CC BY
23
Экспертная система позволяет в автоматизированном или интерактивном режиме осуществлять проверку элементов ЭМИ. В следующих версиях программы предполагается выполнения интерфейсов под СГМ CATIA v.5 и SolidWorks.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ ТЕЛ
© Бугров A.A.*, Поваров A.B.4
Владимирский государственный гуманитарный университет, г. Владимир
Предложена конструкция установки для измерения моментов инерции тел относительно заданной оси. Установка может быть использована для сортировки деталей на группы с целью последующей селективной сборки изделий.
Известен ряд методов и устройств для измерения моментов инерции тел [1], основным из которых является метод автоколебаний. Реализуемые диапазон и точность измерения ограничены влиянием на период несимметричного импульса привода и непостоянством амплитуды колебаний в силу неизохронности системы [2].
Предлагаем устройство [3] устраняющее указанные недостатки. В основе устройства (рис. 1) лежат пружина 1 и составной баланс, на валу 2 которого закреплены магнитопривод 4 с магнитом 5, крыло 7 с противовесом 6. На коническом хвостовике 10 вала установлена платформа 11. Одна (би-филярная) катушка 14 закреплена под магнитом 5 в положении равновесия баланса, другая (одинарная) 16 - в положении стационарной амплитуды Ф<ш. Внутри катушек расположены магниты 15, 17. Все магниты имеют осевую намагниченность. Спиральная пружина 1 закреплена на валу 2 баланса с помощью колодки 12, внешний виток этой пружины установлен неподвижно с помощью колонки 13.
Таким образом, в положениях равновесия и стационарной амплитуды образуются зазоры, где магнитное поле однородно. Магнитный поток замыкается через магнитопровод баланса, несущие элементы конструкции и вал баланса. В магнитном поле зазора оказывается только одна часть катушки, где направление витков одинаково.
* Студент кафедры Технико-технологических дисциплин. Научный руководитель Шарыгин Л.Н., заведующий кафедрой Технико-технологических дисциплин, кандидат технических наук, доцент.
* Студент кафедры Технико-технологических дисциплин. Научный руководитель Шарыгин Л.Н., заведующий кафедрой Технико-технологических дисциплин, кандидат технических наук, доцент.
10 ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ XXI ВЕКА: СТУПЕНИ ПОЗНАНИЯ
Рис. 1. Конструктивная схема
При движении баланса на угле (р с угловой скоростью Ф от одного крайнего положения Фтах до другого - Фтах взаимодействие поля магнитов с катушками возможно на участках 2-3 и 5-7 (рис. 2) при этом в катушках индуцируется ЭДС (рис. 3), определяемая векторным произведением
е = Е1у . Обозначены векторы: I - витка, В - индукции поля и V - линейной скорости магнита.
МКЧ)
Рис. 2. Схема углов, проходящих балансом
Появляющиеся в катушках ЭДС являются управляющими сигналами для работы электронной схемы управления приводом рис. 4. Пусть момент инерции измеряемых тел находится в диапазоне от Iu min до Iu max. Общий момент инерции осциллятора будет В пределах ОТ Imin = Io+ Iu min ДО Imax = Io + Iu max, где I0 - собственный момент инерции осциллятора (включая платформу с крепежом для установки измеряемых тел). Стационарной амплитуде колебаний баланса Фст при Imin, будет соответствовать наибольшая частота колебаний, что обеспечит наибольшее значение ЭДС в катушках emax.
Рис. 3. ЭпюрыЭДС
Пока баланс неподвижен смещение обоих транзисторов равно нулю. При колебаниях на минимальной амплитуде Фш„ будет появляться ЭДС только в обмотках И0 и Ии. Параметры измерительной автоколебательной системы выбраны таким образом, что амплитудному значению ЭДС ет1„ в обмотке И0 соответствует значение тока импульса в обмотке Ии 1и тах, при этом рабочая точка каскада УТ1 смещаясь по нагрузочной прямой не выходит в область насыщения, форма тока в обмотке Ии (тока коллектора) будет повторять форму ЭДС в обмотке И0.
Рис. 4. Электрическая принципиальная схема электронного блока
При уменьшении величины измеряемого момента инерции 1и растет частота колебаний и ЭДС в обмотках И0 и Ии, следовательно, растет ток в катушке импульса Ии. Увеличивающаяся энергия импульса увеличивает амплитуду колебаний баланса. Увеличение амплитуды колебаний приводит к тому, что вблизи Фст появляется ЭДС в катушке Иф. Эта ЭДС открывает транзистор УТ2 и его эмитгерный ток в течении импульса ЭДС обмотки Иф заряжает конденсатор С1. Напряжение на конденсаторе С1 является запи-
12 ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ XXI ВЕКА: СТУПЕНИ ПОЗНАНИЯ
рающим смещением для каскада VT1. Поэтому при появлении ЭДС в обмотках W0 и Wu транзистор VT1 откроется лишь тогда, когда его рабочая точка переместится из зоны отсечки в активную область транзистора. Ток импульса в катушке Wu повторит лишь часть формы ЭДС катушки W0. Энергия импульса уменьшится. При каждом импульсе ЭДС в обмотке Wф будет происходить подзаряд конденсатора С1, а в паузах между импульсами -разряд через резистор R1. Среднее установившееся значение напряжения на конденсаторе С1 обеспечит значение амплитуды в заданных пределах для данного значения измеряемого момента инерции тела.
При производстве измерений сначала определяют собственный момент инерции 10 системы (совместно с подготовленной платформой), пользуясь импульсами на коллекторе транзистора VT1 и измеряя период колебаний Г0. Затем на платформу устанавливают подлежащую измерению деталь и измеряют период Ти. Искомый момент инерции равен:
1 = —Т2
и 4ж2 u
где С - жесткость пружины 1.
1 =—Т2
10 4ж2 Т°
Список литературы:
1. Гернет М.М., Ратобыльский В.Д. Определение моментов инерции. -М.: Машиностроение, 1969.
2. Шарыгин Л.Н. Применение автоколебаний системы с магнитоэлектрическим приводом для определения моментов инерции деталей / Л.Н. Шарыгин // Известия ВУЗов. Приборостроение. - 1971. - Т. XIX, № 9. - С. 104-108.
3. Устройство для измерения моментов инерции тел [Текст]: пат.на полезную модель 86325 Рос.Федерация: МПК G04C 3/00 / Бугров A.A., Поваров A.B., Шарыгин Л.Н., Заявитель и патентообладатель Владимир. гос. гуманит. ун-т. - №2009118296/22; заявл. 14.05.2009; опубл. 27.08.09, Бюл. № 24.
ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТИ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ МАНИПУЛЯТОРА ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА
© Васильева Н.Г.*
Кумертауский филиал Уфимского государственного авиационного технического университета, г. Кумертау
Погрешность позиционирования - одна из важных характеристик манипуляторов промышленных роботов, зависящая от целого ряда
* Кафедра «Промышленная автоматика».
