RU5313U1

RU5313U1 - DEVICE FOR ELECTRIC COMMUNICATION OF MOBILE AND MOVABLE PARTS OF THE OBJECT

Info

Publication number: RU5313U1
Application number: RU96117458/20U
Authority: RU
Inventors: В.С. Шалин; Н.А. Макаров; В.А. Романеев
Original assignee: Акционерное общество "АвтоВАЗ"
Priority date: 1996-08-27
Filing date: 1996-08-27
Publication date: 1997-10-16

Abstract

1. Устройство для электрической связи подвижной и неподвижной частей объекта, содержащее два цилиндрических корпуса соединенных кабелем, отличающееся тем, что устройство содержит подвижный объект, выполненный в виде рулевого колеса, жестко связанного со ступенчатым цилиндрическим корпусом датчика крутящего момента, имеющего наружную резьбу для гайки, имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения по направляющим и соединеной с одним из концов С-образного тензометрического датчика перемещений, второй конец которого крепится к неподвижной части объекта, выполненной в виде установочной платформы с двумя телескопическими шарнирами, причем второй корпус, выполненный в виде устройства для натяжения кабеля, установлен на платформе с возможностью вращения.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что чувствительные элементы датчика крутящего момента выполнены в виде радиально расположенных балок.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упругие элементы датчика перемещений выполнены утоненными в местах расположения тензорезисторов.1. A device for electrical communication of the movable and stationary parts of an object, comprising two cylindrical bodies connected by a cable, characterized in that the device comprises a movable object made in the form of a steering wheel rigidly connected to a stepped cylindrical body of a torque sensor having an external thread for a nut, having the possibility of reciprocating movement along the guides and connected to one of the ends of the C-shaped strain gauge displacement sensor, the second end of which is supported Xia object to a stationary part formed as a mounting platform with two telescopic joints, the second body configured as a cable tension device is mounted on the chance vrascheniya.2 platform. The device according to claim 1, characterized in that the sensitive elements of the torque sensor are made in the form of radially spaced beams. The device according to claim 1, characterized in that the elastic elements of the displacement sensor are made thinned at the locations of the strain gauges.

Description

Устройство для электрической связи подвижной и неподвижной частей обьекта.Device for electrical communication of movable and fixed parts of an object.

Полезная модель относится к области испытаний и измерений, в частности к устройствам для исследования характеристик рулевого колеса автомобиля (величины крутящего момента и угловых с перемещений) и может применяться в комплекте с двухканальным тензоусилителем, имеющим не менее двух величин значений коэффициента усиления на каждом из каналов, причем максимальные величины коэффициентов усиления не менее 12000.The utility model relates to the field of testing and measurement, in particular, to devices for studying the characteristics of a car’s steering wheel (torque and angular displacement) and can be used in conjunction with a two-channel strain gauge having at least two values of the gain on each channel, and the maximum values of the amplification factors of at least 12,000.

Известно техническое решение включающее разнополярные неподвижный и вращающийся токосьемные контакты-магниты, контактирующие посредством ферромагнитного порошка и снабженные токовыводами (А.с. СССР N1270819 H01R 39/30 -аналог).A technical solution is known that includes bipolar fixed and rotating tokosemny contact magnets contacting by means of ferromagnetic powder and equipped with current outputs (A.S. USSR N1270819 H01R 39/30 analog).

Недостатком известного технического решения является то, что для изготовления подвижных и неподвижных контактирующих поверхностей требуются токопроводящие металлы с малым омическим сопротивлением, т.е. драгоценные металлы-серебро, золото. В большинстве случаев применяют серебряные контакты, которые со временем окисляются, что приводит к ухудшению контактов и увеличению нестабильности величин передаваемого тока и напряжения.A disadvantage of the known technical solution is that for the manufacture of moving and stationary contact surfaces, conductive metals with low ohmic resistance are required, i.e. precious metals - silver, gold. In most cases, silver contacts are used, which oxidize over time, which leads to deterioration of the contacts and increase the instability of the values of the transmitted current and voltage.

Известен Способ электрического соединения взаимоперемещающихся проводников заключающийся в том, что в соединителе электрический ток протекает между двумя взаимоперемещающимися проводниками. Соединитель предназначен для использования в автоматическом выключателе и содержит две сферические части, которые выполнены на концах движущихся проводников и вставлены в противоположные концы электропроводного цилиндра (Акц.заявка Англии 2167613 H01R 11/01-аналог).The Known Method for the electrical connection of mutually moving conductors is that in the connector an electric current flows between two mutually moving conductors. The connector is designed for use in a circuit breaker and contains two spherical parts that are made at the ends of the moving conductors and inserted into opposite ends of the electrically conductive cylinder (UK application form 2167613 H01R 11/01-analog).

