×
10.04.2014
216.012.b121

Результат интеллектуальной деятельности: ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ДИНАМОМЕТР

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002511060
Дата охранного документа
10.04.2014
Аннотация: Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройству многокомпонентных тензометрических динамометров с внутренним каналом, и может быть использовано в различных областях техники (например, в робототехнике, экспериментальной гидро- и аэродинамике). Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение потребительских качеств динамометра за счет обеспечения максимально возможного проходного сечения его внутреннего канала, используемого для размещения коммуникаций. Это достигается тем, что в динамометре, содержащем симметричные относительно продольной оси два жестких кольцевых основания, две взаимно перпендикулярные пары продольных упругих балок с поперечными подрезами на внутренних поверхностях, промежуточное основание в виде двух дополнительных жестких колец, которые соединены между собой посредством четырех продольных упругих пластин, крестообразно расположенных в поперечном сечении вдоль боковых граней упругих балок, и выполнены с лысками напротив соответствующих пар упругих балок, связанных с кольцами промежуточного основания со стороны, противоположной соединенному с соответствующей парой упругих балок кольцевому основанию, и тензопреобразователи, размещенные на гранях упругих балок и упругих пластин, жесткие кольца промежуточного основания размещены напротив поперечных подрезов противолежащих продольных упругих балок, а на поверхности лысок этих колец выполнены поперечные выступы с профилем поверхности по форме подрезов соответствующих продольных упругих балок, отделенные от поверхности указанных подрезов зазором, величина которого выполнена превышающей величину деформации продольных упругих балок и пластин при максимальной измеряемой нагрузке. 10 ил.
Основные результаты: Тензометрический динамометр, содержащий симметричные относительно продольной оси два жестких кольцевых основания, две взаимно перпендикулярные пары продольных упругих балок с поперечными подрезами на внутренних поверхностях, промежуточное основание в виде двух дополнительных жестких колец, которые соединены между собой посредством четырех продольных упругих пластин, крестообразно расположенных в поперечном сечении вдоль боковых граней балок, и выполнены с лысками напротив соответствующих пар балок, связанных с дополнительными кольцами со стороны, противоположной соединенному с соответствующей парой балок кольцевому основанию, и тензопреобразователи, размещенные на гранях балок и упругих пластин, отличающийся тем, что в нем жесткие кольца промежуточного основания размещены напротив поперечных подрезов противолежащих продольных упругих балок, а на поверхности лысок указанных колец промежуточного основания выполнены жесткие поперечные выступы с профилем поверхности по форме подрезов соответствующих продольных упругих балок, отделенные от поверхности указанных подрезов зазором, величина которого выполнена превышающей величину деформации продольных упругих балок и пластин при максимальной измеряемой нагрузке.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройству многокомпонентных тензометрических динамометров, и может быть использовано в различных областях техники (например, в робототехнике, экспериментальной гидро- и аэродинамике).

Известен тензометрический динамометр (см. авт. свид. СССР №1397756, кл. G01L 5/16, 1986 г.), содержащий два жестких опорных основания, последовательно соединенных через промежуточное основание двумя взаимно перпендикулярными парами параллельных между собой и симметричных относительно продольной оси упругих балок, и тензопреобразователи, размещенные на гранях промежуточного основания и напротив поперечных подрезов, выполненных на внутренней поверхности упругих балок, причем промежуточное основание размещено между обеими парами балок и соединено с ним со стороны, противоположной связанному с соответствующей парой опорному основанию.

Недостатками конструкции являются сложность монтажа измерительных схем с тензопреобразователями на гранях промежуточного основания и отсутствие внутреннего продольного канала, необходимого (например, при использовании в робототехнических системах) для размещения в его полости различных коммуникаций (кабелей, трубопроводов) и механизмов.

Известен тензометрический динамометр (см. авт. свид. СССР №1613886, кл. G01L 5/16, G01L 1/22, 1988 г.), содержащий симметричные относительно продольной оси два жестких кольцевых основания, две взаимно перпендикулярные пары продольных упругих балок с поперечными подрезами на внутренних поверхностях, промежуточное основание в виде двух дополнительных жестких колец, которые соединены между собой посредством четырех продольных упругих пластин, крестообразно расположенных в поперечном сечении вдоль боковых граней упругих балок, и выполнены с лысками напротив соответствующих пар балок, связанных с дополнительными кольцами со стороны, противоположной соединенному с соответствующей парой балок кольцевому основанию, и тензопреобразователи, размещенные на гранях балок и упругих пластин.

