Каретка для измерения искривлений жестких проводников

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

G 01 С 7/06

Гасударстееииый комитет (53) УДК 532.29 (088.8) Опубликовано 15.10.80. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 25.10.80 по делам иэобретеиий и открытий

И. Н. Чепко, Н. Г. Гаркуша, В. К. Куриленко и Б. А. Кузнецов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Институт горной механики и технической кибернетики им. М. М. Федорова (54) КАРЕТКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИСКРИВЛЕНИЙ

ЖЕСТКИХ ПРОВОДНИКОВ

Изобретение относится к области техники автоматического измерения искривлений жестких проводников в вертикальных шахтных стволах, касается, в частности, основного элемента подобных устройств — каретки (тележки) и может быть использовано в приборах дискретного действия.

Известно устройство для автоматического нивелирования и записи профиля, рельсовых путей, в котором маятниковые датчики зенитных углов размещены на каретке, имеющей мерное колесо, катящееся по рельсовому проводнику (1). Одним из недостатков конструкции является то, что из-за неточности изготовления несущих колес, а также расположения подвеса маятника на некотором расстоянии от ее оси появляется ошибка измерения зенитных углов и, следовательно, величин относительных отклонений проводников на ярусах армирования, соизмеримая с точностью самого прибора.

Известна тележка для регистрации параметров автомобильных дорог, у которой длина базы (расстояние между точками опоры рамы на шарниры тандемов) равна утроенной длине волны неровности дорожного покрытия, а расстояние между осями колес равно половине длины волны (2).

Этим обеспечивается точное воспроизведение геометрии автомобильной дороги без восприятия колебаний от неровностей на ней.

Однако такая конструкция не решает вопроса ликвидации колебаний оси фермы тележки с расположенными на ней датчиками при наличии эксцентриситетов несущих колес, и, следовательно, принцип устройства ее не может быть использован в приборах измерения искривлений проводников, где требуется строгая параллельность продольной оси тележки каждому участку проводника, на котором в данный момент она

Наиболее близкой по назначению, технической сущности и конструктивному решению к изобретению является каретка, применяемая в приборах типа СМ, предназначенных на измерения искривлений жестких гО проводников в вертикальных шатных стволах (3J. Каретка, на которой размегцены датчики зенитных углов, движется по проводнику при помощи двух несущих колес.

Для подобных конструкция максимальная

771465 величина ошибки измерения зенитных углов из-за неточности изготовления колес (наличия эксцентриситета) может быть записана в виде с 5

gg 4+К

5 где ńŠ— эксцентриситет первого и второго несущих колес;

Ba - длина базы каретки.

Для уменьшения b, с длина базы каретки выбрана равной $ц = 1,8 м. Однако выбор базы указанной длины привел к тому, что каретка не повторяет искривления проводников на изгибах («срезаеть углы), что увеличивает общую погрешность измерений при бора.

Кроме этого, точка подвеса датчика зенитных углов не совмещена с продольной осью базы каретки, а находится от нее на некотором расстоянии 1. Амплитуда Ч и частота cD качания подвеса маятника из-за íà- 20 личия эксцентриситета несущих колес определяется по формулам: где Ч - скорость движения каретки по проводнику, R — радиус мерного колеса.

При движении каретки по проводнику зф из-за наличия Е, и Fz подвес маятника колеблется в вертикальной плоскости, вызывая увод центра масс маятника от положения равновесия в горизонтальном направлении,за счет перекачки энергии одного вида колебаний в другой. Появляется допол35 нительная погрешность измерения у глов, ограничивающая скорость прокатки каретки по проводнику.

Целью изобретения является повышение точности измерения искривлений проводников.

Указанная цель достигается тем, что радиусы мерного и несущих колес выбраны такими, чтобы половина длины окружности несущего колеса равнялась длине базы каретки, а длина окружности мерного колеса

45 была равной или кратной длине базы каретки, при этом точка подвеса маятника располагается на продольной оси рамы каретки.

Выбор радиуса мерного колеса таков, чтобы где п — целое число, обеспечивает фик- >> сацию (отсчет) участков проводника, равных по длине базе каретки.

