SU1760326A1

SU1760326A1 - Test bed

Info

Publication number: SU1760326A1
Application number: SU894736636A
Authority: SU
Inventors: Степан Сергеевич Семенов; Юрий Николаевич Бугаев; Юрий Викторович Докучаев; Ким Александрович Серегин
Original assignee: Научно-производственное объединение "Ротор"
Priority date: 1989-09-08
Filing date: 1989-09-08
Publication date: 1992-09-07

Abstract

Использование: приборостроение, дл испытаний приборов, чувствительных к изменению углового положени . Сущность изобретени : в устройство введены посто нно действующие тормозные узлы 4 и 6, 9 и 11, совмещенные с конусными подшипниковыми опорами скольжени , электропривод каждой рамы стенда 16 и 19 снабжен шаговым винтовым приводом 26, 27 осе&amp;ых перемещений корпуса черв ка 22 выходной черв чной пары 5 и 14, датчиком среднего положени 3 микрометрического винта 27 и ограничителем его перемещени 34 и 35 4 ил.Use: instrumentation, for testing instruments sensitive to changes in angular position. Summary of the Invention: permanently acting brake assemblies 4 and 6, 9 and 11, which are combined with conical bearing bearings, are inserted into the device; the electric drive of each frame of the stand 16 and 19 is equipped with a pitch screw drive 26, 27 of the axis movement of the worm 22 output screw pair 5 and 14, the sensor of the average position 3 of the micrometer screw 27 and the limiter of its movement 34 and 35 4 or less.

Description

Изобретение относитс к приборостроению , в частности к стендовой аппаратуре, предназначенной дл испытани приборов, чувствительных к изменению углового положени .The invention relates to instrumentation, in particular, to bench equipment for testing instruments sensitive to changes in the angular position.

Известно устройство, содержащее основание , внешнюю раму, установленную на основании с возможностью поворота, внутреннюю раму, установленную на наружной раме с возможностью поворота вокруг оси, перпендикул рной к оси поворота внешней рамы, и черв чные приводы, каждый из которых снабжен ограничителем угла поворота черв ка.A device comprising a base, an outer frame mounted on the base can be rotated, an inner frame mounted on the outer frame can be rotated around an axis perpendicular to the axis of rotation of the outer frame, and worm gears, each of which is provided with a worm angle limiter. ka

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс испытательный стенд, содержащий основание, наружную и внутреннюю рамы, измерители углового положени рам и электроприводы с черв чными парами на выходах.The closest to the proposed invention in terms of its technical essence and the effect achieved is a test bench containing a base, outer and inner frames, frame angle meters and electric drives with worm pairs at the outlets.

Указанный стенд также имеет низкую точность позиционировани . Этот недостаток обусловлен тем, что электропривод с одним двигателем не может обеспечить сочетание высокой точности отработки рассогласований с большой скоростью перемещений из одного углового положени в другое, а также тем, что по окончании приведени рамы в заданное положение рамы совершают несанкционированные угловые перемещени , вызванные воздействием т жени кабелей, идущих к испытуемому прибору, а также воздействием несбалансированности рам и напр женного состо ни элементов привода и опор рам в сочетании со случайными механическими возмущени ми со стороны фундамента , на котором установлен стенд.The indicated stand also has low positioning accuracy. This disadvantage is due to the fact that an electric drive with one engine cannot provide a combination of high accuracy of working out mismatches with high speed of movement from one angular position to another, and also after unsupported angular displacement caused by the impact of t wiring of cables to the device under test, as well as the effects of an imbalance of the frames and the stress state of the drive elements and frame supports in combination with random E-mechanical disturbances from the foundation on which the stand is mounted.

Целью изобретени вл етс повышение точности путем повышени стабильности сохранени задаваемых им угловых положений за счет исключени из угловыхThe aim of the invention is to improve the accuracy by increasing the stability of preserving the angular positions set by it by eliminating the angular positions.

