RU2237864C1 - Преобразователь линейных перемещений - Google Patents
Преобразователь линейных перемещений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2237864C1 RU2237864C1 RU2003117596/28A RU2003117596A RU2237864C1 RU 2237864 C1 RU2237864 C1 RU 2237864C1 RU 2003117596/28 A RU2003117596/28 A RU 2003117596/28A RU 2003117596 A RU2003117596 A RU 2003117596A RU 2237864 C1 RU2237864 C1 RU 2237864C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- link
- driven
- housing
- driving
- membrane
- Prior art date
Links
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для масштабного преобразования линейных перемещений. Преобразователь линейных перемещений содержит соосные корпус, ведущее и ведомое звенья, мембраны для сопряжения ведущего звена с ведомым и ведомого звена с корпусом, размещенные в параллельных плоскостях и имеющие разные жесткости. В преобразователе выполнена мембрана для сопряжения ведущего звена с корпусом, параллельная и равная по размеру и жесткости мембране для сопряжения ведомого звена с корпусом, при этом мембрана для сопряжения ведущего звена с ведомым размещена между мембранами для сопряжения ведущего и ведомого звеньев с корпусом. Ведомое и ведущее звенья расположены внутри корпуса. Также мембраны для сопряжения ведущего и ведомого звеньев с корпусом могут иметь разную жесткость, но большую, чем жесткость мембраны для сопряжения ведущего звена с ведомым. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей, упрощение конструкции и уменьшение габаритов. 1 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для масштабного преобразования линейных перемещений, а именно где требуется высокая чувствительность перемещений исполнительного элемента.
Известен масштабный преобразователь линейных перемещений, содержащий корпус, рычаг, закрепленный на крестообразном шарнире, и винтовое приводное устройство с микрометрическим винтом, см. Б.М. Сорочкин и др. Средства для линейных измерений. Л.: Машиностроение, 1978. Рис.64. С.173.
Этот преобразователь имеет малое передаточное отношение, что определяется длинами плеч рычага, как 1:10, это не обеспечивает высокой чувствительности и точности устройства, кроме того, рычаг с большим соотношением плеч увеличивает габариты и массу и повышает восприимчивость преобразователя к температурным изменениям окружающей среды.
Известен масштабный преобразователь линейных перемещений, содержащий корпус, подвижное звено, поступательный клин, перемещающий подвижное звено, и привод, см. под ред. В.А. Панова Справочник конструктора оптико-механических приборов. Л.: Машиностроение, 1980. Рис.6.54. С.336.
Этот преобразователь прост по конструкции и обладает большими эксплуатационными возможностями, но имеет низкое передаточное число из-за большого угла клина, а для обеспечения высокого передаточного числа угол клина должен быть малым, это снижает диапазон работы, кроме того, для реализации достаточного диапазона работы устройства необходимы большие перемещения клина, это накладывает высокие требования к преобразователю, увеличивает его габариты и снижает возможность использования этого преобразователя линейных перемещений в малогабаритных приборах.
Известен преобразователь линейных перемещений, содержащий соосные корпус, ведущее и ведомое звенья, мембраны для сопряжения ведущего звена с ведомым и ведомого звена с корпусом, размещенные в общих плоскостях и имеющие разные жесткости: жесткость мембраны для сопряжения ведущего звена с ведомым меньше жесткости мембраны для сопряжения ведомого звена с корпусом, см. авторское свидетельство СССР №911175, кл.G 01 В 9/02, опубл. 1982 г.
Этот преобразователь имеет большой коэффициент преобразования от ведущего к ведомому звену, но радиальные габариты и масса его значительны, это ограничивает его эксплуатационные возможности по использованию, кроме того, преобразование в этом преобразователе (с большим передаточным числом) возможно вдоль его оси от ведущего к ведомому звену в одном направлении, а передача движения от ведомого к ведущему звену в обратном направлении происходит с передаточным числом, равным единице, это ограничивает функциональные возможности этого устройства, кроме того, большое число кольцевых участков мембран и большое число сочленений со звеньями усложняет конструкцию преобразователя.
Известен преобразователь линейных перемещений, содержащий соосные корпус, ведущее и ведомое звенья, мембраны для сопряжения ведущего звена с ведомым и ведомого звена с корпусом, размещенные в параллельных плоскостях и имеющие разные жесткости: жесткость мембраны для сопряжения ведущего звена с ведомым меньше жесткости мембраны для сопряжения ведомого звена с корпусом, см. авторское свидетельство СССР №1262276, кл. С 01 В 9/02, опубл. 1986 г.