Радиусы несущих колес R выбирают такими, чтобы S и = уК, что обеспечивает изменение знака погрешности Л и . на противоположный на каждом последующем фиксированном участке относительно преды <ущего. Совмещение же точки подвеса маятника с продольной осью рамы каретки исключает колебания точки подвесного в вер-.икальной плоскости, а, следовательно, и увод центра масс маятника от отвесного положения, чем обеспечивается возможность увеличения скорости прокатки каретки по проводнику.

На фиг. 1 показана схема каретки; на фиг. 2 — положения каретки при самом неблагоприятном расположении эксцентриситетов Е, и K несущих колес в моменты двух последовательных отсчетов зенитных углов, когда путь, пройденный кареткой равен длине ее базы Яд .

Каретка содержит раму 1 с установленными на ней несущими колесами 2 и мерным колесом 3. Мерное колесо 3 снабжено контактными выступами 4, число которых соответствует п, т. е. кратности длины окружности мерного колеса длине базы каретки.

Контактные выступы расположены с разным интервалом на одной окружности.

На раме 1 укреплен ответный контакт 5.

Несущие колеса 2 служат для перемещения каретки по проводнику, а мерное колесо— для фиксации участков проводника, равных длине базы каретки. Маятниковый датчик углов наклона б укреплен на раме 1 между несущими колесами 2 так, чтобы ось подвеса совпадала с продольной осью рамы

1, Цилиндрический шарнир 7, на котором подвешен маятник 6, позволяет отклоняться ему только в одной плоскости.

Постоянный контакт мерного колеса 3 с проводником обеспечивается поджатием пружин 8.

Каретка является основным элементом автоматического устройства измерения искривлений проводников. При прокатке ее по проводнику с помощью датчика зенитных углов 6 и мерного колеса 3, соединенных кабелями с аппаратурой, расположенной на подъемном сосуде, производится фиксация участков проводника, равных длине базы каретки, путем замыкания контактов 4, 5 и измерение угла наклона этих участков к вертикали. В момент фиксации участков проводника импульсом, снимаемым с контактов 4, 5 запускается преобразователь углового положения каретки, вырабатывающий импульс, длительность которого пропорциональна величине измеренного угла на длине базы S . Преобразователь управляется сигналом, снимаемым с датчика зенитных углов 6. Импульсы преобразователя заполняются от генератора опорных импульсов короткими счетными импульсами.

Подсчет счетных импульсов в пределах каждого яруса армировки производится реверсивными счетчиками, а регистрация резуль771465

Формула изобретения татов измерений — цифропечатающим устройством. Так как величина отклонения каждого фиксированного участка х пропорциональна измеренному зенитному углу с „: х — — S з1п о(„= S -,(„ то величина искривления проводника на каждом шаге армировки h (отклонение проводника на последующем ярусе относительно его же положения на предыдущем) находится как сумма отклонений от вертикали фиксированных участков:

Х = 7. х =,.Е +g где и = ——

Зо

Из-за неточности изготовления несущих колес (наличие эксцентриситета) ее продольная ось практически никогда не будет параллельной рабочей поверхности проводника. В силу этого зенитные углы (углы наклона каретки к вертикали), измеряемые маятниковым датчиком, не будут равны углам наклона участков проводника к вертикали. Погрешность измерения зенитных углов Л и, суммируясь вместе с углами, даст ошибку измерения относительных отклонений. В предлагаемой каретке за счет того, что радиусы несущих колес R выбраны такими, чтобы Sa= цЯ, на каждом последующем участке проводника погрешность Ьа( изменяет свой знак на противоположный.

В результате суммирования погрешностей

Ь и с изменяющимися знаками максимальная ошибка измерения относительных отклонений не будет превышать 0,04 мм (для

7 кл. точности изготовления несущих колес) т. е. предлагаемая конструкция каретки позволяет уменьшить ошибки измерений искривлений проводников от вертикали, вызванные неточностью изготовления несущих колес и расположением подвеса маятника на некотором расстоянии от продольной оси каретки.

