making free movement towards the movable platform 4, produces a blow to the latter, exciting damped oscillations in it. The vibrations are perceived by the vibration sensor 17 mounted on the movable platform 4. The vibration sensor 17 provides an electrical signal to the control unit 18 of the electromagnet 19. The control unit 18 provides a signal to turn on the electromagnet 19 and extend the shock-absorbing element 20, eliminating the possibility of repeated unauthorized shock. The duration of the signal issued by the control unit 18 is selected based on the damping conditions of the oscillations excited in the mobile platform 4.

При противоположном направлении движения ударника 3 («обратный ход») (см. фиг.2) и достижении заданной скорости первым выдает сигнал датчик скорости 5 и, следовательно, первым, на входе логического элемента 12 появится короткий импульс, выдаваемый формирователем импульсов 10. Как видно из диаграммы на фиг.2 («обратный ход») время действия короткого импульса (t₃) не совпадет с моментом появления на другом входе логического элемента 12 импульса, выработанного формирователем импульсов 11, и, следовательно, логическая функция «И», подразумевающая одновременное наличие двух сигналов на входах, не реализуется, логический элемент 12 импульс не вырабатывает. Отключение муфты 14 при этом не произойдет и, как следствие, возбудитель колебаний 1 не отсоединится от оси маятника 2.With the opposite direction of movement of the striker 3 (“reverse”) (see Fig. 2) and reaching the set speed, the speed sensor 5 first gives the signal and, therefore, the first, a short pulse appears at the input of the logic element 12, issued by the pulse shaper 10. How can be seen from the diagram in figure 2 ("reverse") the duration of the short pulse (t ₃ ) does not coincide with the moment of appearance on the other input of the logic element 12 of the pulse generated by the pulse shaper 11, and therefore, the logical function "AND", implying od TERM presence of two signals at the inputs, does not occur, the AND gate 12 does not generate the pulse. The disconnection of the clutch 14 will not occur and, as a result, the exciter of oscillations 1 will not disconnect from the axis of the pendulum 2.

Таким образом, управление моментом освобождения маятника 2 с ударником 3 обеспечивает стабильность параметров ударных воздействий, а наличие устройства остановки ударника 3 исключает возможность нанесения повторного несанкционированного удара.Thus, the control of the moment of release of the pendulum 2 with the striker 3 ensures the stability of the parameters of the impact, and the presence of the stop device of the striker 3 eliminates the possibility of a repeated unauthorized strike.

Источники информацииInformation sources

1. А.с. СССР №702252, G01М 7/00, 1973.1. A.S. USSR No. 702252, G01M 7/00, 1973.

2. А.с. СССР №1087798, G01М 7/00, 1982.2. A.S. USSR No. 1087798, G01M 7/00, 1982.

3. А.с. СССР №1298570, G01М 7/00, 1987.3. A.S. USSR No. 1298570, G01M 7/00, 1987.

Claims

A shock generator containing a periodic oscillation pathogen and an associated oscillating system in the form of a pendulum with a striker, a movable platform mounted to interact with the striker, a striker speed sensor, a threshold device having two trigger levels, characterized in that it is additionally equipped with a second sensor speed with a threshold device, and the first sensor is installed between the movable platform and the second additional sensor, and both sensors are located equidistantly zheniya impactor, the impactor direction analysis unit movement device stops firing pin consisting of a vibration sensor mounted on a movable platform, an electromagnet with a cushioning member mounted between the hammer and the movable platform, an electromagnet control unit.