УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ДВУХ СОЧЛЕНЕННЫХ ВАЛОВ ОТНОСИТЕЛЬНО ДРУГ ДРУГА

1. Устройство для определения положения первого вала (10) и соединенного с первым валом посредством сочленения (14) второго вала (12) относительно друг друга, содержащее первый измерительный модуль, устанавливаемый на периферийной поверхности первого вала, и второй измерительный модуль, устанавливаемый на периферийной поверхности второго вала, а также блок обработки результатов (30), причем как минимум один из двух измерительных модулей оснащен средствами (20) для формирования как минимум одного светового пучка (22), и как минимум один из двух измерительных модулей оснащен средствами индикации (24, 25, 26) для учета данных о точке падения светового пучка как минимум на одной индикационной поверхности (24, 25, 26), причем как минимум один из двух измерительных модулей оснащен датчиком (28) учета угла поворота валов, представляющим собой двуосный акселерометр или гироскоп, при этом блок обработки результатов выполнен таким образом, что позволяет на основании данных датчиков в нескольких точках измерения вычислить соответствующее положение угла поворота, угловую скорость и угловое ускорение валов, а данные, полученные с помощью средств индикации, позволяют вычислить соответствующую точку падения светового пучка как минимум на одну индикационную поверхность, для того чтобы на основании как минимум одной части вычисленных точек падения вычислить смещение валов с помощью подбора кривой, причем блок обработки результатов позволяет еще производить оценку качества соответствующих данных для каждой отдельной точки измерения на основании, по меньшей мере, следующих критериев: угловая скорость и угловое ускорение, разность тангенциальной составляющей точки/точек падения и тангенциальной составляющей точки/точек падения предыдущей точки измерения в зависимости от интервала до предыдущей точки измерения, степень отклонения точки/точек падения от кривой, подобранной как минимум к одной части вычисленных точек падения, определенных по нескольким измерительным точкам, то есть по нескольким положениям угла поворота, вычислить параллельное смещение, а также вертикальный и горизонтальный угловой перекос, причем, обычно это осуществляется с помощью способа подбора кривой, что позволяет также при вычислении смещения вала не учитывать данные точки падения или учитывать их в меньшей степени, если в результате оценки качества этих данных получается значение, ниже пороговой величины.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что как минимум один датчик (28) выполнен таким образом, что возможен учет колебаний по каждой точки измерения, причем в качестве дополнительного критерия для оценки качества данных учитывается интенсивность колебаний, причем повышение интенсивности колебаний ведет к ухудшению результатов оценки.
3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что блок обработки результатов (30) выполнен таким образом, что при оценке качества данных в качестве дополнительного критерия используется интервал от точки измерения до точки отсчета вращательного движения.
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что точка отсчета представляет собой начало вращательного движения, причем увеличение интервала до начала вращательного движения ведет к улучшению результатов оценки.
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок обработки результатов (30) выполнен таким образом, что при оценке качества данных в качестве дополнительного критерия используется временное изменение углового ускорения.
6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что большее временное изменение углового ускорения ведет к ухудшению результатов оценки.
7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что увеличение угловой скорости ведет к ухудшению результатов оценки.
8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что увеличение углового ускорения ведет к ухудшению результатов оценки.
9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что увеличение разности тангенциальной составляющей точки падения и точки падения предыдущей точки измерения в зависимости от интервала до предыдущей точки измерения, ведет к ухудшению результатов оценки.
10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что чем ниже оценка качества точек измерения, тем в меньшей степени они учитываются при подборе кривой.
11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок обработки результатов (30) выполнен таким образом, что после прохождения определенного количества точек измерения можно проводить общую оценку качества данных по пройденным до данного момента точкам измерения на основании оценки качества отдельных точек измерения, что делается с целью подбора кривой на основании пройденных до данного момента точках измерения и, таким образом, может быть сформулирован результат общей оценки качества.
12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что в отчете о результатах оценки указывают, следует ли закончить измерение или продолжать его в зависимости от того, достиг ли уже полученный результат пороговой величины или еще нет.
13. Устройство по п. 11 или 12, отличающееся тем, что блок обработки результатов (30) выполнен таким образом, что в систему оценки общего качества включены распределение точек измерения по углу поворота и количество точек измерения.
14. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что в систему оценки общего качества включено среднее отклонение точек падения от подобранной кривой.
15. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что как минимум один из двух измерительных модулей оснащен двумя датчиками акселерометра.
16. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что как минимум один из датчиков (30) представляет собой датчик акселерометра, представленный в виде унифицированного блока MEMS.
17. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый из двух измерительных модулей (16, 18) оснащен как минимум одним из датчиков (28, 38), причем блок обработки результатов (30) выполнен таким образом, чтобы определять разницу между положением угла поворота, вычисленном посредством первого измерительного модуля и положением угла поворота, вычисленном с помощью данных второго измерительного модуля, что позволяет вычислить зазор сочленения и учесть его при оценке качества отдельных точек измерения и/или при оценке общего качества.
18. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средства индикации представлены как минимум одним двуосным оптическим детектором.
19. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что индикационная поверхность представлена поверхностью управления, а средства индикации представлены камерой, которая отображает сторону поверхности управления, обращенную к направлению падения светового пучка.
20. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что индикационная поверхность представлена матовой пластинкой, а средства индикации представлены камерой, которая отображает сторону матовой пластинки, обращенную к направлению падения светового пучка.
21. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый измерительный модуль (16) оснащен средствами (20) для формирования как минимум одного светового пучка (22), а второй измерительный модуль (18) оснащен средствами индикации, причем средства индикации содержат первую индикационную поверхность (24) и вторую индикационную поверхность (26), причем вторая индикационная поверхность визуально смещена в осевом направлении относительно первой индикационной поверхности, и на обе индикационные поверхности одновременно падает как минимум одна часть (22′, 22′′) светового пучка.
22. Устройство по п. 21, отличающееся тем, что первая индикационная поверхность (24) имеет предвключенный разделитель луча, направляющий часть (22′) светового пучка (22) на вторую индикационную поверхность (26).
23. Устройство по п. 21 или 22, отличающееся тем, что при подборе кривой задействуется лишь продольная составляющая соответствующей точки падения на каждой из двух индикационных поверхностей (24б 26).
24. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что для подбора кривой задействуются продольная составляющая точки падения на первой индикационной поверхности (24) и разность продольных составляющих точек падения на первой и второй (26) индикационных поверхностях.
25. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый измерительный модуль (16) оснащен средствами (20) для формирования как минимум одного светового пучка (22) и средствами индикации (25), причем второй измерительный модуль (18) содержит систему отражателей (40), которая обращена к первому измерительному модулю, если измерительные модули расположены на соответствующих валах (10, 12) для отражения светового пучка на индикационную поверхность.
26. Устройство по п. 25, отличающееся тем, что для подбора кривой задействуются продольная составляющая и тангенциальная составляющая точки падения на индикационную поверхность (25).
27. Устройство по п. 25 или 26, отличающееся тем, что система отражателей (40) выполнена в виде призмы Порро или трипель-призмы.
28. Устройство по п. 21, отличающееся тем, что кривая представляет собой эллипс.
29. Способ для определения положения первого вала (10) и соединенного с первым валом посредством сочленения (14) второго вала (12) относительно друг друга, причем первый измерительный модуль (16) установлен на периферийной поверхности первого вала, а второй измерительный модуль (18) установлен на периферийной поверхности второго вала, посредством как минимум одного из двух измерительных модулей формируется как минимум один световой пучок (22) и направляется как минимум на одну индикационную поверхность (24, 25, 26) на одном из двух измерительных модулей, для того чтобы по нескольким измерительным точкам производить учет данных, касающихся точки падения светового пучка на как минимум одну индикационную поверхность, и чтобы посредством как минимум одного датчика (28), который представлен как минимум одним двуосным акселерометром или гироскопом, производить учет данных, касающихся угла поворота валов на как минимум одном из двух измерительных модулей, причем на основании данных датчиков вычисляется соответствующее положение угла поворота, угловая скорость и угловое ускорение валов, а на основании данных по точкам падения вычисляется соответствующая точка падения светового пучка на как минимум одну индикационную поверхность, а на основании как минимум одной части вычисленных точек падения с помощью подбора кривой вычисляется смещение валов, причем для каждой отдельной точки падения производится оценка качества соответствующих данных на основании как минимум следующих критериев: угловая скорость и угловое ускорение, разность тангенциальной составляющей точки падения и точки падения предыдущей точки измерения в зависимости от интервала до предыдущей точки измерения, степень отклонения точки/точек падения от кривой, подобранной как минимум к одной части вычисленных точек падения, что позволяет также при вычислении смещения вала не учитывать данные точки падения или учитывать их в меньшей степени, если в результате оценки качества этих данных получается значение, ниже пороговой величины.