Динамометр обеспечивает измерение пяти компонент нагрузки, удобен для монтажа измерительных схем с тензопреобразователями и имеет внутренний продольный канал.

Рассмотренное последним техническое решение является наиболее близким аналогом к заявленному предложению и выбрано в качестве прототипа.

Недостатком конструкции этого динамометра при заданных внешних габаритных размерах является ограничение размера его внутреннего канала шириной дополнительных жестких колец промежуточного основания в месте расположения лысок, обеспечивающей необходимую жесткость и точность работы динамометра. Это снижает потребительские качества динамометра.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение потребительских качеств динамометра.

Технический результат, который обеспечивается изобретением, заключается в обеспечении максимально возможного проходного сечения внутреннего канала, используемого для размещения коммуникаций, при сохранении необходимой жесткости конструкции и внешних габаритных размеров динамометра.

Этот технический результат достигается тем, что в известном техническом решении, выбранном в качестве прототипа и содержащем симметричные относительно продольной оси два жестких кольцевых основания, две взаимно перпендикулярные пары продольных упругих балок с поперечными подрезами на внутренних поверхностях, промежуточное основание в виде двух дополнительных жестких колец, которые соединены между собой посредством четырех продольных упругих пластин, крестообразно расположенных в поперечном сечении вдоль боковых граней упругих балок, и выполнены с лысками напротив соответствующих пар балок, связанных с кольцами промежуточного основания со стороны, противоположной соединенному с соответствующей парой балок кольцевому основанию, и тензопреобразователи, размещенные на гранях балок и упругих пластин, жесткие кольца промежуточного основания размещены напротив поперечных подрезов противолежащих продольных упругих балок, а на поверхности лысок указанных колец промежуточного основания выполнены поперечные выступы с профилем поверхности по форме подрезов соответствующих продольных упругих балок, отделенные от поверхности указанных подрезов зазором, величина которого выполнена превышающей величину деформации продольных упругих балок и пластин при максимальной измеряемой нагрузке.

Сущность изобретения заключается в том, что выполнение дополнительных поперечных колец промежуточного основания с выступами, входящими в поперечные подрезы продольных упругих балок, обеспечивает возможность реализации замкнутой жесткой компоновки промежуточного основания и продольных упругих элементов динамометра при максимально возможном проходном сечении внутреннего канала в кольцах опорных и промежуточного оснований (отверстие внутреннего канала может быть выполнено почти до касания внутренней поверхности продольных упругих балок, при этом лыски колец промежуточного основания прорезаются отверстием канала и без поперечных выступов, расположенных в пространстве внутри поперечных подрезов противолежащих продольных упругих балок, кольца промежуточного основания распадаются на полукольца, нарушая целостность и жесткость конструкции). Это позволяет улучшить потребительские качества динамометра за счет расширения возможности размещения в полости его внутреннего канала различных коммуникаций и механизмов при сохранении необходимой жесткости конструкции без изменения ее габаритов. При этом работоспособность динамометра с таким большим каналом обеспечивается выполнением величины зазора между поверхностями подрезов упругих балок и выступов, превышающей величину деформации продольных упругих балок и упругих пластин при максимальной измеряемой нагрузке.

На фиг.1 показан общий вид предлагаемого динамометра; на фиг.2 - вид справа на фиг.1; на фиг.3 - вид сверху на фиг.1; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.2; на фиг.6-10 - электрические схемы соединения тензопреобразователей.

Динамометр содержит симметричные относительно продольной оси два жестких кольцевых основания 1 и 2, пару продольных, разнесенных в вертикальной плоскости упругих балок 3 с тензопреобразователями R1-R4 для измерения нормальной поперечной силы Y, пару продольных, разнесенных в горизонтальной плоскости упругих балок 4 с тензопреобразователями R5-R8 для измерения боковой поперечной силы Z и четыре продольные упругие пластины 5, крестообразно расположенные в поперечном сечении вдоль боковых граней упругих балок, с тензопреобразователями R17-R24 для измерения крутящего момента Мк. На внутренних поверхностях упругих балок 3 и 4 напротив тензопреобразователей R1-R4 и R5-R8 выполнены поперечные цилиндрические подрезы 6, служащие для повышения чувствительности и избирательности динамометра к поперечным силам. На боковых гранях упругих балок 3 размещены тензопреобразователи R9-R12 для измерения изгибающего момента в горизонтальной плоскости My, а на боковых гранях упругих балок 4 - тензопреобразователи R13-R16 для измерения изгибающего момента в вертикальной плоскости Mz. Тензопреобразователи R1-R4, R5-R8, R9-R12, R13-R16, R17-R24 соединены в мостовые измерительные схемы в соответствии с фиг.6-10. Концы продольных упругих пластин 5 соединены дополнительными жесткими поперечными кольцами 7 и 8, образуя структуру промежуточного основания динамометра типа «беличье колесо». Кольца 7 и 8 выполнены с лысками 9 и 10 для соответствующего размещения балок 3 и 4. Концы пары продольных упругих балок 3 соединены с жестким кольцевым основанием 1 и с дополнительным жестким поперечным кольцом 8, расположенным около основания 2, соответственно концы пары продольных упругих балок 4 соединены с жестким кольцевым основанием 2 и с дополнительным жестким поперечным кольцом 7, расположенным около основания 1.