аbut

0 JW |N 00 JW | N 0

несанкционированных перемещений и за счет повышени точности отработки рассогласований между заданными и фактическими положени ми рам.unauthorized movements and by increasing the accuracy of working out the mismatches between the specified and actual frame positions.

Указанна цель достигаетс тем, что в упом нутом стенде кажда рама выполнена с тормозным узлом, выполненным в виде неподвижной конусной втулки и размещенной в ней цапфы, жестко соединенной с соответствующей рамой и выполненной конусной и подпружиненной, черв чна пара каждого электропривода выполнена с корпусом установленным на введенных направл ющих , выполненных в виде пружинного параллелограмма, и с микрометрическим винтом, установленным параллельно ее оси с возможностью взаимодействи с корпусом, при этом микрометрический винт выполнен с шаговым приводом, датчиком его среднего положени и ограничителем перемещени .This goal is achieved by the fact that in the above-mentioned stand each frame is made with a brake assembly, made in the form of a fixed conical sleeve and a pin arranged in it, rigidly connected to the corresponding frame and made conical and spring-loaded, the worm pair of each electric drive is made with a housing mounted on guides, made in the form of a spring parallelogram, and with a micrometer screw installed parallel to its axis with the ability to interact with the body, while the micrometric screw The NT is made with a stepper drive, a sensor of its middle position and a movement limiter.

На фиг. 1 представлена схема испытательного стенда; на фиг.2 - схема электропривода испытательного стенда; на фиг.З - датчик исходного (среднего) положени микрометрического винта (разрез А-А на фиг.2); на фиг.4 - схема соединений блоков системы управлени положением наружной рамы испытательного стенда.FIG. 1 shows the scheme of the test bench; figure 2 - diagram of the electric test bench; Fig. 3 shows the sensor of the initial (middle) position of the micrometric screw (section A-A in Fig. 2); Fig. 4 is a wiring diagram of the blocks of the control system for the position of the outer frame of the test bench.

В основании 1 (фиг.1), закрепленном на фундаменте 2 (средства дл горизонтирова- ни стенда и креплени его к фундаменту на фигурах не показаны), установлена наружна рама 3 с двум цапфами; конусной 4 и цилиндрической 5, образующими горизонтальную ось вращени вокруг основани К Конусна цапфа располагаетс в конусной втулке 6 основани 1 и прижата к ней с посто нным осевым усилием, создаваемым пружиной 7, В наружной раме 3 установлена внутренн рама 8 с двум цапфами 9 и О образующими ось вращени относительно наружной рамы, перпендикул рную к оси вращени наружной рамы 4 в основании 1. Цапфы 9 (конусна ) и 10 (цилиндрическа ) расположены в соответствующих втулках 11 и 12. Цапфа 9 прижата к поверхности втулки 11с посто нным осевым усилием, создаваемым пружиной 13.In the base 1 (Fig. 1), fixed to the foundation 2 (the means for leveling the stand and fastening it to the foundation are not shown in the figures), an external frame 3 with two trunnions is installed; a cone 4 and a cylindrical 5 forming a horizontal axis of rotation around the base. The cone pin is located in the cone sleeve 6 of the base 1 and is pressed against it with a constant axial force generated by the spring 7. The inner frame 3 is fitted with two pins 9 and O in the outer frame 3 forming the axis of rotation relative to the outer frame, perpendicular to the axis of rotation of the outer frame 4 at the base 1. The trunnions 9 (conical) and 10 (cylindrical) are located in the corresponding bushings 11 and 12. The trunnion 9 is pressed to the surface of the sleeve 11 with a constant axial fit What is created by the spring 13.

На наружной раме закреплено черв чное колесо 14, состо щее в зацеплении с черв ком 15, вл ющимс выходным звеном электропривода 16. На внутренней раме закреплено черв чное колесо 17, состо щее в зацеплении с черв ком 18. вл ющимс выходным звеном электропривода 19.A worm gear 14 is fixed on the outer frame, which engages with a screw 15, which is the output link of the electric drive 16. A worm gear 17, which engages with a screw 18, is fixed on the inner frame. It is the output link of the electric drive 19.