Недостатком известного способа является то, что он предназначен для малых линейных (несколько миллиметров) от &//&/3fThe disadvantage of this method is that it is designed for small linear (several millimeters) from & // & / 3f

H 05 К 7/12H 05K 7/12

- 2 (- 2 (

носительных перемещений токопроводящих проводников. При необходимости увеличения расстояния взаимного перемещения проводников, например до нескольких десятков сантиметров, потребуется многократно увеличивать габариты цилиндра, что резко уменьшает область применения указанного способа из-за компоновочных трудностей, это не позволяет применить его для измерения характеристик рулевого колеса.wearable movements of conductive conductors. If it is necessary to increase the distance of the mutual displacement of the conductors, for example, to several tens of centimeters, it will be necessary to increase the dimensions of the cylinder many times, which sharply reduces the scope of this method due to layout difficulties, this does not allow it to be used to measure steering wheel characteristics.

Известно техническое решение Устройство для электрической связи подвижной и неподвижной частей обьекта, содержащее два цилиндрических корпуса соединенных лентой, на которой закреплен кабель (А.с. СССР 866799 Н05К 7/12-прототип)A technical solution is known. A device for electrical communication of movable and fixed parts of an object, containing two cylindrical bodies connected by a tape on which a cable is fixed (A.S. USSR 866799 N05K 7/12 prototype)

Недостатком известного технического решения является то, что при увеличении количества оборотов подвижного барабана, при его вращении в определенном направлении, необходимо пропорционально увеличению количеству оборотов увеличивать количество витков как на подвижном, так не подвижном барабанах. При значительном увеличении количества витков значительно увеличивается радиус гиба петли, что приводит к увеличению жесткости упругой ленты петли, увеличению габаритов петли и устройства.A disadvantage of the known technical solution is that when the number of revolutions of the movable drum increases, when it rotates in a certain direction, it is necessary to increase the number of turns in both the movable and non-movable drums in proportion to the increase in the number of revolutions. With a significant increase in the number of turns, the loop bending radius increases significantly, which leads to an increase in the stiffness of the elastic loop tape and an increase in the dimensions of the loop and device.

При реверсивном вращении подвижного барабана, необходимо предварительное наматывание упругой ленты на подвижный барабан. В этом случае количество витков прямоугольной винтовой канавки как на подвижном, так и неподвижном барабанахWhen reversing the rotation of the movable drum, it is necessary to pre-wind the elastic tape on the movable drum. In this case, the number of turns of a rectangular helical groove on both the movable and stationary drums

в два раза будет превышать количество оборотов подвижного will double the number of revolutions of the rolling

рабана, что многократно увеличивает габариты устройства.rabana, which greatly increases the dimensions of the device.

Многократное увеличение размеров петли и необходимое, для исключения провисания петли, увеличение жесткости упругой ленты связано с выходом упругой ленты из винтовых канавок на подвижном и неподвижном барабанах при вращении подвижного барабана, т.е. с потерей работоспособности устройс - 3 Технический эффект заявляемого устройства заключается в повышении надежности работы устройства и точности измерений. Указанный технический эффект достигается за счет того, что в устройстве для электрической связи подвижной и неподвижной частей обьекта, содержащем два цилиндрических корпуса соединенных кабелем, согласно предлагаемого решения подвижный обьект выполнен в виде рулевого колеса, жестко связанного со ступенчатым цилиндрическим корпусом датчика крутящего момента, имеющего наружнюю резьбу для гайки, имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения по направляющим и соединенной с одним из концов С-образного тензометрического датчика перемещений, второй конец которого крепится к неподвижной части обьекта, выполненной в виде установочной платформы с двумя телескопическими шарнирами, причем второй корпус, выполнен в виде устройства для натяжения кабеля и установлен на платформе с возможностью вращения. Чувствительные элементы датчика крутящего момента выполнены в виде радиально расположенных балок. Упругие элементы датчика перемещений выполненными утоненными в местах расположения тензорезисторов. Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения не была известна-следовательно, оно соответствует условию патентоспособности новизна. Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности промышленная применимость. # A multiple increase in the size of the loop and the necessary, to prevent sagging of the loop, increase in stiffness of the elastic tape is associated with the exit of the elastic tape from the helical grooves on the movable and stationary drums during rotation of the movable drum, i.e. with loss of operability of the device - 3 The technical effect of the claimed device is to increase the reliability of the device and the accuracy of measurements. The specified technical effect is achieved due to the fact that in the device for electrical communication of the movable and fixed parts of an object containing two cylindrical bodies connected by a cable, according to the proposed solution, the movable object is made in the form of a steering wheel rigidly connected to a stepped cylindrical body of a torque sensor having an external thread for a nut having the possibility of reciprocating movement along the guides and connected to one of the ends of the C-shaped strain gauge dates displacement transducer, the second end of which is attached to the fixed part of the object, made in the form of an installation platform with two telescopic hinges, the second case being made in the form of a device for cable tension and mounted on the platform for rotation. Sensitive elements of the torque sensor are made in the form of radially spaced beams. The elastic elements of the displacement sensor are made thinned at the locations of the strain gages. Comparison of the claimed technical solution with the prior art in scientific, technical and patent documentation on the priority date in the main and related sections shows that the set of essential features of the claimed solution was not known, therefore, it meets the patentability condition of novelty. The proposed technical solution is industrially applicable, because can be manufactured industrially, efficiently, feasibly and reproducibly, therefore, industrial applicability meets the patentability condition. #