Кольца 7 и 8 промежуточного основания размещены напротив поперечных подрезов 6 соответствующих противолежащих продольных упругих балок 3 и 4, а на поверхности лысок 9 и 10 указанных колец промежуточного основания выполнены поперечные жесткие выступы 11 с профилем поверхности по форме подрезов 6 соответствующих продольных упругих балок 3 и 4, отделенные от поверхности указанных подрезов зазором 12. Величина зазора выполнена превышающей величину деформации продольных упругих балок и пластин при максимальной измеряемой нагрузке.

Таким образом, корпус динамометра имеет осесимметричную трубчатую конструкцию с жесткими 1, 2, 7, 8, 11 и упругими 3, 4, 5 элементами, при этом диаметр внутреннего канала ограничен практически только расстоянием между парами балок 3 и 4 (фиг.3 и 4). Силовая схема динамометра представляет собой последовательное соединение кольцевого основания 1 с кольцевым основанием 2 через пару балок 3, промежуточное основание с жесткими 7, 8, 11 и упругими 5 элементами и пару балок 4, при этом упругие элементы соответственно ориентированы по отношению к компонентам измеряемой нагрузки. Размещение упругих пластин 5 в пространстве между парами упругих балок 3 и 4 обеспечивает компактность и жесткость конструкции динамометра и его хорошие метрологические качества.

Работа динамометра осуществляется следующим образом.

Внешняя нагрузка прикладывается к кольцевому основанию 2. Компоненты внешней нагрузки создают поперечное (Y и Z), изгибающее (My и Mz) и крутящее (Мк) нагружения динамометра. При этом поперечная сила Y вызывает плоскопараллельное смещение кольцевого основания 2 и дополнительных жестких колец 7 и 8 в вертикальной плоскости относительно кольцевого основания 1 (фиг.2). Это приводит к изгибу балок 3 и соответствующему сжатию-растяжению тензопреобразователей R1-R4, а в измерительной диагонали моста (фиг.6) появляется электрический сигнал, пропорциональный поперечной силе Y. Подрезы 6 обеспечивают независимость показаний этого компонента динамометра от точки приложения силы.

Аналогично поперечная сила Z вызывает плоскопараллельное смещение кольцевого основания 2 и дополнительных жестких колец 7 и 8 в горизонтальной плоскости относительно кольцевого основания 1 (фиг.3), изгиб упругих балок 4, соответствующее сжатие-растяжение тензопреобразователей R5-R8 и появление электрического сигнала в измерительной диагонали моста (фиг.7), пропорционального поперечной силе Z.

Изгибающий момент My, действующий в горизонтальной плоскости, вызывает изгиб упругих балок 3, соответствующее сжатие-растяжение тензопреобразователей R9-R12 и появление электрического сигнала в измерительной диагонали моста (фиг.8), пропорционального величине изгибающего момента My.

Аналогично изгибающий момент Mz, действующий в вертикальной плоскости, вызывает изгиб упругих балок 4, соответствующее сжатие-растяжение тензопреобразователей R13-R16 и появление электрического сигнала в измерительной диагонали моста (фиг.9), пропорционального величине изгибающего момента Mz.

Крутящий момент Мк вызывает плоскопараллельный поворот дополнительных жестких поперечных колец 7 и 8 одно относительно другого, косой изгиб упругих пластин 5, соответствующее сжатие-растяжение тензопреобразователей R17-R24 и появление электрического сигнала в измерительной диагонали моста (фиг.10), пропорционального величине крутящего момента Мк. Симметрия конструкции обеспечивает слабую зависимость показаний этого компонента динамометра от действия изгибающих моментов и поперечных сил.