Конструкци электроприводов 16 и 19 (фиг.2) одинакова Вал двигател посто нного тока 20 зубчатыми колесами соединенThe design of the actuators 16 and 19 (Fig. 2) is the same. The shaft of the DC motor 20 gears are connected

с плавающей муфтой 21, ведома часть которой закреплена на валу черв ка 15. Муфта выполнена с возможностью осевых перемещений ее ведомой части. Вал черв ка 15with a floating coupling 21, the knowledge of which is fixed on the shaft of the screw 15. The coupling is made with the possibility of axial displacements of its driven part. Shaft Worm 15

установлен в корпусе 22 на подшипниках 23. Корпус 22 установлен на подвеске, состо щей из двух параллельных брусьев 24, соедин ющих его с основанием стенда Брусь имеют упругие перемычки 25 у местmounted in the housing 22 on bearings 23. The housing 22 is mounted on a suspension bracket consisting of two parallel bars 24 connecting it with the stand base. The bars have elastic bridges 25 at the seats

0 заделки их в корпусе 22 и в основании 1. Корпус 22 и брусь 24 с упругими перемычками , закрепленные на основании 1 (дл внутренней рамы - закрепленные на наружной раме), образуют пружинный паралле5 лограмм, обеспечивающий возможность поступательных перемещений черв ка 15 (дл внутренней рамы - 18). Вал шагового двигател 26 зубчатыми колесами соединен с валиком 27, который одним концом уста0 новлен в основании 1 с возможностью вращени в подшипниках 28. Другой конец валика 27 имеет микрометрическую резьбу, свинченную с резьбовым отверстием 29 корпуса 22, соосным с черв ком 15. Пружи5 на 30 создает осевое усилие, достаточное дл выборки осевого люфта в резьбовом соединении микрометрического винта 27 с корпусом 22, при любом направлении вращени винта.0 they are embedded in the housing 22 and in the base 1. The housing 22 and the bars 24 with elastic bridges, mounted on the base 1 (for the inner frame - mounted on the outer frame), form a spring parallel diagram that provides the possibility of translational movement of the screw 15 (for the inner frames - 18). The shaft of the stepper motor 26 is connected by gears with a roller 27, which is mounted at one end at the base 1 rotatably in bearings 28. The other end of the roller 27 has a micrometric thread screwed to a threaded bore 29 of housing 22 coaxially with a worm 15. Spring 5 30 creates an axial force sufficient to sample the axial play in the threaded connection of the micrometer screw 27 with the housing 22, in any direction of rotation of the screw.

0 Датчик исходного (среднего) положени микрометрического винта 27 представл ет собой микропереключатель 31, срабатывающий в среднем положении микрометрического винта с помощью рычага 32 с роликом,The sensor of the starting (middle) position of the micrometer screw 27 is a microswitch 31, which operates in the middle position of the micrometer screw with the lever 32 with a roller,

5 под воздействием заходной части нитки резьбы (фиг.З). На валике 27 закреплены кольцо 33 с выступами 34, а на корпусе 22 - выступы 35, которые вместе с микрометрическим винтом образуют винтовой ограни0 читель вращени . На основании 1 (фиг.1) установлен измеритель углового положени 36 наружной рамы, валик которого соединен с наружной рамой 3. На наружной раме 3 закреплен измеритель углового положе5 ни 37 внутренней рамы, валик которого соединен с внутренней рамой 8. Измеритель угловых перемещений 36 (фиг.4) электрически соединен с блоком преобразовани и формировани импульсов 38. который в5 under the influence of the lead-in part of the thread (fig.Z). A ring 33 with protrusions 34 is fixed on the roller 27, and projections 35 on the body 22, which, together with the micrometer screw, form a screw-type rotation limiter. On the base 1 (Fig. 1) an angular position meter 36 of the outer frame is installed, the roller of which is connected to the outer frame 3. On the outer frame 3 there is fixed an angular position meter 37 of the inner frame, the roller of which is connected to the inner frame 8. Angle meter 36 ( Fig. 4) is electrically connected to a transform and pulse generating unit 38. which

