×
21.11.2018
218.016.9f7d

Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ В ПРОСТРАНСТВЕ И СКОРОСТИ ДВИЖУЩЕЙСЯ ПЛОСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Использование: для применения в испытаниях на ударное воздействие. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для определения положения в пространстве и скорости движущейся плоской поверхности содержит группу установленных на общей платформе электрических контактных датчиков, чувствительные элементы которых установлены на заданном расстоянии от платформы и друг от друга с возможностью замыкания под воздействием движущейся плоской поверхности ответных контактов, установленных перпендикулярно общей платформе, две группы электрических контактных датчиков реакционного типа, установленных на общей платформе, чувствительные элементы в каждой группе датчиков установлены вдоль прямых, перекрещивающихся в параллельных плоскостях, ориентированных перпендикулярно движущейся плоской поверхности. Технический результат: обеспечение возможности получения информации о фактическом положении плоской поверхности ударника и скорости ее перемещения в направлении нормали к ней. 1 ил.

Изобретение относится к области контрольного испытательного оборудования и предназначено для применения в испытаниях на ударное воздействие.

В ряде испытательных работ, связанных с метанием ударников, характеризующихся наличием плоской поверхности и движущихся плоскопараллельно в направлении нормали к этой поверхности, требуется определить скорость ударников и их пространственное положение на момент испытаний. Для определения положения поверхности такого рода ударника достаточно зарегистрировать угол между его поверхностью и характерной плоскостью (или осью), положение которой в пространстве заранее известно.

Из описания патента РФ №2250434 «Способ непрерывной регистрации положения, профиля и скорости движущейся поверхности» (МПК G01B 7/00, G01P 3/66, G01H 5/00, опубл. 20.04.2005) известно выбранное в качестве прототипа устройство регистрации скорости и положения в пространстве движущейся поверхности ударника, содержащее, по крайней мере, два электроконтактных датчика резистивного типа коаксиальной конструкции, установленных на общей платформе. Чувствительные элементы датчиков устанавливают на заданном расстоянии от платформы и друг от друга * вплотную и перпендикулярно исследуемой движущейся поверхности. Каждый датчик представляет собой центральную жилку из нихрома в лаковой изоляции, помещенную в защитную трубку из никелевого сплава. Один из концов (торец) датчика имеет тонкий слой лаковой изоляции, другой конец закрепляется неподвижно и подключается к измерительным трактам. При воздействии движущейся поверхности на резистивные датчики в каждом из них на торце нарушается слой лаковой изоляции, что приводит к контакту центральной жилки с защитной трубкой и включению измерительных трактов. При взаимодействии с движущейся поверхностью резистивные датчики уменьшают свою длину и электрическое сопротивление, создают информационные сигналы, которые регистрируют и по откалиброванным зависимостям определяют положение и скорость движущейся поверхности ударника.

Недостатками прототипа являются:

- указанная авторами в описании патента малая инерционность датчиков, что для решаемой ими задачи является положительным моментом, но требует установки датчиков вплотную к начальному положению исследуемой поверхности ударника. При изменении положения поверхности ударника в процессе разгона (например, его повороте при несимметричном воздействии продуктов детонации взрывчатого вещества) и его движении в какой-нибудь среде (например, воздухе), применяемые датчики, вследствие малой удельной массы (внешний диаметр 0,3 мм, диаметр центральной нихромовой нити 0,05 мм), будут смещены ударной волной сжатой среды, распространяющейся перед движущейся в высокоскоростном режиме (0,8-8 км/с) поверхностью. Это не позволит определить требуемые параметры;

- несоответствие скорости исследуемой поверхности регистрируемой скорости взаимодействия с датчиком при неперпендикулярном его расположении относительно поверхности ударника. Это ужесточает требования к точности установки датчиков и ограничивает их область применения;

- требуемый для определения параметров движущейся поверхности постоянный и длительный контакт чувствительного элемента резистивного датчика с ударником. При перпендикулярном воздействии поверхности ударника на датчик, строго говоря, регистрируется не перемещение поверхности ударника, а перемещение зоны контакта чувствительного элемента и материала ударника. При повышении жесткости конструкции датчика (или применении относительно мягкого материала ударника) увеличится и погрешность измерения скорости взаимодействия вследствие проникания датчика в материал ударника с образованием каверны.

Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое устройство заключается в создании устройства, обеспечивающего получение информации о фактическом положения движущейся плоской поверхности в пространстве и ее скорости в направлении нормали к плоской поверхности.

Технический результат, получаемый при использовании устройства, состоит, во-первых, в определении величины угла между движущейся плоской поверхностью и плоскостью общей платформы установки электроконтактов, положение которой в пространстве известно, во-вторых, в определении скорости движущейся плоской поверхности ударника в направлении нормали к ней.

Технический результат достигается тем, что устройство для определения положения в пространстве и скорости движущейся плоской поверхности, содержащее группу установленных на общей платформе электрических контактных датчиков, чувствительные элементы которых установлены на заданном расстоянии от платформы и друг от друга с возможностью замыкания под воздействием движущейся плоской поверхности ответных контактов, установленных перпендикулярно общей платформе, в отличие от прототипа содержит, по крайней мере, две группы электрических контактных датчиков реакционного типа, установленных на общей платформе, чувствительные элементы в каждой группе датчиков установлены вдоль прямых, перекрещивающихся в параллельных плоскостях, ориентированных перпендикулярно движущейся плоской поверхности.

Использование, по крайней мере, двух групп электрических контактных датчиков реакционного типа, установленных на общей платформе, в которых в каждой труппе датчиков чувствительные элементы размещены вдоль прямых, перекрещивающихся в параллельных плоскостях, ориентированных перпендикулярно движущейся плоской поверхности, обеспечивает надежное и достоверное получение информации о фактическом положении плоской поверхности ударника в пространстве и его скорости в направлении нормали к плоской поверхности, в том числе и при изменении положения поверхности ударника в процессе разгона (например, при ее повороте в результате несимметричного воздействии продуктов детонации взрывчатого вещества) и движении ударника в какой-нибудь среде (например, воздухе).

Использование заявляемого устройства снижает требование к точности установки датчиков, поскольку достаточно до испытания зарегистрировать фактическое положение общей платформы устройства в пространстве, что расширяет область применения устройства.

Изобретение поясняется фиг. 1, на которой в двух проекциях схематично показан принцип расстановки чувствительных элементов электрических контактных датчиков реакционного типа устройства для определения положения в пространстве и скорости движущейся плоской поверхности.

Заявляемое устройство содержит: 11, 11n - чувствительные элементы первой группы электрических контактных датчиков реакционного типа; 12, 12n - чувствительные элементы второй группы электрических контактных датчиков реакционного типа; 2 - общая платформа размещения указанных датчиков (платформа устройства). Чувствительные элементы электрических контактных датчиков установлены на заданном расстоянии от платформы 2 и друг от друга.

На фиг. 1 обозначено: 3 - прямая, вдоль которой установлены чувствительные элементы первой группы датчиков; 4 - прямая, вдоль которой установлены чувствительные элементы второй группы датчиков; α1 - угол наклона к платформе 2 прямой 3; α2 - угол наклона к платформе 2 прямой 4; 5 - ориентированные перпендикулярно движущейся плоской поверхности и параллельные между собой плоскости, которым принадлежат прямые 3 и 4; 6 - горизонталь; 7- движущаяся плоская поверхность ударника (на фиг. 1 показано положение перед началом взаимодействия с чувствительными элементами электрических контактных датчиков реакционного типа); Vn - искомая скорость движения поверхности ударника 7 в направлении нормали к ней; ϕ - искомый угол между движущейся плоской поверхностью и горизонталью.

Каждый электрический контактный датчик реакционного типа может быть выполнен следующим образом: одним ответным контактом-электродом является токопроводящий штырь, изолированный от наружной оболочки, жестко соединенный с общей платформой 2, а другим контактом-чувствительным элементом является токопроводящий колпачок, размещенный относительно штыря с зазором, соединенный с токопроводящей наружной оболочкой, которая также как и штырь установлена перпендикулярно общей платформе устройства и жестко соединена с ней. При соударении с движущейся поверхностью ударника 7 чувствительный элемент (колпачок) деформируется на величину зазора, благодаря чему происходит замыкание контактов датчика и выдача электрического сигнала (см. п. РФ №2186334, №2219487, №2289784, №2399019).