- 4 Решение иллюстрируется чертежами, где на- 4 The solution is illustrated by drawings, where

ФИГ.1- динамометрическое рулевое колесо,FIG. 1 - dynamometer steering wheel,

ФИГ.2- разрез А-А фиг.1,FIG.2 is a section aa of figure 1,

ФИГ.З- разрез Б-Б фиг.2FIG.Z - section BB figure 2

Устройство для электрической связи подвижной и неподвижной частей обьекта содержит два цилиндрических корпуса 1,2 соединенных кабелем 3, рулевое колесо 4, жестко связанное со ступенчатым цилиндрическим корпусом 1 датчика крутящего момента, имеющего наружнюю резьбу для гайки 5, соединенной с одним из концов С-образного тензометрического датчика перемещений 6, второй конец которого крепится к неподвижной части обьекта, выполненной в виде установочной платформы 7 с двумя телескопическими шарнирами 8,9 и направляющими 10, причем второй корпус 2, выполненный в виде устройства для натяжения кабеля, установлен на платформе 7 с возможностью вращения.The device for electrical communication of the movable and fixed parts of the object contains two cylindrical bodies 1,2 connected by a cable 3, a steering wheel 4, rigidly connected with a stepped cylindrical body 1 of a torque sensor having an external thread for a nut 5 connected to one of the ends of the C-shaped a strain gauge displacement sensor 6, the second end of which is attached to the fixed part of the object, made in the form of a mounting platform 7 with two telescopic hinges 8.9 and guides 10, the second body 2, made in the form of a device for cable tension, mounted on the platform 7 with the possibility of rotation.

Чувствительные элементы 11 датчика крутящего момента 1 выполнены в виде радиально расположенных балок. Такое расположение балок позволяет одинаково нагружать их при любом направление вращения рулевого колеса.Sensitive elements 11 of the torque sensor 1 is made in the form of radially spaced beams. This arrangement of beams allows them to be equally loaded for any direction of rotation of the steering wheel.

Упругие элементы 12 датчика угловых перемещений выполненны утоненными в местах расположения тензорезисторов для повышения чувствительности, а значит и точности измерений.The elastic elements 12 of the angular displacement sensor are made thinned at the locations of the strain gauges to increase the sensitivity, and hence the measurement accuracy.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При повороте рулевого колеса в процессе испытаний автомобиля происходит упругая деформация чувствительных элементов датчика крутящего момента и упругих элементов датчика угловых перемещений, которая преобразуется, при помощи тензорезисторов, соединенных в мостовые измерительные схемы, и при помощи тензоусилителя, в электрический сигнал.When the steering wheel is turned during the test of the car, the deformation of the sensitive elements of the torque sensor and the elastic elements of the angular displacement sensor occurs, which is converted, using strain gages connected to bridge measuring circuits, and with the help of a strain gauge, into an electrical signal.

Изменение величины электрического сигнала с датчика крутящего момента пропорционально изменению величины крутящегоThe change in the magnitude of the electrical signal from the torque sensor is proportional to the change in the magnitude of the torque

4 f//744 f // 74

- с - from

момента, действующего на рулевое колесо. Величина электрического сигнала с датчика перемещений пропорциональна величине угла поворота рулевого колеса.moment acting on the steering wheel. The magnitude of the electrical signal from the displacement sensor is proportional to the magnitude of the steering angle.

В процессе поворота рулевого колеса в одну сторону, например по часовой стрелке, кабель 3 наматывается на радиальную канавку корпуса 1 датчика крутящего момента и разматывается с корпуса 2 натяжного устройства, при этом пружина кручения закручивается и кабель 3 на участке между корпусами 1,2 натягивается и исключается его провисание. Гайка 5 по резьбе поднимается кверху по направляющим 10, входящим в отверстия в гайке, увеличивая радиус гиба С-образного датчика перемещений и подвергая упругой деформации изгиба чувствительные элементы датчика. При возвращении рулевого колеса в исходное положение кабель 3 за счет усилия пружины кручения снова наматывается на корпус 2, а датчик перемещений возвращается в исходное положение.In the process of turning the steering wheel in one direction, for example, clockwise, the cable 3 is wound on the radial groove of the housing 1 of the torque sensor and unwound from the housing 2 of the tensioner, while the torsion spring is twisted and the cable 3 is stretched between the housings 1,2 and sagging is excluded. The nut 5 is threaded upward along the guides 10 included in the holes in the nut, increasing the bending radius of the C-shaped displacement sensor and subjecting the sensor sensitive elements to elastic bending deformation. When the steering wheel returns to its original position, the cable 3 is again wound on the housing 2 due to the force of the torsion spring, and the displacement sensor returns to its original position.

В процессе вращения рулевого колеса в другую сторону, против часовой стрелки, кабель 3 снова наматывается на корпус 1 и разматывается с корпуса 2, при этом гайка 5 опускается вниз уменьшая радиус гиба датчика перемещений и вызывая изгиб упругих элементов в обратную сторону.During the rotation of the steering wheel in the opposite direction, counterclockwise, the cable 3 is again wound on the housing 1 and unwound from the housing 2, while the nut 5 is lowered down, reducing the bending radius of the displacement sensor and causing the elastic elements to bend in the opposite direction.

Предлагаемое устройство позволяет значительно увеличить надежность работы устройства, точность измерений.The proposed device can significantly increase the reliability of the device, the accuracy of the measurements.

Формула полезной моделиUtility Model Formula

1.Устройство для электрической связи подвижной и неподвижной частей обьекта, содержащее два цилиндрических корпуса соединенных кабелем, отличающееся тем, что, устройство содержит подвижный обьект выполненный в виде рулевого колеса, жестко связанного со ступенчатым цилиндрическим корпусом датчика крутящего момента, имеющего наружнюю резьбу для гайки, имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения по направляющим и соединенной с одним из концов С-образного тензометрического датчика перемещений, второй конец которого крепится к неподвижной части обьекта, выполненной в виде установочной платформы с двумя телескопическими шарнирами, причем второй корпус, выполненный в виде устройства для натяжения кабеля, установлен на платформе с возможностью вращения.1. A device for electrical communication of the movable and fixed parts of an object, containing two cylindrical bodies connected by a cable, characterized in that the device comprises a movable object made in the form of a steering wheel rigidly connected to a stepped cylindrical body of a torque sensor having an external thread for a nut, having the possibility of reciprocating movement along the guides and connected to one of the ends of the C-shaped strain gauge displacement sensor, the second end of which is supported extend to the fixed part of the object, made in the form of an installation platform with two telescopic hinges, and the second housing, made in the form of a device for cable tension, is mounted on the platform with the possibility of rotation.

2.Устройство по п.1, отличающееся тем, что2. The device according to claim 1, characterized in that

чувствительные элементы датчика крутящего момента выполнены в виде радиально расположенных балокsensitive elements of the torque sensor are made in the form of radially spaced beams

3.Устройство по п.1, отличающееся тем, что3. The device according to claim 1, characterized in that

упругие элементы датчика перемещений выполненными утоненными в местах расположения тензорезисторов. нии Источники информации, принятые во внимание при составлезаявки: 1.А.С. СССР N1270819 H01R 39/30 -аналог 2.Акц.заявка Англии 2167613 H01R 11/01-аналог З.А.С. СССР 866799 Н05К 7/12-ПроТОТИПthe elastic elements of the displacement sensor are made thinned at the locations of the strain gages. Sources of information taken into account when compiling the application: 1. А.А. USSR N1270819 H01R 39/30 -analogue 2.Act. Application of England 2167613 H01R 11/01-analogue Z.A.S. USSR 866799 N05K 7/12-PROTOTYPE

Claims

1. A device for electrical communication of the movable and stationary parts of an object, comprising two cylindrical bodies connected by a cable, characterized in that the device comprises a movable object made in the form of a steering wheel rigidly connected to a stepped cylindrical body of a torque sensor having an external thread for a nut, having the possibility of reciprocating movement along the guides and connected to one of the ends of the C-shaped strain gauge displacement sensor, the second end of which is supported Xia object to a stationary part formed as a mounting platform with two telescopic joints, the second body configured as a cable tension device is mounted on a rotatable platform.

2. The device according to claim 1, characterized in that the sensitive elements of the torque sensor are made in the form of radially arranged beams.

3. The device according to claim 1, characterized in that the elastic elements of the displacement sensor are made thinned at the locations of the strain gauges.