УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УКЛОНОВ ПРИ МОНТАЖЕ СТАПЕЛЬНОЙ ОСНАСТКИ

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности, к устройствам для определения углов наклона стапельной оснастки и другого оборудования относительно местного горизонта.
Известно устройство для монтажа элементов оснастки инструментального стенда, установленных не параллельно его осям содержащее размещенный на базовом основании фитинг в виде тела вращения с базовой плоскостью и с отверстием для фиксации элемента оснастки, выполненным перпендикулярно базовой плоскости, отличающееся тем, что, с целью повышения точности фиксации элементов оснастки и снижения трудоемкости монтажа, фитинг выполнен в форме шара с вырезом в виде сегмента с взаимно перпендикулярными плоскостями, одна из которых базовая совмещена с плоскостью симметрии шара, а ось отверстия для фиксации элемента оснастки совмещена с центром шара. (Авторское свидетельство СССР N 1545472 (13) А1, МПК 6 B64F 5/00; Опубликовано: 20.07.1995).
Недостатком данного устройства является отсутствие элементов текущего и оперативного контроля непараллельности узлов оснастки плоскости горизонта и сложность практической реализации такого контроля.
Известно устройство для измерения угла наклона «Система позиционирования» (Патент РФ на полезную модель №79659 от 18.04.2008). Устройство содержит размещенную внутри корпуса печатную плату блока системы позиционирования, на которой размещены двухкоординатные измерители ускорения, схема преобразователя сигнала и микроконтроллер.
К недостаткам данного устройства относится отсутствие индикации и необходимость использования дополнительных устройств для отображение информации об угловом положении системы позиционирования.
Известно изобретение «Способ измерения уклонов и цифровое измеритель для его осуществления» (Патент РФ МПК 7 G01С 9/00 №2227899 от 27.04.2004.). Данный способ измерения уклонов подразумевает определение положения преобразователя величины линейного ускорения в выходной сигнал пропорциональной углу наклона относительно горизонтальной плоскости или местной вертикали, по которому судят о величине уклонов. При этом измеряют величины проекций ускорения свободного падения в направлении трех взаимно ортогональных осей чувствительности. Положение преобразователя относительно горизонтальной плоскости или местной вертикали определяют по величинам проекций ускорения свободного падения в направлении двух из этих осей, которые выбирают при достижении третьей осью направления заданного допустимым углом отклонения любой оси чувствительности от местной вертикали. Цифровой измеритель уклонов содержит снабженный установочным узлом корпус, в котором размещены инерционный измеритель силы тяжести c электронной схемой преобразования сигнала инерционного измерителя в визуальную информацию об уклонах, автономный источник электропитания электронной схемы. Установочный узел корпуса выполнен в виде пяти плоских установочных баз, из которых три ортогональны друг другу, две параллельны им, двух взаимно перпендикулярных призматических установочных баз, параллельных соответствующим плоским установочным базам. Инерционный измеритель ускорения силы тяжести выполнен трехкоординатным и закреплен жестко относительно установочных баз. В электронную схему преобразования сигнала измерителя введен микропроцессор, который работает с моделью погрешности определения силы тяжести.
Недостатком данного способа является использования дополнительного акселерометра и избыточное количество баз. Кроме этого, общим недостатком микромеханических акселерометров является зависимость их показаний от температуры и напряжения питания.
Наиболее близким аналогом заявленного технического решения является «Цифровой измеритель уклонов» (патент РФ МПК 7 G01С 9/00 №21667732 от 10.05.2001), содержащий корпус с рабочей поверхностью, установленный внутри корпуса преобразователь силы в электрический сигнал с электронной схемой преобразования сигнала, при этом снаружи на корпусе установлены переключатель режимов измерения координат, выполненный c возможностью механического переключения режимов измерения, и жидкокристаллический индикатор, позволяющий одновременной осуществлять индикацию направления и величины уклона по любой из двух геометрических осей симметрии корпуса в плоскости его рабочей поверхности, а преобразователь силы в электрический сигнал выполнен в виде двухкоординатного измерителя ускорения силы тяжести, который закреплен внутри корпуса с обратной стороны его рабочей поверхности, при этом переключатель координат измерения, жидкокристаллический индикатор и двух координатный измеритель ускорения силы тяжести подключены к электронной схеме преобразования сигнала.