Каретка для измерения искривлений жестких проводников, содержащая раму, несущие колеса, маятниковый датчик углов наклона и мерное колесо, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерения, точка подвеса маятника датчика уголов наклона расположена на продольной оси рамы

2в каретки, при этом половина длины окружности несущего колеса равна длине базы каретки, а длина окружности мерного колеса равна или кратна длине базы каретки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР № 195132, кл. G 01 С 7/04, 24.11.66.

2. Авторское свидетельство СССР № 309237, кл. G Ol С 7/04, 23.12.69. зв 3. Инструкция по эксплуатации СИ вЂ .

ВНИМИ. Л., 1973.

771465 Ь./

Составитель В. Лыков

Редактор E. Абрамова Техред К. Шуфрич Корректор Ю.Макаренко

Заказ 6679 51 Тираж 801 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Каретка для измерения искривлений жестких проводников Каретка для измерения искривлений жестких проводников Каретка для измерения искривлений жестких проводников Каретка для измерения искривлений жестких проводников 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к устройствам для ориентации проходческих комплексов при строительстве криволинейных тоннелей, в том числе при строительстве криволинейных тоннелей методом продавливания

Изобретение относится к оптико-электронным приборам и может быть использовано для измерения негабаритности размещения оборудования

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и может быть использовано для измерения расстояний при контроле геометрических параметров шахтных стволов и горных выработок

Изобретение относится к маркшейдерским приборам и может применяться при съемках горных выработок

Изобретение относится к системам автоматизированного управления в горной промышленности и может быть использовано в системе управления проходческим щитом. Техническим результатом является повышение точности и надежности управления передвижением щита тоннелепроходческого комплекса. Способ управления щитом тоннелепроходческого комплекса заключается в том, что управление щитом осуществляют в двух плоскостях посредством систем управления по вертикали и по горизонтали. При этом с помощью измерительной техники определяют углы наклона исполнительного органа относительно вертикальной и горизонтальной плоскостей, сигналы по скорости изменения угла наклона относительно вертикальной и горизонтальной плоскостей, линейные перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях и скорости изменения линейного перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Вышеперечисленные сигналы подают на блок управления по четырем координатам, где их сравнивают с заданием, после чего на основании сигналов рассогласования формируют релейный закон управления исполнительным органом. Предложена также следящая система управления щитом тоннелепроходческого комплекса, которая содержит последовательно соединенные оптический задатчик направления, блок отклонения луча, диафрагму, фотоэлектрическое приемное устройство и блок управления по четырем координатам, вход которого соединен с блоком измерения углов наклона. При этом устройство дополнительно содержит блок наблюдателя состояния, который своим входом соединен с блоком измерения углов наклона, а выходом - с блоком управления. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к оптико-электронным приборам и может быть использовано для измерения профиля тоннелей. Согласно способу, формируют узкий световой пучок с помощью блока подсветки, направляют его на поверхность тоннеля с помощью зеркала, наклоненного к оси тоннеля и принадлежащего блоку подсветки, формируют сечение профиля тоннеля в виде последовательно подсвеченных за счет вращения указанного зеркала участков, регистрируют их изображения видеокамерой и направляют оптическую ось видеокамеры в центр кольцевой зоны изменения радиуса тоннеля с помощью зеркала, принадлежащего видеокамере. Видеокамеру с ее зеркалом вращают вокруг оси тоннеля синхронно с вращением зеркала блока подсветки. Далее сопоставляют изображения участков с участками эталонного профиля и выявляют изменения радиуса сечения профиля. Угол наклона оптической оси видеокамеры к оси тоннеля определяют по формуле где R - радиус сечения эталонного профиля тоннеля; ΔR - ширина кольцевой зоны изменения радиуса сечения профиля тоннеля; b - расстояние между зеркалом блока подсветки и зеркалом видеокамеры вдоль оси тоннеля; φ1 - угол наклона зеркала блока подсветки к оси тоннеля. Технический результат - уменьшение погрешности измерения радиуса сечения профиля. 2 н.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх