ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА

Полезная модель относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использована для аналого-цифрового преобразования углового положения вала в цифровой код для получения цифровой информации от управляемых объектов и ввода ее в цифровые управляющие и вычислительные машины.
Известен фотоэлектрический преобразователь угла, содержащий корпус, кодируемый вал, установленный в подшипниках, кодированный и считывающий диски с измерительной шкалой, держатели излучателей, фотоприемников и считывающего диска, Л.Н.Преснухин Фотоэлектрические преобразователи информации. М.: Машиностроение, 1974, Рис.152. С.303.
Конструкция этого фотоэлектрического преобразователя угла имеет малую жесткость.
Известен фотоэлектрический преобразователь угла, содержащий корпус, кодируемый вал, установленный в шарикоподшипниках, измерительный и индикаторный диски, держатели излучателей, фотоприемников и индикаторного диска и плату обработки, RU №2213414 C1, H 03 M 1/24, Н 03 М 1/28, 2003.09.27.
В данном преобразователе отсутствует механизм крепления выходного разъема и платы обработки, что снижает жесткость конструкции преобразователя, уменьшает его устойчивость к внешним воздействиям (при различных режимах ударных воздействий) и снижает эксплуатационные возможности.
Известен фотоэлектрический преобразователь угла, содержащий корпус, кодируемый вал, установленный в шарикоподшипниках, измерительный и индикаторный диски, держатели излучателей, фотоприемников и индикаторного диска, защитную крышку, плату обработки и элементы для электрического соединения излучателей, фотоприемников с платой обработки, Ю.Г.Якушенков Проектирование оптико-электронных приборов. М.: Машиностроение, 1981. Рис.5.25. С.137-138
В этом преобразователе отсутствует раздельная герметизация элементов считывания информации и платы обработки, защитная крышка крепится к корпусу с одного торца, а на другом ее торце крепится выходной кабель, это снижает герметизацию элементов считывания информации и платы обработки, уменьшает жесткость конструкции и ухудшает эксплуатацию, особенно при условии пространственных изменений положений преобразователя.
Известен фотоэлектрический преобразователь угла, содержащий цилиндрический корпус, кодируемый вал, установленный в шарикоподшипниках, индикаторный и измерительный диски, направляющий цилиндр, держатели для излучателей, фотоприемников и индикаторного диска, плату обработки, стойки для крепления платы обработки, защитную крышку, элементы для электрического соединения излучателей, фотоприемников с платой обработки. Преобразователь первичный ППФЭ-14, ДЖГ2.787.002 ТО, 1981. С.13.
Данное техническое решение принято за прототип настоящей полезной модели.
Однако оно обладает недостатком.
Фотоэлектрический преобразователь угла прототипа имеет малую жесткость конструкции из-за консольного крепления платы обработки на держателе фотоприемников, а также из-за консольного
крепления защитной крышки к корпусу и крепления выходного разъема на консольной части крышки, это отрицательно сказывается на эксплуатации при различных изменениях положения преобразователя в пространстве. Кроме того, конструкция прототипа имеет низкую пылевлагозащищенность, ввиду невозможности раздельной герметизации элементов считывания информации и платы обработки, что снижает эксплуатационные возможности преобразователя.
В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей увеличить жесткость конструкции, обеспечить герметичность и пылевлагозащищенность, повысить надежность монтажных работ и расширить эксплуатационные возможности.
Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что фотоэлектрический преобразователь угла содержит цилиндрический корпус, кодируемый вал, установленный в шарикоподшипниках, индикаторный и измерительный диски, направляющий цилиндр, держатели для излучателей, фотоприемников и индикаторного диска, плату обработки, стойки для крепления платы обработки, защитную крышку, элементы для электрического соединения излучателей, фотоприемников с платой обработки.
Преобразователь содержит дополнительный цилиндрический корпус, установленный соосно цилиндрическому корпусу, жестко связанный с ним и имеющий стенку, на которой закреплена защитная крышка, снабженная цилиндрической посадочной поверхностью, пластину, жестко связанную со стенкой, выполненную с отверстиями под элементы для электрического соединения, цилиндрический фланец с цилиндрическим выступом, контактирующим с цилиндрической посадочной поверхностью, а стойки одними концами жестко связаны со стенкой, другими концами - с цилиндрическим фланцем, в держателях индикаторного диска, излучателей и фотоприемников
выполнены проходные отверстия под элементы для электрического соединения, расположенные на одном диаметре с направляющим цилиндром, при этом отверстия в пластине и проходные отверстия в держателях заполнены герметизирующим эластичным материалом.
Кроме того, в качестве герметизирующего эластичного материала использован герметик.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящей полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображены:
на фиг.1 - фотоэлектрический преобразователь угла в разрезе;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Фотоэлектрический преобразователь угла содержит:
Цилиндрический корпус 1.
Дополнительный цилиндрический корпус 2.
Защитную крышку (корпуса 2) 3,
- цилиндрическую посадочную поверхность (на крышке 3) 4.
Стенку (корпуса 2) 5.
Пластину (на стенке 5) 6,
- отверстия (в пластине 6) 7.
Цилиндрический фланец 8,
- цилиндрический выступ (на фланце 8) 9,
- выходной разъем (на фланце 8) 10.
Плату обработки 11.
Стойки (для крепления платы обработки 11) 12.
Кодированный вал 13.
Шарикоподшипники (для установки вала 13) 14.
Измерительный диск 15.
Направляющий цилиндр (установленный в корпусе 1) 16.
Держатель 17,
- излучатели 18,
- проходные отверстия (в держателе 17) 19.