Одним из необходимых начальных условий для использования результатов хронографической регистрации срабатывания датчиков устройства является наличие информации о положении его общей платформы в пространстве. Для пояснения примем, что положение плоскости платформы известно, например, относительно горизонтали. Определение угла между движущейся плоской поверхностью ударника и горизонталью производится путем сложения углов между движущейся плоской поверхностью ударника и общей платформой устройства и между указанной платформой и горизонталью.

Устройство работает следующим образом.

Движущаяся плоская поверхность ударника 7 взаимодействует с чувствительными элементами 1 электрических контактных датчиков реакционного типа, установленных вдоль прямых 3 и 4, перекрещивающихся в параллельных плоскостях, ориентированных перпендикулярно движущейся плоской поверхности. При замыкании каждым чувствительным элементом соответствующего ему ответного контакта происходит замыкание электрической цепи и регистрируется время момента замыкания контактов.

В дальнейшем, используя известное расстояние между чувствительными элементами в каждой группе датчиков (конструктивный параметр устройства) и зарегистрированные значения времени замыкания контактов, вычисляют скорости распространения замыкания контактов для каждой группы.

Из геометрических построений, при рассмотрении векторов скоростей распространения замыкания контактов в проекции, аналогичной представленной на фиг. 1, используя теорему косинусов, вычисляют искомые параметры ϕ и Vn.

Порядок вычислений следующий.

Первый шаг: определяют промежуточный параметр вычислений F:

где - скорость распространения замыкания контактов первой группы датчиков (11-11n) при взаимодействии с движущейся плоской поверхностью ударника 7;

- скорость распространения замыкания контактов второй группы датчиков (12-12n) при взаимодействии с движущейся плоской поверхностью ударника 7;

F - промежуточный параметр вычислений, характеризующий скорость распространения замыкания контактов обеих групп относительно друг друга в плоскости движущейся поверхности ударника 7.

Отсюда, используя ту же теорему косинусов, вторым шагом определяют величину угла β (является промежуточным параметром вычислений, не показан) между движущейся плоской поверхностью ударника 7 и платформой 2 устройства:

Фактическое положение в пространстве движущейся плоской поверхности ударника 7 определяют, вычисляя угол ее наклона относительно горизонтали. Для этого используется известный (зарегистрированный при установке до испытания) угол наклона платформы устройства к горизонтали γ.

ϕ=β+γ

И завершающим шагом определяют Vn - скорость движения ударника в направлении нормали к его плоской поверхности:

Vn=Vk1*sin(α1-β)=Vk2*sin(α2+β)

Достижение технического результата подтверждается данными экспериментальных исследований.

Таким образом, использование устройства обеспечивает получение информации о фактическом положении плоской поверхности ударника и его скорости.

Устройство для определения положения в пространстве и скорости движущейся плоской поверхности, содержащее группу установленных на общей платформе электрических контактных датчиков, чувствительные элементы которых установлены на заданном расстоянии от платформы и друг от друга с возможностью замыкания под воздействием движущейся плоской поверхности ответных контактов, установленных перпендикулярно общей платформе, отличающееся тем, что содержит по крайней мере две группы электрических контактных датчиков реакционного типа, установленных на общей платформе, чувствительные элементы в каждой группе датчиков установлены вдоль прямых, перекрещивающихся в параллельных плоскостях, ориентированных перпендикулярно движущейся плоской поверхности.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ В ПРОСТРАНСТВЕ И СКОРОСТИ ДВИЖУЩЕЙСЯ ПЛОСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ В ПРОСТРАНСТВЕ И СКОРОСТИ ДВИЖУЩЕЙСЯ ПЛОСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 391-400 of 796 items.
14.11.2018
№218.016.9d3a

Таблетка для изготовления тепловыделяющего элемента ядерного реактора на быстрых нейтронах

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к ядерному горючему и способам изготовления дисперсионных топливных таблеток тепловыделяющих элементов. Таблетка для изготовления тепловыделяющего элемента ядерного реактора на быстрых нейтронах содержит равномерно распределенные по объему...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672256
Дата охранного документа: 13.11.2018
17.11.2018
№218.016.9e35

