УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВЯЗИ ПОДВИЖНОЙ И НЕПОДВИЖНОЙ ЧАСТЕЙ ОБЪЕКТА

Устройство для электрической связи подвижной и неподвижной частей обьекта.
Полезная модель относится к области испытаний и измерений, в частности к устройствам для исследования характеристик рулевого колеса автомобиля (величины крутящего момента и угловых с перемещений) и может применяться в комплекте с двухканальным тензоусилителем, имеющим не менее двух величин значений коэффициента усиления на каждом из каналов, причем максимальные величины коэффициентов усиления не менее 12000.
Известно техническое решение включающее разнополярные неподвижный и вращающийся токосьемные контакты-магниты, контактирующие посредством ферромагнитного порошка и снабженные токовыводами (А.с. СССР N1270819 H01R 39/30 -аналог).
Недостатком известного технического решения является то, что для изготовления подвижных и неподвижных контактирующих поверхностей требуются токопроводящие металлы с малым омическим сопротивлением, т.е. драгоценные металлы-серебро, золото. В большинстве случаев применяют серебряные контакты, которые со временем окисляются, что приводит к ухудшению контактов и увеличению нестабильности величин передаваемого тока и напряжения.
Известен Способ электрического соединения взаимоперемещающихся проводников заключающийся в том, что в соединителе электрический ток протекает между двумя взаимоперемещающимися проводниками. Соединитель предназначен для использования в автоматическом выключателе и содержит две сферические части, которые выполнены на концах движущихся проводников и вставлены в противоположные концы электропроводного цилиндра (Акц.заявка Англии 2167613 H01R 11/01-аналог).
Недостатком известного способа является то, что он предназначен для малых линейных (несколько миллиметров) от &//&/3f
H 05 К 7/12
- 2 (
носительных перемещений токопроводящих проводников. При необходимости увеличения расстояния взаимного перемещения проводников, например до нескольких десятков сантиметров, потребуется многократно увеличивать габариты цилиндра, что резко уменьшает область применения указанного способа из-за компоновочных трудностей, это не позволяет применить его для измерения характеристик рулевого колеса.
Известно техническое решение Устройство для электрической связи подвижной и неподвижной частей обьекта, содержащее два цилиндрических корпуса соединенных лентой, на которой закреплен кабель (А.с. СССР 866799 Н05К 7/12-прототип)
Недостатком известного технического решения является то, что при увеличении количества оборотов подвижного барабана, при его вращении в определенном направлении, необходимо пропорционально увеличению количеству оборотов увеличивать количество витков как на подвижном, так не подвижном барабанах. При значительном увеличении количества витков значительно увеличивается радиус гиба петли, что приводит к увеличению жесткости упругой ленты петли, увеличению габаритов петли и устройства.
При реверсивном вращении подвижного барабана, необходимо предварительное наматывание упругой ленты на подвижный барабан. В этом случае количество витков прямоугольной винтовой канавки как на подвижном, так и неподвижном барабанах
в два раза будет превышать количество оборотов подвижного
рабана, что многократно увеличивает габариты устройства.
Многократное увеличение размеров петли и необходимое, для исключения провисания петли, увеличение жесткости упругой ленты связано с выходом упругой ленты из винтовых канавок на подвижном и неподвижном барабанах при вращении подвижного барабана, т.е. с потерей работоспособности устройс- 3 Технический эффект заявляемого устройства заключается в повышении надежности работы устройства и точности измерений. Указанный технический эффект достигается за счет того, что в устройстве для электрической связи подвижной и неподвижной частей обьекта, содержащем два цилиндрических корпуса соединенных кабелем, согласно предлагаемого решения подвижный обьект выполнен в виде рулевого колеса, жестко связанного со ступенчатым цилиндрическим корпусом датчика крутящего момента, имеющего наружнюю резьбу для гайки, имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения по направляющим и соединенной с одним из концов С-образного тензометрического датчика перемещений, второй конец которого крепится к неподвижной части обьекта, выполненной в виде установочной платформы с двумя телескопическими шарнирами, причем второй корпус, выполнен в виде устройства для натяжения кабеля и установлен на платформе с возможностью вращения. Чувствительные элементы датчика крутящего момента выполнены в виде радиально расположенных балок. Упругие элементы датчика перемещений выполненными утоненными в местах расположения тензорезисторов. Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения не была известна-следовательно, оно соответствует условию патентоспособности новизна. Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности промышленная применимость. #
- 4 Решение иллюстрируется чертежами, где на
ФИГ.1- динамометрическое рулевое колесо,
ФИГ.2- разрез А-А фиг.1,
ФИГ.З- разрез Б-Б фиг.2
Устройство для электрической связи подвижной и неподвижной частей обьекта содержит два цилиндрических корпуса 1,2 соединенных кабелем 3, рулевое колесо 4, жестко связанное со ступенчатым цилиндрическим корпусом 1 датчика крутящего момента, имеющего наружнюю резьбу для гайки 5, соединенной с одним из концов С-образного тензометрического датчика перемещений 6, второй конец которого крепится к неподвижной части обьекта, выполненной в виде установочной платформы 7 с двумя телескопическими шарнирами 8,9 и направляющими 10, причем второй корпус 2, выполненный в виде устройства для натяжения кабеля, установлен на платформе 7 с возможностью вращения.