0 свою очередь соединен с реверсивным счетчиком-индикатором 39. Реверсивный счетчик-индикатор 39 электрически соединен с блоком сравнени и управлени 40, который имеет электрическую св зь с программным0, the turn is connected to the reversible indicator-counter 39. The reversible counter-indicator 39 is electrically connected to the comparison and control unit 40, which is in electrical communication with the software

5 устройством 41. Блок сравнени и управлени 40 имеет еще две электрические св зи: с блоком питани 42 и генератором импульсов 43. Блок питани 42 электрически соединен с двигателем посто нного тока 44, а генератор импульсов 43 электрически соединен с шаговым двигателем 26. Шаговый двигатель 26 механически соединен с микрометрическим винтом 27. Микрометрический винт 27 и двигатель посто нного тока 44 соединены механически с черв ком 15, который механически соединен с наружной рамой 3. Кроме того, микрометрический винт 27 механически соединен с датчиком исходного (среднего) положени 31, который электрически соединен с блоком сравнени и управлени 40 и генератором импульсов 43. Задатчик исходной точки 46, предназначенный дл согласовани исходного положени наружной рамы с нулевым положением измерител угловых перемещений 36, соединен электрически с реверсивным счетчиком-индикатором 39.5 by device 41. Comparison and control unit 40 has two more electrical connections: with power supply unit 42 and pulse generator 43. Power supply unit 42 is electrically connected to DC motor 44, and pulse generator 43 is electrically connected to stepper motor 26. Stepper motor 26 is mechanically connected to the micrometer screw 27. The micrometric screw 27 and the DC motor 44 are mechanically connected to the screw 15, which is mechanically connected to the outer frame 3. In addition, the micrometric screw 27 is mechanically connected to the sensor com initial (middle) position 31, which is electrically connected to the comparison and control unit 40 and the pulse generator 43. The initial point setter 46, designed to match the initial position of the outer frame with the zero position, of the angular displacement meter 36, is electrically connected to a reversible meter-counter 39 .

Схема соединений блоков-системы управлени положением внутренней рамы испытательного стенда аналогична описанной схеме,The wiring diagram of the unit-control system for the position of the internal frame of the test bench is similar to that described,

Описанный испытательный стенд работает следующим образом. Перед началом работы стенд выставл ют относительно горизонта и относительно сторон света с помощью задатчика исходной точки 45, согласуют исходное положение наружной рамы и внутренней рамы с нулевым положением измерителей угловых перемещений 36 и 37. Приведение наружной рамы испытательного стенда в заданные положени производитс следующим образом: с блока управлени 40 по команде программного устройства поступает напр жение на микропереключатель 31, который коммутирует это напр жение на один из входов генератора импульсов 43 соответственно знаку отклонени микрометрического винта от исходного (среднего) положени . Генератор импульсов 43 выдает импульсы на шаговый двигатель 26, последовательность которых соответствует знаку отклонени микрометрического винта от среднего положени . Шаговый двигатель вращает микрометрический винт до тех пор, пока микропереключатель 31 не сработает. При этом блок управлени 40 снимает питание с микропереключател 31 и со входа генератора импульсов 43. Шаговый двигатель 26 останавливаетс , при этом микрометрический винт находитс в исходном (среднем) положении. Информаци о значении задаваемого углового положени наружной рамы с программного устройства 41 поступает в блок сравнени и управлени 40. В блоке 40 производитс сравнение информации о фактическом положении наружной рамы 3, выработанной измерителем углового перемещени 36, блоками 38 и 39 со значениемThe described test bench works as follows. Before starting, the stand is positioned relative to the horizon and relative to the cardinal points using the reference point adjuster 45, the initial position of the outer frame and the inner frame is aligned with the zero position of the angular displacement meters 36 and 37. The outer frame of the test bench is brought to the specified positions as follows: control unit 40, upon command of a software device, receives a voltage on a microswitch 31, which commutes this voltage to one of the inputs of a pulse generator 43, respectively Twain sign micrometer departing from baseline (mean) position. The pulse generator 43 pulses to the stepper motor 26, the sequence of which corresponds to the sign of the deflection of the micrometer screw from the middle position. The stepper motor rotates the micrometer screw until microswitch 31 is activated. In this case, the control unit 40 removes power from the microswitch 31 and from the input of the pulse generator 43. The stepper motor 26 stops, while the micrometer screw is in the initial (middle) position. Information about the value of the specified angular position of the outer frame from the software device 41 enters the comparison and control unit 40. In block 40, information on the actual position of the outer frame 3 produced by the angular displacement meter 36 is compared by blocks 38 and 39 with the value