Способ изготовления светопоглощающих элементов оптических систем на стальных подложках

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для изготовления светопоглощающих элементов оптических электронных приборов и оптических систем зеркал, телескопов космических аппаратов. Способ включает предварительную подготовку стальной подложки, обезжиривание и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672655
Дата охранного документа: 16.11.2018
17.11.2018
№218.016.9e55

Способ формирования спектров случайной вибрации

Данное изобретение имеет отношение к испытательной технике, а именно к способам формирования спектров случайной вибрации, и может быть использовано в машиностроении. Технический результат, заключающийся в сокращении времени на проведение испытаний крупногабаритных объектов в не менее чем двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672529
Дата охранного документа: 15.11.2018
17.11.2018
№218.016.9e6e

Устройство измерения частотной погрешности термоэлектрических преобразователей

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для частотной погрешности бесконтактных термоэлектрических преобразователей, применяемых для измерения высокочастотного тока, наведенного в цепях электрического задействования пиротехнических и взрывных устройств объекта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672533
Дата охранного документа: 15.11.2018
17.11.2018
№218.016.9e72

Оптическое устройство обнаружения объектов

Изобретение относится к области определения местоположения. Оптическое устройство обнаружения объектов содержит оптоэлектронный блок, источники света в составе передающей оптической системы с полем излучения, объектив с полем зрения, зеркало, размещенное перед передающей оптической системой и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672528
Дата охранного документа: 15.11.2018
21.11.2018
№218.016.9f03

Дифференциальный измерительный преобразователь

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к измерительным преобразователям с частотной формой выходных сигналов. Дифференциальный измерительный преобразователь содержит два генератора частотных сигналов с частотозадаюшими элементами, выходы которых соединены со входами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672793
Дата охранного документа: 19.11.2018
21.11.2018
№218.016.9f62

Способ определения коэффициентов трения скольжения и покоя

Изобретение относится к области механических испытаний материалов, в частности к определению коэффициента трения между образцами. Сущность: один из образцов, закрепляемый неподвижно, изготавливают с рабочей поверхностью, имеющей прямолинейную или вогнутую круговую форму. На некотором расстоянии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672809
Дата охранного документа: 19.11.2018
23.11.2018
№218.016.9fc7

Способ определения наличия подрыва взрывчатого вещества, содержащегося в объекте испытания, при его взаимодействии с преградой

Изобретение относится к области испытательной и измерительной техники, а именно к испытаниям и проверке боеприпасов. Заявляемый способ включает получение при помощи высокоскоростной видеокамеры серии изображений распространения воздушной ударной волны (ВУВ), созданной движением объекта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672922
Дата охранного документа: 21.11.2018
23.11.2018
№218.016.9fed

Шихта для получения горячим прессованием высокотемпературного композиционного антифрикционного материала на никелевой основе

Изобретение относится к получению горячим прессованием высокотемпературного композиционного антифрикционного материала на никелевой основе. Шихта содержит нанопорошки никеля (Ni) и молибдена (Мо), порошок дисульфида молибдена (MoS) и порошок меди (Cu). При этом частицы порошка дисульфида...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672975
Дата охранного документа: 21.11.2018
30.11.2018
№218.016.a25e

Устройство для защиты ядерного реактора по превышению мощности

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к области контроля функционирования и защиты ядерных установок. Устройство для зашиты ядерного реактора по превышению мощности содержит измеритель мощности, задатчик уставок предупредительных и аварийных сигналов, два блока сравнения сигнала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002673448
Дата охранного документа: 27.11.2018
Showing 11-11 of 11 items.
01.05.2020
№220.018.1a8d

Способ комбинированного бесконтактного регистрирования движения тела в сплошной среде

Изобретение относится к области экспериментального исследования высокоскоростного процесса движения тела в сплошной среде, в частности к области определения контактных сил и ускорений, возникающих при взаимодействии ударника с мишенью. Способ комбинированного бесконтактного регистрирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002720258
Дата охранного документа: 28.04.2020
+ добавить свой РИД