Испытательный стенд
Владельцы патента RU 2488777:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры" (ФГУП "ЦЭНКИ") (RU)
Изобретение относится к приборостроению и, в частности, к стендовой испытательной аппаратуре, предназначенной для пространственной ориентации объектов контроля, чувствительных к угловым перемещениям. Рабочая камера стенда, в которой размещается промежуточное приспособление с установленным в ней испытуемым прибором (приборами), конструктивно обеспечена большой жесткостью как вокруг оси своего вращения, так и вокруг поперечной оси, т.е. горизонтальной оси, перпендикулярной к оси вращения рабочей камеры. Эти свойства рабочая камера будет иметь, если ее выполнить в виде цилиндрического барабана, ось симметрии которого совпадает с осью его вращения, с одновременным выполнением ряда требований, диктуемых назначением испытательного стенда. Для обеспечения всех требований рабочая камера выполнена сборной, состоящей из полого короба с жесткой перемычкой внутри его полости, установленной перпендикулярно оси вращения короба, и крышек в виде полых цилиндрических сегментов с перпендикулярными оси вращения рамы перегородками, которые вместе с перемычкой рамы образуют две полости рабочей камеры, одна из которых снабжена по внутренней своей поверхности термоизоляцией, а вторая - радиальными отверстиями, выполненными в теле рамы и крышек, в которой размещен зеркальный измерительный инструмент, состоящий из многогранной углоизмерительной призмы, ориентированной своей торцевой плоскостью перпендикулярно оси вращения рабочей камеры и оптически взаимодействующей своими гранями с первым автоколлиматором, и контрольного зеркала, рабочая плоскость которого ориентирована перпендикулярно оси вращения рабочей камеры и оптически взаимодействует со вторым автоколлиматором, при этом многогранная призма и контрольное зеркало жестко скреплены с промежуточным приспособлением. Технический результат - повышение стабильности задания и сохранности угловых положений объекта ориентации. 3 ил.
Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для разворота и позиционирования испытуемого прибора в пространстве относительно плоскости горизонта и меридиана.
Целью настоящего изобретения является повышение стабильности задания и сохранности выставленных угловых положений объекта ориентации, независящих от величин разворота относительно осей ориентации, и возможность контроля сохранности объектом ориентации заданного пространственного положения. Объектом ориентации может являться гироскопический прибор или любой другой прибор, чувствительный к изменению своего положения в пространстве.
Известен поворотный стенд (авторское свидетельство СССР №1760327 A1 кл. G01C 25/00 1992 г.), содержащий автоколлиматор и поворотную плиту с установленным на ней зеркальным элементом. Недостатком данного устройства является низкая стабильность задаваемых угловых положений, не исключающая возможности изменения угловых положений плоскости установки испытуемого прибора под действием случайных возмущений.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, чтобы на базе платформы стенда сделать рабочую камеру испытательного стенда, в которой размещается промежуточное приспособление с установленным в нем испытуемым прибором, позволяющую обеспечить стабильное положение испытуемого прибора относительно поперечной оси, т.е. горизонтальной оси, перпендикулярной к оси вращения рабочей камеры. Такое свойство будет иметь рабочая камера, если ее выполнить в виде цилиндрического барабана, ось симметрии которого совпадает с осью его вращения, и одновременно обеспечить ряд специальных требований, определяемых назначением испытательного стенда. К этим требованиям относятся возможность и удобство установки объектов ориентации внутри рабочей камеры, не создающих дополнительных моментов тяжения; стабильность температуры внутри рабочей камеры за счет ее термоизоляции; повышения жесткости корпуса самой рабочей камеры с одновременным контролем ее стабильного углового положения не только в заданном положении, но и относительно поперечной горизонтальной оси. Это диктует необходимость дополнительно ввести в состав испытательного стенда второй автоколлиматор и контрольное зеркало, которые смогут обеспечить контроль изменения углового положения рабочей камеры относительно поперечной оси, при задании рабочей камере углового положения вокруг продольной оси ее вращения.
Для выполнения перечисленных требований известный испытательный стенд снабжают контрольным зеркалом, промежуточным приспособлением с местом (местами) установки объекта (объектов) ориентации и вторым автоколлиматором, при этом его рабочую камеру выполняют сборной, состоящей из полого прямоугольного короба с жесткой перемычкой внутри его полости, установленной перпендикулярно оси вращения короба. Раму с рабочей камерой снабжают полыми цапфами по оси ее вращения, двумя жесткими крышками в виде полых цилиндрических сегментов с перпендикулярными оси вращения рамы поперечными перегородками, которые, будучи установлены на свои места крепления, вместе образуют две полости рабочей камеры, первая из которых снабжена на внутренней своей поверхности термоизоляцией, а вторая - радиальными отверстиями, выполненными в теле рабочей камеры с крышками и в которой, перпендикулярно оси вращения рабочей камеры, размещен зеркальный измерительный инструмент, состоящий из многогранной углоизмерительной призмы, ориентированной своей торцевой плоскостью перпендикулярно оси вращения рабочей камеры и оптически взаимодействующей своими рабочими гранями с первым автоколлиматором, через совмещенные отверстия в теле рабочей камеры и с радиальным отверстием в теле рамы, и контрольного зеркала, рабочая плоскость которого ориентирована перпендикулярно оси вращения рабочей камеры и оптически взаимодействует со вторым автоколлиматором, при этом многогранная углоизмерительная призма и контрольное зеркало жестко скреплены с промежуточным приспособлением.
На чертеже фиг.1 представлен чертеж общего вида испытательного стенда.
На чертеже фиг.2 представлен чертеж рабочей камеры, предназначенной для установки одного испытуемого прибора.
На чертеже фиг.3 представлен чертеж варианта конструкции рабочей камеры, предназначенной для установки двух приборов одновременно. Этот вариант конструкции можно использовать и при испытаниях одного прибора, при этом на другое место установки прибора необходимо закрепить весовой эквивалент.
На плите 1 (фиг.1), установленной на фундаменте (на чертеже не показан), размещено на пружинных шарнирах 2 (амортизаторах) основание (корпус) испытательного стенда 3, в котором установлена поворотная рама 4 с приводом 5, для разворота поворотной рамы 4 в заданные углы. В поворотной раме 4 установлена с возможностью вращения в опорах скольжения 6 и 7 рабочая камера 8 с полыми цапфами 9 и 10. Цапфа 9 с крестовой муфтой 11 соединена с приводом 12, разворота рабочей камеры 8, а цапфа 10 через зубчатые колеса соединена с датчиком угла разворота поворотной рамы 13. Внутри цапфы 10 проложен жгут электрического монтажа (на чертеже не показан). На плите 1 установлены и закреплены автоколлиматоры 14 и 15.
Рабочая камера 8 (фиг.2 и фиг.3) состоит из прямоугольного полого короба 16, снабженного перемычкой 17, и двух полых цилиндрических сегментов 18 и 19 с поперечными перегородками 20 и 21, выполняющих роль крышек для прямоугольного полого короба 16. Крышки 18 и 19 по всему периметру и по линии перегородок 20 и 21 привинчены к соответствующим контактным поверхностям короба 16 по контуру и к перемычке 17 того же короба. Таким образом, образованы две полости 22 и 23 рабочей камеры.
В первой полости 22 расположено промежуточное приспособление 24, в котором устанавливают и закрепляют испытуемый прибор 25 (фиг.2 и 3). Промежуточное приспособление 24 имеет бобышки 26 и 27, опирающиеся на гнездо 28 перемычки 17 полого короба 16 и гнездо 29 цапфы 10 соответственно и закрепленными на них прижимами 30 и 31. На бобышке 26 установлена многогранная углоизмерительная призма 32, размещенная во второй полости 23 рабочей камеры 8. Во внешней цилиндрической поверхности второй полости 23 рабочей камеры 8 имеются радиальные отверстия 33, число которых и их взаимное расположение соответствует числу и взаимному расположению граней многогранной призмы 32, а размеры отверстий позволяют обеспечить оптическую связь граней многогранной призмы 32 с автоколлиматором 14, через отверстие (паз) 34 в теле поворотной рамы 4.
Внутренняя поверхность первой полости 22 покрыта теплоизоляцией 35, которая нанесена как на перемычку 17, так и на внутреннюю поверхность цилиндрических сегментов 18 и 19 крышек рабочей камеры 8.
На торце бобышки 26 (фиг.2) промежуточного приспособления 24 или в его геле (фиг.3) размещена зеркальная пластина 36 контрольного зеркала, к которому обеспечивает доступ световых лучей отверстие 37 в полой цапфе 9 (фиг.2) и дополнительно световой канал 38 в полой бобышке 26 промежуточного приспособления 24 (фиг.3).