Держатель 20,
- фотоприемники 21,
- проходные отверстия (в держателе 20) 22.
Индикаторный диск 23.
Держатель 24,
- проходные отверстия (в держателе 24) 25.
Герметизирующий эластичный материал (в отверстиях 7, 19, 22, 25) 26.
Элементы электрического соединения, выполненные, например, в виде проводов (показаны условно), служат для монтажа электронных узлов преобразователя.
Фотоэлектрический преобразователь угла содержит цилиндрический корпус 1 и дополнительный цилиндрический корпус 2. Дополнительный цилиндрический корпус 2 установлен соосно цилиндрическому корпусу 1 и жестко связан с ним.
Фотоэлектрический преобразователь угла содержит кодируемый вал 13, установленный в шарикоподшипниках 14; индикаторный 23 и измерительный 15 диски; направляющий цилиндр 16; держатели 17, 20 и 24 для излучателей 18, фотоприемников 21 и индикаторного диска 23; плату обработки 11; стойки 12 для крепления платы обработки 11; защитную крышку 3 и элементы для электрического соединения излучателей 18, фотоприемников 21 с платой обработки 11.
Дополнительный цилиндрический корпус 2 имеет стенку 5, на которой закреплена защитная крышка 3. Защитная крышка 3 снабжена цилиндрической посадочной поверхностью 4.
Фотоэлектрический преобразователь угла содержит пластину 6, жестко связанную со стенкой 5. Пластина 6 выполнена с отверстиями 7 под элементы для электрического соединения.
Фотоэлектрический преобразователь угла содержит цилиндрический фланец 8 с цилиндрическим выступом 9. Цилиндрический выступ 9 контактирует с цилиндрической посадочной поверхностью 4 защитной крышки 3.
Стойки 12 для крепления платы обработки 11, расположенные под углом 120 градусов, одними концами жестко связаны со стенкой 5, другими концами - с цилиндрическим фланцем 8.
В держателях 24, 17 и 20 индикаторного диска 23, излучателей 18 и фотоприемников 21 выполнены проходные отверстия 25, 19 и 22, соответственно, под элементы для электрического соединения. Проходные отверстия 25, 19 и 22 расположены на одном диаметре с направляющим цилиндром 16.
Отверстия 7 в пластине 6 и проходные отверстия 25, 19 и 22 в держателях 24, 17 и 20 заполнены герметизирующим эластичным материалом 26. В качестве герметизирующего эластичного материала использован герметик.
Фотоэлектрический преобразователь угла работает следующим образом.
Угловое перемещение кодированного вала 13 от привода (не показан) приводит к повороту измерительного диска 15 в корпусе 1, при этом световой поток от излучателей 18, пройдя через измерительный диск 15 и индикаторный диск 23, поступает на фотоприемники 21, не перекрытые измерительным диском 15, и далее на плату
обработки 11. Таким образом, каждому углу поворота кодированного вала 13 с измерительным диском 15 присуща своя комбинация электрических сигналов, идущих с фотоприемников 21, необходимых для формирования цифрового кода преобразователя в плате обработки 11, являющихся выражением данного угла поворота.
В фотоэлектрическом преобразователе угла предусмотрены:
- выполнение дополнительного цилиндрического корпуса 2, установленного соосно с основным цилиндрическим корпусом 1 и жестко связанного с ним;
- выполнение дополнительного цилиндрического корпуса 2 со стенкой 5;
- закрепление на стенке 5 защитной крышки 3;
- выполнение на защитной крышке 3 цилиндрической посадочной поверхности 4;
- наличие пластины 6, жестко связанной со стенкой 5;
- наличие цилиндрического фланца 8;
- выполнение на цилиндрическом фланце 8 цилиндрического выступа 9;
- контактирование цилиндрического выступа 9 с цилиндрической посадочной поверхностью 4 защитной крышки 3;
- закрепление противоположных концов стоек 12 к стенке 5 и к цилиндрическому фланцу 8,
которые увеличивают жесткость конструкции при различных пространственных перемещениях преобразователя.
В фотоэлектрическом преобразователе угла предусмотрено разделение пластиной 6 элементов конструкции платы обработки 11 от оптических информационных каналов (индикаторного диска 23 и измерительного диска 15 с излучателями 18 и фотоприемниками 21), которое обеспечивает их пылевлагозащищенность.
В фотоэлектрическом преобразователе угла предусмотрены:
- выполнение отверстий 7 в пластине 6 под элементы для электрического соединения с платой обработки 11;
- выполнение в держателях 24, 17 и 20 индикаторного диска 23, излучателей 18 и фотоприемников 21 проходных отверстий 25, 19 и 22;
- заполнение отверстий 7 и проходных отверстий 25, 19 и 22 герметизирующим эластичным материалом, которые обеспечивают герметичность конструкции, повышают надежность монтажных работ и расширяют эксплуатационные возможности использования преобразователя в условиях с повышенным содержанием пыли и влаги.
Выполнение в держателях 24, 17 и 20 проходных отверстий 25, 19 и 22 позволяет в объеме держателей 24, 17 и 20 провести электромонтажные работы, не увеличивая габаритов преобразователя, что позволяет использовать его в малогабаритных измерительных системах.
Расположение проходных отверстий 25, 19 и 22 на одном диаметре с направляющим цилиндром 16 упрощает проведение монтажных работ и повышает надежность их проведения.
Предложенный фотоэлектрический преобразователь угла изготовлен промышленным способом на фирме «НПФ Завод «Измерон», что подтверждают испытания опытной партии, и это обуславливает, по мнению заявителя, его соответствие критерию «промышленная применимость».