задаваемого углового положени наружной раме, поступившим с программного устройства 41 и информаци о знаке и величине рассогласовани поступает в блок питани settable angular position of the outer frame received from the software device 41 and information about the sign and magnitude of the mismatch enters the power supply unit

42, который подает напр жение на корь двигател посто нного тока 44 такой пол рности , чтобы двигатель, враща сь, уменьшил рассогласование. По окончании приведени рамы в заданное положение42, which energizes the DC motor 44 in such a polarity that the motor rotates to reduce the mismatch. At the end of bringing the frame to the specified position

двигателем посто нного тока 44 (грубо) блоком сравнени и управлени 40 подаетс напр жение на вход генератора импульсов 43, импульсы которого привод т во вращение шаговый двигатель 26. Шаговыйthe DC motor 44 (roughly) the comparison and control unit 40 applies a voltage to the input of the pulse generator 43, the pulses of which drive the stepping motor 26 to rotate. 26

двигатель 26 приводит во вращение микрометрический винт 27, который, враща сь, перемещает корпус 22 черв ка с ползучей скоростью, дискретно, в положение, при котором рассогласование между заданным поthe motor 26 drives the micrometer screw 27, which rotates, moves the worm body 22 at a creeping speed, discretely, to a position where the mismatch between

программе угловым положением наружной рамы и фактическим равно нулю. На этом заканчиваетс приведение наружной рамы в заданное угловое положение.program angular position of the outer frame and the actual is zero. This completes the casting of the outer frame to a predetermined angular position.

Приведение внутренней рамы испытательного стенда в заданные угловые положени производитс аналогично.The internal frame of the test bench is brought to the specified angular positions in a similar manner.

Эффективность предлагаемого изобретени заключаетс в повышении точности приведени рам испытательного стенда вThe effectiveness of the invention is to improve the accuracy of bringing the frames of the test bench in

заданные угловые положени , а также в повышении стабильности сохранени заданных угловых положений рам.specified angular positions, as well as in improving the stability of maintaining the specified angular positions of the frames.

Claims

Claims: Test bench comprising a base, an outer frame mounted in base supports rotatably, an inner frame mounted in supports of an outer frame rotatably in it around an axis, perpendicular to the axis of rotation of the outer frame, angle gauges of each frame and electric drives with worm pairs, characterized in that, in order to increase accuracy, each frame is made with a brake assembly, made in the form of a fixed conical sleeve and a pin arranged in it, rigidly connected hydrochloric frame and with a corresponding cone and spring-formed, a worm

a pair of each electric drive is made with a housing mounted on the inserted guides, made in the form of a spring parallelogram, and with a micrometer screw mounted

parallel to its axis with the possibility of interaction with the body, while the micrometer screw is made with a stepper drive, a sensor of its average position and a movement limiter.

(

CM

with about

ABOUT

f9Ј

fl

J /

20

fig.Z