Регулировка положения зеркальной пластины 36 контрольного зеркала производится с помощью регулировочных винтов 39 со сферическими концами, контактирующими с поверхностью зеркальной пластины 36 контрольного зеркала, при этом пружиной 40 производится поджатие зеркальной пластины 36 контрольного зеркала к регулировочным винтам 39.
Автоколлиматор 15 (фиг.1) ориентирован на поверхность зеркальной пластины 36 через канал 41 как показано на фиг.1 и каналом 37 (фиг.2) или каналами 37 и 38 (фиг.3). Оптическая связь автоколлиматора 14 с многогранной углоизмерительной призмой 32 обеспечивается и поддерживается радиальными отверстиями 33 второй полости 23 рабочей камеры 8 и отверстием 34 в теле поворотной рамы 4 (фиг.1, 2 и 3).
Описанное устройство работает следующим образом.
При изменении положения рабочей камеры для размещения объекта ориентации с установленным в ней испытуемым прибором (приборами) момент сопротивления при изгибе сечений рабочей камеры остается практически неизменными. Деформации рабочей камеры (прогиб) под действием силы тяжести остаются также практически неизменными. Следовательно, и угловые перемещения испытуемого прибора относительно поперечной оси (горизонтальной оси, перпендикулярной оси вращения рабочей камеры) если и будут, то могут быть измерены.
Перед испытанием приборов (перед их установкой в полость 22 рабочей камеры К испытательного стенда) производят согласования положения зеркальной пластины 36 контрольного зеркала с автоколлиматором 15 вращением регулировочных винтов 39. Изменение положения контрольного зеркала вокруг поперечной оси является мерой отклонения положения испытуемых приборов 25 при вращении рабочей камеры 8 вокруг оси Х-Х (продольной оси вращения рабочей камеры). Эти изменения измеряются после каждого изменения положения рабочей камеры, т.е. при каждой ориентации, устанавливаемой по автоколлиматору 14, и учитываются при определении параметров испытуемых приборов по автоколлиматору 15.
Источники информации
1. Великобритания, патент 957163, кл. G01C 25/00 с приоритетом от 08.09.89 г.
2. Авторское свидетельство СССР №1760327 кл. G01C 25/00, 1992 г. - прототип.
Испытательный стенд, содержащий раму с рабочей камерой для размещения объекта ориентации, установленную в опорах скольжения с возможностью полноповоротного вращения вокруг своих соосных друг с другом осей, привод вращения рамы и зеркальный элемент, оптически взаимодействующий с электрическим автоколлиматором, установленным перпендикулярно к оси вращения многогранной зеркальной призмы, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности задания и сохранности угловых положений объекта ориентации, не зависящих от величин углов разворота относительно осей ориентации и возможности контроля сохранности объектом ориентации заданного пространственного положения, он снабжен контрольным зеркалом, промежуточным приспособлением с местом установки объекта ориентации и вторым автоколлиматором, при этом его рабочая камера выполнена сборной, в виде полого прямоугольного короба с жесткой перемычкой внутри его полости, установленной перпендикулярно оси вращения короба, двумя полыми цапфами, установленными по оси вращения рамы, двумя жесткими крышками в виде полых цилиндрических сегментов с перпендикулярными оси вращения рамы поперечными перегородками, которые вместе с перемычкой рамы образуют две полости рабочей камеры, первая из которых снабжена на внутренней своей поверхности термоизоляцией, а вторая - радиальными отверстиями, выполненными в теле рамы и рабочей камеры с крышками и совмещенными с полостью, перпендикулярной оси вращения рабочей камеры, при этом зеркальный измерительный инструмент жестко скреплен с промежуточным приспособлением, установлен во второй внутренней полости рабочей камеры и выполнен в виде многогранной углоизмерительной призмы, ориентированной своей торцевой плоскостью перпендикулярно оси вращения рамы, и контрольного зеркала, взаимодействующего со вторым автоколлиматором, при этом рабочие грани многогранной углоизмерительной призмы совмещены с отверстиями в теле рабочей камеры, отверстием в теле рамы и с оптической осью первого автоколлиматора, а рабочая плоскость контрольного зеркала зеркального измерительного инструмента выставлена перпендикулярно оси вращения рамы.