К недостаткам данного устройства относится его ограниченные эксплуатационные возможности, заключающиеся в том, что устройство позволяет производить индикацию направления и величины уклона только по одной из двух геометрических осей симметрии корпуса. Для измерения оси измерения в данном устройстве предусмотрен переключатель координат измерения. Кроме того данное устройство не позволяет записывать результат измерения в память.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является расширение функциональных и эксплуатационных возможностей устройства за счет обеспечения аппаратной унификации наклономера в различных условиях его эксплуатации, а также повышения надежности работы и удобства использования.
Указанный технический результат достигается в устройстве для измерения уклонов при монтаже стапельной оснастки, включающем в себя наклономер и устройство обработки и отображения информации, тем, что в него введено массивное сменное основание, а наклономер жестко установлен на этом основании и связан с устройством обработки и отображения информации, выполненном в виде компьютера, с возможностью текущего контроля и хранения информации об углах наклона.
Кроме того, наклономер может быть подключен к порту USB компьютера через преобразователи интерфейсов с возможностью представления информации об углах наклона в виде графиков и/или числовых значений.
Кроме того, массивное сменное основание может быть выполнено П-образной формы в плоскости измерительной оси наклономера.
Кроме того, массивное сменное основание может быть выполнено крестообразной формы в плоскости, перпендикулярной плоскости измерительной оси наклономера.
Кроме того, наклономер может содержать наноэлектромеханический измерительный преобразователь с автоэлектронной эмиссией.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых изображено следующее.
На фиг.1 представлен общий вид наклономера для монтажа стапельной оснастки
На фиг.2 представлены варианты сменного основания
На фиг.3 представлена структурная схема наклономера с устройством обработки и отображения информации
На фиг.4 показан второй вариант структурной схемы наклономера с устройством обработки и отображения информации
На фиг.1 обозначены
1 - наклономер, жестко закрепленный на сменном основании
2 - сменное основание, может иметь разные варианты исполнения
3 - стапельная оснастка
На фиг.2 обозначены:
2.1 - первый вариант исполнения основания,
2.2 - второй вариант исполнения основания.
На фиг.3 обозначены:
4 - преобразователь интерфейса UART-RS232,
5 - преобразователь интерфейса RS232-USB,
6 - компьютер,
7 - источник питания.
На фиг.4 обозначены
8 - преобразователь интерфейса UART-USB.
Наклономер для монтажа стапельной оснастки (фиг.1) содержит сменное основание 2, наклономер 1 стапельную оснастку 3. Наклономер 1 жестко закрепляется на сменном основании 2, которое может быть выполнено в виде различных конфигураций (2.1 и 2.2 на фиг.2). Сменное основание устанавливается на стапельную оснастку 3, при этом его масса достаточна чтобы нижняя рабочая поверхность сменного основания 2 была прижата к стапельной оснастке 3 (см. фиг.1). Данные об углах наклона относительно плоскости местного горизонта, формируемые наклономером 1, который подключен к источнику питания 7 (см. фиг.3), поступают на вход преобразователя интерфейса UART-RS232 4, далее эти сигналы поступают на преобразователь интерфейса RS232-USB 5, после чего данные поступают на компьютер 6 и отображаются на экране в виде цифрового значения, графиков. Данные об углах наклона могут быть записаны в файл на диске.
Второй вариант структурной схемы (фиг.4) предусматривает питание наклономера от USB шины компьютера, при этом преобразование интерфейса осуществляется сразу из UART в USB с помощью преобразователя 8. Такая схема позволяет уменьшить количество соединений и улучшить эксплуатационные характеристики. Расширение функциональных возможностей устройства, расширение его эксплуатационных возможностей и удобство эксплуатации обеспечивается также за счет того, что в устройстве используется наклономер, предпочтительно на основе наноэлектромеханических измерительных преобразователей
Полезная модель относится к классу информационно измерительных систем и наклономер 1 строится на основе наноэлектромеханических измерительных преобразователей с автоэлектронной эмиссией.
Таким образом, полезной моделью обеспечивается технический результат, которым является расширение функциональных эксплуатационных возможностей устройства за счет обеспечения аппаратной унификации наклономера в различных условиях его эксплуатации, а также повышения надежности работы и удобства использования.