установка для испытаний гироскопических приборов

Формула изобретения

1. Установка для испытаний гироскопических приборов, содержащая поворотный блок, включающий испытательную платформу, установленную с возможностью совершения вращательного движения и качания относительно неподвижного корпуса, пульт управления, блок управления, преобразующий сигналы пульта управления для поворотного блока, отличающаяся тем, что поворотный блок содержит два серводвигателя задания качания испытательной платформы, закрепленные на неподвижном корпусе, две шаровинтовые передачи, кинематически связанные при помощи карданной передачи с осью вращения испытательной платформы, две соединительные муфты, обеспечивающие передачу крутящего момента от серводвигателей к шаровинтовым передачам, и мотор-редуктор, отвечающий за вращение испытательной платформы.

2. Установка для испытаний гироскопических приборов по п.1, отличающаяся тем, что серводвигатели закреплены на неподвижном корпусе при помощи карданов.

3. Установка для испытаний гироскопических приборов по п.1, отличающаяся тем, что ось вращения испытательной платформы закреплена в карданном подвесе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к устройствам для проверки и испытания гироскопических приборов.

Известна установка для проверки и испытания гироскопических приборов УПГ-56, обеспечивающая вращение гироскопических приборов в вертикальной и горизонтальной плоскостях со скоростями 0,012-450°/с (см. приложение 1, http://aireo.ucoz.ru/publ/2-1-0-13).

Основным недостатком этой установки является невозможность задания сложных движений и придание вращательного движения гироприборам только в определенных плоскостях.

Известны испытательные платформы с тремя осями вращения, например Inertial Guidance Test and Calibration System серии BD357 производства Acutronic USA Inc. Они представляют собой две рамы, способные вращаться относительно друг друга и одной из перпендикулярных осей. Испытательная платформа закрепляется на внутренней раме и имеет третью вращательную степень свободы. Вращение осуществляется при помощи серводвигателей, что обеспечивает высокую точность задания положения испытательной платформы. Основным недостатком данной конструкции является ее громоздкость: при диаметре испытательной платформы 700 мм высота стенда превышает 3 м, а ширина - 2,5 м (см. http://www.ideal-aerosmith.com/).

Наиболее близкой, выбранной в качестве прототипа является установка для проверки и испытания гироскопических приборов УПГ-48 (см. Приложение 2. Техническое описание и инструкция по эксплуатации). Данная установка объединила в себе функции трех установок, т.е. испытываемому прибору могут придаваться вращение в горизонтальной плоскости в обе стороны на неограниченный угол с плавно меняющимися угловыми скоростями вращения; циклические колебания вокруг трех взаимно перпендикулярных осей; комбинированное вращение в горизонтальной плоскости совместно с циклическими колебаниями; продольные и поперечные крены; вращение в вертикальной плоскости в обе стороны на неограниченный угол с плавно меняющимися угловыми скоростями. Основными частями установки УПГ-48, обеспечивающими рабочее движение при испытаниях гироприборов, являются:

1. Бесступенчатый редуктор - фрикционно-шестеренчатая дифференциальная передача, плавно изменяющая число оборотов платформы установки, в то время как число оборотов приводного электродвигателя сохраняется неизменным.

2. Шаровой шарнир с кривошипом, допускающие как вращение платформы вокруг вертикальной оси, так и ее наклоны относительно горизонта и циклические колебания в азимуте.

3. Нижняя подшипниковая стойка с устройством, обеспечивающим и задающим наклоны платформы.

4. Автомат управления направлением вращения электродвигателя установки, производящей необходимые переключения в электрической цепи электродвигателя для периодических изменений направления покачиваний платформы и ее азимутальных колебаний.

Недостатком данной установки являются низкие значения скорости вращения платформы (до 18 градусов в секунду), скорости качания (24 градуса в секунду) и углов наклона (10 градусов), низкие точности задания положений испытательной платформы (0,5 градуса), скоростей ее движения (до 12%), невозможность независимых колебаний по 2-м горизонтальным осям одновременно, высокий износ за счет перегрузки отдельных частей трансмиссии, высокий уровень шума при работе, большие габариты установки и неудобство в обслуживании.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей по проверке гироскопических приборов, повышение точности измерений и удобства обслуживания, а также снижение габаритов.

