RU173328U1

RU173328U1 - CORNER SENSOR

Info

Publication number: RU173328U1
Application number: RU2017110305U
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Мозговой; Игорь Витальевич Прудников; Алексей Владимирович Сыроежкин
Original assignee: Открытое акционерное общество "КБ Электроприбор"
Priority date: 2017-03-28
Filing date: 2017-03-28
Publication date: 2017-08-22

Abstract

Полезная модель относится к устройствам измерения и преобразования информации в информационно-измерительной технике и автоматике. Техническим результатом предлагаемой полезной модели является защита потенциометра датчика от воздействия динамических нагрузок на его подвижную часть при несанкционированном спуске пружины выборки люфта в механической передаче между валом датчика и объектом измерения, что как следствие повышает надежность датчика. Датчик углового положения содержит корпус, потенциометр, размещенный на каркасе, валик которого механически соединен с валом датчика. При этом между валиком потенциометра и валом датчика установлено сочленяющее устройство, представляющее собой систему пружин и ограничительных упоров. 1 ил.The utility model relates to devices for measuring and converting information in information-measuring equipment and automation. The technical result of the proposed utility model is the protection of the sensor potentiometer from the effects of dynamic loads on its moving part during unauthorized descent of the backlash sampling spring in a mechanical transmission between the sensor shaft and the measurement object, which consequently increases the reliability of the sensor. The angular position sensor contains a housing, a potentiometer located on the frame, the roller of which is mechanically connected to the sensor shaft. In this case, between the roller of the potentiometer and the sensor shaft, an articulating device is installed, which is a system of springs and limit stops. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к устройствам измерения и преобразования информации в информационно-измерительной технике и автоматике, которая может быть использована в качестве датчика обратной связи при управлении перемещением рабочих органов авиационных систем управления.The utility model relates to devices for measuring and converting information in information-measuring equipment and automation, which can be used as a feedback sensor for controlling the movement of working bodies of aviation control systems.

В настоящее время датчики, аналогичные предлагаемому, известны. К ним относятся, в частности, устройства, рассматриваемые в книгах: «Проектирование датчиков для измерения механических величин» / Под ред. Е.П. Осадчего - М. Машиностроение. 1979, с. 276-280; Келим Ю.М. «Электрические и магнитные элементы систем автоматики» - М., Высшая школа, 2004, с 47-59. Они состоят из кольцевого каркаса, на который намотана изолированная проволока. По верхней грани каркаса скользит щетка токосъемного движка потенциометра, закрепленная на валике, установленном в центре каркаса с возможностью вращения. Изоляция проволоки для обеспечения электрического контакта со щеткой зачищена. Валик электрически изолирован от щетки.Currently, sensors similar to the one proposed are known. These include, in particular, the devices discussed in the books: “Design of sensors for measuring mechanical quantities” / Ed. E.P. Osadchy - M. Engineering. 1979, p. 276-280; Kelim Yu.M. “Electrical and magnetic elements of automation systems” - M., Higher School, 2004, p. 47-59. They consist of a ring frame on which an insulated wire is wound. A brush of the slip ring of the potentiometer slides on the upper edge of the frame, mounted on a roller mounted in the center of the frame for rotation. The wire insulation is stripped to ensure electrical contact with the brush. The roller is electrically isolated from the brush.

Напряжение питания датчика подают через два крайних зажима обмотки каркаса. Выходной сигнал датчика снимают между одним из крайних зажимов и щеткой движка. При повороте валика выходной сигнал меняется в соответствии с текущим положением щетки. По сути, он характеризует угловое положение валика. Если валик датчика механически соединить с рабочим органом управляемой машины, то выходной сигнал датчика и становится сигналом обратной связи в системе управления перемещением рабочих органов.The sensor supply voltage is supplied through the two extreme clamps of the frame winding. The output signal of the sensor is removed between one of the extreme clamps and the brush of the engine. When turning the roller, the output signal changes in accordance with the current position of the brush. In fact, it characterizes the angular position of the roller. If the roller of the sensor is mechanically connected to the working body of the controlled machine, then the output signal of the sensor becomes a feedback signal in the control system for moving the working bodies.