Тензометрический динамометр, содержащий симметричные относительно продольной оси два жестких кольцевых основания, две взаимно перпендикулярные пары продольных упругих балок с поперечными подрезами на внутренних поверхностях, промежуточное основание в виде двух дополнительных жестких колец, которые соединены между собой посредством четырех продольных упругих пластин, крестообразно расположенных в поперечном сечении вдоль боковых граней балок, и выполнены с лысками напротив соответствующих пар балок, связанных с дополнительными кольцами со стороны, противоположной соединенному с соответствующей парой балок кольцевому основанию, и тензопреобразователи, размещенные на гранях балок и упругих пластин, отличающийся тем, что в нем жесткие кольца промежуточного основания размещены напротив поперечных подрезов противолежащих продольных упругих балок, а на поверхности лысок указанных колец промежуточного основания выполнены жесткие поперечные выступы с профилем поверхности по форме подрезов соответствующих продольных упругих балок, отделенные от поверхности указанных подрезов зазором, величина которого выполнена превышающей величину деформации продольных упругих балок и пластин при максимальной измеряемой нагрузке.
ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ДИНАМОМЕТР
ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ДИНАМОМЕТР
ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ДИНАМОМЕТР
ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ДИНАМОМЕТР
ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ДИНАМОМЕТР
ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ДИНАМОМЕТР
ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ДИНАМОМЕТР
ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ДИНАМОМЕТР
ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ДИНАМОМЕТР
ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ДИНАМОМЕТР
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 72.
10.03.2013
№216.012.2edb

Способ повышения надежности изделий (варианты)

Изобретение относится к области машиностроения, к авиационно-космической технике и может быть использовано при создании различного класса изделий. Техническим результатом является упрощение решений по повышению надежности изделий. Способ включает определение зависимости интенсивности отказов δ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477526
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.04.2013
№216.012.365d

Способ сохранения герметичности космического аппарата при столкновении с высокоскоростными телами и устройство для его реализации (варианты)

Изобретения относятся к области ракетно-космической техники и могут быть использованы для обеспечения безопасности и надежности космических аппаратов при воздействии на них высокоскоростных тел естественного или искусственного происхождения. Корпус космического аппарата (КА) состоит из не менее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479470
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.04.2013
№216.012.39e7

Способ размещения космического аппарата на геостационарной орбите и устройство для его реализации

Группа изобретений относится к способу размещения космического аппарата на геостационарной орбите в неэкваториальной плоскости и к устройству для его реализации. Способ заключается в том, что космический аппарат выводят в точку околоземного пространства с заданными географической широтой и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480384
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.04.2013
№216.012.3ba8

Способ повышения отказоустойчивости изделий (варианты)

Способ повышения отказоустойчивости изделия и его составных частей (СЧ) заключается в определении интенсивности отказов, вероятности работоспособного состояния изделия и его ресурса, устранении неисправностей, выборе и применении конструктивных, схемных решений изделия и его составных частей....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480833
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.08.2013
№216.012.63e5

Способ изменения траектории движения опасного космического тела (варианты)

Изобретения относятся к области обеспечения безопасности Земли от столкновения с опасным космическим телом (ОКТ). Способ заключается в том, что после обнаружения и определения характеристик ОКТ выводят на траекторию встречи с ним космический аппарат (КА)-носитель. КА-носитель содержит блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491210
Дата охранного документа: 27.08.2013
20.09.2013
№216.012.6b10

Способ управления спуском космического аппарата в атмосфере планет

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при спуске космического аппарата (КА) в атмосфере планет. В процессе спуска КА измеряют температуру (Т), скорость (первая производная Т') и ускорение (вторая производная Т") изменения Т нагрева КА в критической области. Если...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493059
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.09.2013
№216.012.6c68

Способ подготовки внутренней поверхности корпуса ракетного двигателя перед заливкой смесевого топлива

Предлагаемый способ относится к ракетной технике и предназначен для подготовки внутренней поверхности корпуса твердотопливного ракетного двигателя перед заливкой в корпус смесевого топлива. При подготовке внутренней поверхности корпуса перед заливкой смесевого топлива наносят на внутреннюю...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493403
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.12.2013
№216.012.8e58

Способ динамического контроля тупиковых ситуаций инфокоммуникационной системы и устройство для его осуществления

Изобретения относятся к области динамического контроля тупиковых ситуаций и могут быть использованы в системах автоматики, связи и вычислительной техники (инфокоммуникации), преимущественно в ракетно-космической технике, в космическом и наземном секторах управления. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502123
Дата охранного документа: 20.12.2013
10.02.2014
№216.012.9e33

Способ обеспечения управления полетами космических аппаратов

Изобретение касается обеспечения управления полетами автоматических и пилотируемых космических аппаратов (КА). Оно может быть использовано при создании и развертывании центров управления полетами существующих и перспективных КА. Способ заключается в планировании и инициировании программных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506207
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.03.2014
№216.012.aa6f

Способ контроля тупиковых ситуаций инфокоммуникационной системы и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области контроля тупиковых ситуаций в системах автоматики, связи и вычислительной техники (инфокоммуникации), преимущественно в ракетно-космической технике, в космическом и наземном сегментах управления. Технический результат изобретения заключается в повышении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509346
Дата охранного документа: 10.03.2014
Показаны записи 1-10 из 60.
10.03.2013
№216.012.2edb

Способ повышения надежности изделий (варианты)

Изобретение относится к области машиностроения, к авиационно-космической технике и может быть использовано при создании различного класса изделий. Техническим результатом является упрощение решений по повышению надежности изделий. Способ включает определение зависимости интенсивности отказов δ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477526
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.04.2013
№216.012.365d

Способ сохранения герметичности космического аппарата при столкновении с высокоскоростными телами и устройство для его реализации (варианты)

Изобретения относятся к области ракетно-космической техники и могут быть использованы для обеспечения безопасности и надежности космических аппаратов при воздействии на них высокоскоростных тел естественного или искусственного происхождения. Корпус космического аппарата (КА) состоит из не менее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479470
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.04.2013
№216.012.39e7

Способ размещения космического аппарата на геостационарной орбите и устройство для его реализации

Группа изобретений относится к способу размещения космического аппарата на геостационарной орбите в неэкваториальной плоскости и к устройству для его реализации. Способ заключается в том, что космический аппарат выводят в точку околоземного пространства с заданными географической широтой и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480384
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.04.2013
№216.012.3ba8

Способ повышения отказоустойчивости изделий (варианты)

Способ повышения отказоустойчивости изделия и его составных частей (СЧ) заключается в определении интенсивности отказов, вероятности работоспособного состояния изделия и его ресурса, устранении неисправностей, выборе и применении конструктивных, схемных решений изделия и его составных частей....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480833
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.08.2013
№216.012.63e5

Способ изменения траектории движения опасного космического тела (варианты)

Изобретения относятся к области обеспечения безопасности Земли от столкновения с опасным космическим телом (ОКТ). Способ заключается в том, что после обнаружения и определения характеристик ОКТ выводят на траекторию встречи с ним космический аппарат (КА)-носитель. КА-носитель содержит блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491210
Дата охранного документа: 27.08.2013
20.09.2013
№216.012.6b10

Способ управления спуском космического аппарата в атмосфере планет

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при спуске космического аппарата (КА) в атмосфере планет. В процессе спуска КА измеряют температуру (Т), скорость (первая производная Т') и ускорение (вторая производная Т") изменения Т нагрева КА в критической области. Если...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493059
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.09.2013
№216.012.6c68

Способ подготовки внутренней поверхности корпуса ракетного двигателя перед заливкой смесевого топлива

Предлагаемый способ относится к ракетной технике и предназначен для подготовки внутренней поверхности корпуса твердотопливного ракетного двигателя перед заливкой в корпус смесевого топлива. При подготовке внутренней поверхности корпуса перед заливкой смесевого топлива наносят на внутреннюю...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493403
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.12.2013
№216.012.8e58

Способ динамического контроля тупиковых ситуаций инфокоммуникационной системы и устройство для его осуществления

Изобретения относятся к области динамического контроля тупиковых ситуаций и могут быть использованы в системах автоматики, связи и вычислительной техники (инфокоммуникации), преимущественно в ракетно-космической технике, в космическом и наземном секторах управления. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502123
Дата охранного документа: 20.12.2013
10.02.2014
№216.012.9e33

Способ обеспечения управления полетами космических аппаратов

Изобретение касается обеспечения управления полетами автоматических и пилотируемых космических аппаратов (КА). Оно может быть использовано при создании и развертывании центров управления полетами существующих и перспективных КА. Способ заключается в планировании и инициировании программных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506207
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.03.2014
№216.012.aa6f

Способ контроля тупиковых ситуаций инфокоммуникационной системы и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области контроля тупиковых ситуаций в системах автоматики, связи и вычислительной техники (инфокоммуникации), преимущественно в ракетно-космической технике, в космическом и наземном сегментах управления. Технический результат изобретения заключается в повышении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509346
Дата охранного документа: 10.03.2014
+ добавить свой РИД