Поставленная цель достигается за счет того, что известная установка для испытаний гироскопических приборов, содержащая испытательную платформу, установленную с возможностью совершения вращательного движения и качания относительно неподвижного корпуса, выполнена состоящей из пульта управления, блока управления и поворотного блока, снабженного двумя серводвигателями и двумя шаро-винтовыми передачами, кинематически связанными с осью вращения испытательной платформы, причем ось вращения снабжена мотор-редуктором. А также за счет того, что установка содержит соединительные муфты, обеспечивающие передачу крутящего момента от серводвигателей к шаро-винтовым передачам, серводвигатели закреплены на неподвижном корпусе при помощи карданов, шаро-винтовые передачи связаны с осью вращения испытательной платформы посредством карданной передачи и ось вращения испытательной платформы закреплена в карданном подвесе.

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого решения, выражается в том, что заявленная совокупность признаков обеспечивает возможность задания произвольного закона изменения положения вращающейся платформы как по углу ее собственного поворота, так и по положению относительно горизонтальной плоскости, чем обеспечивается достижение поставленной цели - расширение функциональных возможностей по проверке гироскопических приборов и снижение временных затрат при контроле их технического состояния. Кроме того, заявленная конструкция позволяет увеличить точность задания положения испытательной платформы до нескольких сотых долей градуса, скоростей - до 10^-5 градуса в секунду. Значение скорости вращения платформы достигло 440 градусов в секунду, скорости качания - 80 градусов в секунду. Применение перекрещенных шаро-винтовых передач позволило создать относительно малогабаритную установку (418 мм × 460 мм × 535 мм при диаметре испытательной платформы 320 мм) с углами наклона 20 градусов.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное решение характеризуется новой совокупностью признаков, а именно оно содержит два серводвигателя задания качания испытательной платформы, закрепленные при помощи карданов на неподвижном корпусе, две соединительные муфты, обеспечивающие передачу крутящего момента от двигателей к шаро-винтовым передачам, две шаро-винтовые передачи, кинематически связанные при помощи карданной передачи с осью вращения испытательной платформы, мотор-редуктор, отвечающий за вращение испытательной платформы и системы контроля положения платформы. Заявленная совокупность признаков не известна заявителю из доступных источников информации, что позволяет сделать вывод о том, что заявленное изобретение соответствует критерию «новизна».

Заявленное решение проиллюстрировано чертежами.

Фиг.1 - функциональная схема установки

Фиг.2 - кинематическая схема блока поворотного

Установка состоит из трех блоков: пульт управления, блок управления и блок поворотный.

На фиг.1 представлена функциональная схема установки. Управление установкой осуществляется с помощью пульта управления: на нем задаются и отображаются параметры и состояние установки. Пульт управления взаимодействует с блоком управления. Блок управления преобразует сигналы пульта управления для блока поворотного, так же блок управления обеспечивает электропитание установки. Блок поворотный обеспечивает позиционирование проверяемого прибора.

На фиг.2 представлена кинематическая схема поворотного блока, который состоит из следующих конструктивных элементов: два серводвигателя 2 задания качания испытательной платформы 9, закрепленные при помощи карданов на неподвижном корпусе 1; две соединительные муфты 3, обеспечивающие передачу крутящего момента от серводвигателей 2 к шаро-винтовым передачам, содержащим гайки 4 и винты 5, кинематически связанным при помощи карданной передачи с осью вращения 6 испытательной платформы 9. Ось вращения 6 закреплена в карданном подвесе 7 и снабжена мотор-редуктором 8, обеспечивающим вращение испытательной платформы 9.

Положение испытательной платформы 9 определяется двумя серводвигателями 2 и мотор-редуктором 8. Вращение от серводвигателей 2 передается через соединительные муфты 3 на винты 5. Вращение винтов 5 вызывает перемещение гаек 4 шаро-винтовых передач в осевом направлении, кинематически связанных с осью вращения 6 испытательной платформы 9. Вращение испытательной платформы 9 осуществляется мотор-редуктором 8. В зависимости от количества работающих двигателей установка может работать в нескольких режимах: режим качания испытательной платформы, режим вращения испытательной платформы и комбинированное движение. В режиме качания работают только два серводвигателя 2, мотор-редуктор 8 отключен. В режиме вращения испытательной платформы наоборот работает только мотор-редуктор 8, а серводвигатели 2 отключены, при этом угол наклона платформы может быть отличен от нуля, что определяется положением гаек 4. В режиме комбинированного движения работают все три двигателя.

Установка предназначена для проверки и испытаний гироскопических приборов и обеспечивает их продольные и поперечные углы наклона, вращение и качание. Установка может использоваться как автономно с пультом управления, так и в составе контрольно-проверочного комплекса.

Заявленное решение обеспечивает значительное повышение быстродействия контроля, сокращение эксплуатационных и временных затрат и повышение надежности работы устройства для испытаний гироскопических приборов.