В качестве аналога можно также привести датчик угловых перемещений МУ-615А, который рассмотрен в книге «Потенциометрический датчик угловых перемещений, теплостойкий МУ-615А». Техническое описание и инструкция по эксплуатации.As an analogue, you can also bring the sensor of angular displacements MU-615A, which is considered in the book "Potentiometric sensor of angular displacements, heat-resistant MU-615A". Technical description and instruction manual.

Он предназначен для преобразования углов перемещения органов управления самолета в электрические величины (напряжение, электрическое сопротивление). Принцип действия основан на пропорциональном изменении сопротивления потенциометра в зависимости от величины угла поворота токосъемного движка. Датчик МУ-615А состоит из следующих узлов: корпуса, потенциометра, намотанного на кольцевой цилиндрический каркас, движка с контактом и соединителя. Наружная часть датчика несет на себе детали, посредством которых крепится механизм, соединяющий орган управления самолета сдатчиком. Изменяя свое положение, орган управления приводит во вращение ось движка датчика, что обеспечивает изменение выходного сигнала (напряжения) в соответствии с текущим положением токосъемного движка. Соединитель служит для подачи электропитания к обмотке потенциометра и для выдачи снимаемого напряжения.It is designed to convert the angles of movement of aircraft controls into electrical quantities (voltage, electrical resistance). The principle of operation is based on a proportional change in the resistance of the potentiometer depending on the magnitude of the rotation angle of the slip ring motor. The MU-615A sensor consists of the following units: a housing, a potentiometer wound around an annular cylindrical frame, an engine with a contact, and a connector. The outer part of the sensor bears on itself the details by means of which a mechanism is attached connecting the governing body of the aircraft with a transmitter. Changing its position, the control unit rotates the axis of the sensor engine, which provides a change in the output signal (voltage) in accordance with the current position of the slip ring engine. The connector serves to supply power to the winding of the potentiometer and to provide a removable voltage.

Устройства-аналоги довольно просты, однако имеют существенный недостаток: отсутствие люфтовыбирающего устройства и сочленяющего устройства демпфирующего динамические нагрузки, которые повышают точность измерения углового положения объекта измерения и защищают датчик от механических повреждений, что. Люфт возникает в механическом соединении объекта управления с валом датчика.Analog devices are quite simple, but have a significant drawback: the absence of a backlash device and an articulating device damping dynamic loads, which increase the accuracy of measuring the angular position of the measurement object and protect the sensor from mechanical damage, which. Backlash occurs in the mechanical connection of the control object with the sensor shaft.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является датчик поворота, выбранный в качестве прототипа, содержащий потенциометрический датчик, представляющий собой цилиндрический каркас, на поверхности которого соосно с ним размещена проволочная спираль, закрепленная на концах каркаса, винт, установленный параллельно оси каркаса с возможностью вращения, и токосъемник, изолированный от винта, закрепленный на нем с помощью гайки, причем гайка выполнена разрезной из двух половинок, разжимаемых пружиной, что делает передачу «винт-гайка» безлюфтовой, с возможностью перемещения вдоль оси винта и взаимодействующей со спиралью. Кроме этого, он снабжен поворотным валом, механической передачей, соединяющей винт с валом, двумя дополнительными токосъемниками, установленными на концах каркаса, изолированного от него, при этом каркас установлен на валу, а на поверхности спирали по всей ее длине установлена обмотка из изолированной проволоки, концы которой соединены с дополнительными токосъемниками (Патент РФ на полезную модель №135792 U МПК G01B 7/30, Н01С 10/00). Выбранный прототип обладает недостатком: отсутствуют люфтовыбирающее устройство и сочленяющее устройство, демпфирующее динамические нагрузки, возникающие на валу датчика углового положения.The closest in technical essence to the proposed utility model is a rotation sensor selected as a prototype, containing a potentiometric sensor, which is a cylindrical frame, on the surface of which a wire spiral is mounted coaxially with it, fixed at the ends of the frame, a screw mounted parallel to the axis of the frame with the possibility rotation, and the current collector isolated from the screw, mounted on it with a nut, and the nut is made split of two halves, expandable by a spring, which makes It has a screw-to-nut transmission without backlash, with the possibility of movement along the axis of the screw and interacting with the spiral. In addition, it is equipped with a rotary shaft, a mechanical transmission connecting the screw to the shaft, two additional current collectors installed at the ends of the frame isolated from it, while the frame is mounted on the shaft, and an insulated wire winding is installed on the surface of the spiral along its entire length, the ends of which are connected to additional current collectors (RF Patent for utility model No. 135792 U MPK G01B 7/30, Н01С 10/00). The selected prototype has a drawback: there is no backlash device and an articulating device that damps the dynamic loads that occur on the shaft of the angular position sensor.