Чувствительные элементы 11 датчика крутящего момента 1 выполнены в виде радиально расположенных балок. Такое расположение балок позволяет одинаково нагружать их при любом направление вращения рулевого колеса.
Упругие элементы 12 датчика угловых перемещений выполненны утоненными в местах расположения тензорезисторов для повышения чувствительности, а значит и точности измерений.
Устройство работает следующим образом.
При повороте рулевого колеса в процессе испытаний автомобиля происходит упругая деформация чувствительных элементов датчика крутящего момента и упругих элементов датчика угловых перемещений, которая преобразуется, при помощи тензорезисторов, соединенных в мостовые измерительные схемы, и при помощи тензоусилителя, в электрический сигнал.
Изменение величины электрического сигнала с датчика крутящего момента пропорционально изменению величины крутящего
4 f//74
- с
момента, действующего на рулевое колесо. Величина электрического сигнала с датчика перемещений пропорциональна величине угла поворота рулевого колеса.
В процессе поворота рулевого колеса в одну сторону, например по часовой стрелке, кабель 3 наматывается на радиальную канавку корпуса 1 датчика крутящего момента и разматывается с корпуса 2 натяжного устройства, при этом пружина кручения закручивается и кабель 3 на участке между корпусами 1,2 натягивается и исключается его провисание. Гайка 5 по резьбе поднимается кверху по направляющим 10, входящим в отверстия в гайке, увеличивая радиус гиба С-образного датчика перемещений и подвергая упругой деформации изгиба чувствительные элементы датчика. При возвращении рулевого колеса в исходное положение кабель 3 за счет усилия пружины кручения снова наматывается на корпус 2, а датчик перемещений возвращается в исходное положение.
В процессе вращения рулевого колеса в другую сторону, против часовой стрелки, кабель 3 снова наматывается на корпус 1 и разматывается с корпуса 2, при этом гайка 5 опускается вниз уменьшая радиус гиба датчика перемещений и вызывая изгиб упругих элементов в обратную сторону.
Предлагаемое устройство позволяет значительно увеличить надежность работы устройства, точность измерений.
Формула полезной модели
1.Устройство для электрической связи подвижной и неподвижной частей обьекта, содержащее два цилиндрических корпуса соединенных кабелем, отличающееся тем, что, устройство содержит подвижный обьект выполненный в виде рулевого колеса, жестко связанного со ступенчатым цилиндрическим корпусом датчика крутящего момента, имеющего наружнюю резьбу для гайки, имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения по направляющим и соединенной с одним из концов С-образного тензометрического датчика перемещений, второй конец которого крепится к неподвижной части обьекта, выполненной в виде установочной платформы с двумя телескопическими шарнирами, причем второй корпус, выполненный в виде устройства для натяжения кабеля, установлен на платформе с возможностью вращения.
2.Устройство по п.1, отличающееся тем, что
чувствительные элементы датчика крутящего момента выполнены в виде радиально расположенных балок
3.Устройство по п.1, отличающееся тем, что
упругие элементы датчика перемещений выполненными утоненными в местах расположения тензорезисторов. нии Источники информации, принятые во внимание при составлезаявки:1.А.С. СССР N1270819 H01R 39/30 -аналог 2.Акц.заявка Англии 2167613 H01R 11/01-аналог З.А.С. СССР 866799 Н05К 7/12-ПроТОТИП