Сущность предлагаемой полезной модели как технического устройства заключается в устранении люфта, возникающего в механической передаче, связывающей объект управления с валом датчика угловых положений, что повышает точность определения положения объекта управления и в защите потенциометра датчика от воздействия динамических нагрузок на подвижную часть потенциометра при несанкционированном воздействии пружины выборки люфта и защите пружин сочленяющего устройства от повреждений.The essence of the proposed utility model as a technical device is to eliminate the backlash that occurs in a mechanical transmission connecting the control object with the shaft of the angle sensor, which increases the accuracy of determining the position of the control object and in protecting the sensor potentiometer from the effects of dynamic loads on the moving part of the potentiometer under unauthorized action of the spring free play and protection of the springs of the articulation device from damage.

Она выражается совокупностью существенных признаков:It is expressed by a set of essential features:

- наличие в конструкции датчика пружины выборки люфта, механически соединенной с корпусом и валом датчика углового положения;- the presence in the design of the sensor spring sample backlash mechanically connected to the housing and the shaft of the sensor of the angular position;

- наличие сочленяющего устройства вала датчика с валиком потенциометра демпфирующего динамические нагрузки на его подвижную часть.- the presence of an articulating device of the sensor shaft with a potentiometer roller damping dynamic loads on its moving part.

Техническое решение задачи выборки люфта в механическом соединении объекта управления с валом датчика достигается тем, что при установке датчика угловых положений на объект регулирования пружина выборки люфта взводится в рабочее положение поворотом корпуса датчика относительно его вала, что обеспечивает выборку люфта в механической передаче, связывающей объект управления с валом датчика углового положения и в то же время при несанкционированном спуске взведенной пружины может иметь место динамический удар, приводящий к поломке потенциометра.The technical solution to the problem of clearance play in the mechanical connection of the control object with the sensor shaft is achieved by installing the angle position sensor on the control object, the clearance sampling spring is brought into operation by turning the sensor housing relative to its shaft, which allows the clearance in the mechanical transmission connecting the control object with the shaft of the angle encoder and at the same time during unauthorized descent of the charged spring, a dynamic shock may occur, leading to breakdown of the sweat nanometer.

Техническое решение задачи защиты потенциометра от воздействия динамических нагрузок на его подвижную часть при несанкционированном спуске взведенной пружины выборки люфта достигается посредством использования сочленяющего устройства между валом датчика и валиком потенциометра, представляющего собой систему пружин, демпфирующего динамические нагрузки на подвижной части потенциометра.A technical solution to the problem of protecting the potentiometer from the effects of dynamic loads on its moving part during unauthorized descent of the cocked spring of the play backlash is achieved by using an articulating device between the sensor shaft and the potentiometer shaft, which is a system of springs damping dynamic loads on the moving part of the potentiometer.

На фиг. 1 представлена конструкция предлагаемого датчика.In FIG. 1 shows the design of the proposed sensor.

Датчик состоит: из корпуса 1, к которому крепятся привод 2 и каркас 3. Привод 2 включает в себя вал 4, установленный в подшипниках 5 и 6, пружины 7, поджимающей вал 4 к упору 8. В верхнем конце вала 4 закреплена ведущая пружина пластинчатая 9. На каркасе 3 установлен потенциометр 10, на валике 11 которого закреплен поводок 12, блоки 13 и 14 с радиоэлементами. Поводок 12 имеет ограничительные упоры 15 и ведомые пружины 16, которые сочленены с ведущей пластинчатой пружиной 9.The sensor consists of a housing 1, to which the actuator 2 and the frame 3 are attached. The actuator 2 includes a shaft 4 mounted in bearings 5 and 6, a spring 7, a pressing shaft 4 against the abutment 8. A leaf spring is fixed at the upper end of the shaft 4 9. Potentiometer 10 is installed on the frame 3, on the roller 11 of which a leash 12 is fixed, blocks 13 and 14 with radioelements. The leash 12 has limit stops 15 and driven springs 16, which are articulated with a leading leaf spring 9.

Датчик углового положения работает следующим образом. Вал 4 датчика углового положения посредством системы тяг механически соединяется с объектом управления. Поворотом корпуса 1 датчика пружина пластинчатая 7 взводится на угол, достаточный для создания необходимого момента вращения на валу 4, после чего корпус 1 закрепляется на корпусе летательного аппарата. Ведущая пружина пластинчатая 9 через пружины 16 обеспечивает соосность вала 4 и валика 11 потенциометра 10.The angle sensor works as follows. The shaft 4 of the angular position sensor is mechanically connected to the control object by means of a rod system. By turning the sensor housing 1, the leaf spring 7 is cocked at an angle sufficient to create the necessary torque on the shaft 4, after which the housing 1 is fixed to the aircraft body. The leading leaf spring 9 through the springs 16 ensures alignment of the shaft 4 and the roller 11 of the potentiometer 10.

Момент вращения, созданный пружиной 7 на валу 4 датчика углового положения, осуществляет выборку люфта в системе тяг связи вала 4 датчика с объектом управления, что повышает точность измерения углового положения объекта регулирования и качество регулирования.The moment of rotation created by the spring 7 on the shaft 4 of the sensor of the angular position, selects the play in the linkage system of the shaft of the sensor 4 with the control object, which increases the accuracy of measuring the angular position of the control object and the quality of regulation.

Система пружин, ведущей 9, ведомых 16 демпфирует несанкционированные динамические нагрузки, которые могут иметь место на валике 11 потенциометра 10, из-за удара вала 4 об упор 8, что исключает механическое повреждение потенциометра 10, тем самым осуществляет его механическую защиту, а наличие ограничительных упоров 15 на поводке 12 защищает пружины 9 и 16 от повреждения, что в итоге повышает надежность датчика углового положения.A system of springs leading 9, driven 16 damps unauthorized dynamic loads that can occur on the roller 11 of the potentiometer 10, due to the impact of the shaft 4 on the stop 8, which eliminates mechanical damage to the potentiometer 10, thereby providing mechanical protection, and the presence of restrictive stops 15 on the leash 12 protects the springs 9 and 16 from damage, which ultimately increases the reliability of the angle sensor.

Новизной предлагаемого датчика является использование в его конструкции сочленяющего устройства между валиком потенциометра 11 и валом датчика 4, представляющего собой систему пружин 9 и 16, демпфирующего динамические нагрузки на его подвижную часть, что повышает надежность датчика.The novelty of the proposed sensor is the use in its design of an articulating device between the roller of the potentiometer 11 and the shaft of the sensor 4, which is a system of springs 9 and 16, damping dynamic loads on its moving part, which increases the reliability of the sensor.

Заявляемое устройство экспериментально подтвердило возможность получения предполагаемого результата.The inventive device experimentally confirmed the possibility of obtaining the intended result.

Claims

An angular position sensor, comprising: a housing, a potentiometer placed on a frame, the roller of which is mechanically connected to the sensor shaft, characterized in that an articulating device is installed between the potentiometer roller and the sensor shaft, which is a system of springs and limit stops.