Данное техническое решение принято за прототип настоящего изобретения.
Однако оно обладает недостатками.
Преобразователь-прототип обладает большим диапазоном работы, однако в нем:
- при передаче перемещений от звена, несущего исполнительный элемент, к ведущему звену передаточное число равно единице, что не обеспечивает высокой точности перемещений в обратном направлении, это снижает функциональные возможности;
- большое число кольцевых участков мембран и сочленений со звеньями усложняет конструкцию;
- размещение ведущего звена в радиальном направлении вне габаритов корпуса усложняет крепление в стойках со стандартными присоединительными размерами (⌀8, ⌀28) под измерительные приборы;
- последовательно установленные мембраны увеличивают осевые габариты и массу, это ограничивает его использование в малогабаритной аппаратуре.
В основу настоящего изобретения положено решение технической задачи, позволяющей расширить функциональные возможности, упростить конструкцию и уменьшить габариты для установки преобразователя в малогабаритной аппаратуре.
Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что в преобразователе линейных перемещений, содержащем соосные корпус, ведущее и ведомое звенья, мембраны для сопряжения ведущего звена с ведомым и ведомого звена с корпусом, размещенные в параллельных плоскостях и имеющие разные жесткости: жесткость мембраны для сопряжения ведущего звена с ведомым меньше жесткости мембраны для сопряжения ведомого звена с корпусом, выполнена мембрана для сопряжения ведущего звена с корпусом, параллельная и равная по размеру и жесткости мембране для сопряжения ведомого звена с корпусом, при этом мембрана для сопряжения ведущего звена с ведомым размещена между мембранами для сопряжения ведущего и ведомого звеньев с корпусом, кроме того, ведомое и ведущее звенья расположены внутри корпуса.
Кроме того, мембраны для сопряжения ведущего и ведомого звеньев с корпусом, одна относительно другой, имеют разную жесткость, но большую, чем жесткость мембраны для сопряжения ведущего звена с ведомым.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию “новизна”.
За счет реализации отличительных признаков (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.
Наличие мембраны для сопряжения ведущего звена с корпусом, вместе с мембраной для сопряжения ведомого звена с корпусом обеспечивает осуществление преобразования как в одном, так и в противоположном направлении вдоль оси преобразователя, при этом для получения в устройстве одинакового преобразования мембраны для сопряжения ведущего и ведомого звеньев с корпусом выполняют одинаковой жесткости, а для получения в устройстве различного преобразования мембраны, выше указанные, выполняют разной жесткости, это расширяет функциональные возможности преобразователя.
Взаимное расположение мембран, выполнение мембран для сопряжения ведущего и ведомого звеньев с корпусом одинаковыми по размеру упрощают конструкцию.
Размещение ведущего и ведомого звеньев внутри корпуса упрощает крепление преобразователя в стойках со стандартными присоединительными размерами под установку измерительных приборов, уменьшает массу и габариты устройства.
Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию “изобретательский уровень”.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид преобразователя линейных перемещений (разрез).
Преобразователь линейных перемещений содержит корпус 1, ведущее звено 2, ведомое звено 3, выступ П-образный (звена 3) 4, мембрану для сопряжения ведущего (2) звена с ведомым (3) 5, мембрану для сопряжения ведомого (3) звена с корпусом (1) 6, мембрану для сопряжения ведущего (2) звена с корпусом (1) 7, наконечник смещения ведущего (2) звена 8, наконечник смещения ведомого (3) звена 9.
Преобразователь линейных перемещений содержит соосно расположенные корпус 1, ведущее 2 и ведомое 3 звенья и мембраны 5, 6 и 7, размещенные в параллельных плоскостях.
На ведомом звене 3 выполнен выступ 4, имеющий П-образную форму. К выступу 4 крепится мембрана 5 для сопряжения ведущего 2 и ведомого 3 звеньев.
Мембрана 6 для сопряжения ведомого звена 3 с корпусом 1 и мембрана 7 для сопряжения ведущего звена 2 с корпусом 1 имеют одинаковые размеры.
Мембрана 5 размещена между мембранами 6 и 7 для сопряжения ведомого 3 и ведущего 2 звеньев с корпусом 1 соответственно.
В преобразователе выполнен наконечник 8 смещения ведущего звена 2 и наконечник 9 смещения ведомого звена 3.
Жесткость мембраны 5 для сопряжения ведущего звена 2 с ведомым 3 меньше жесткости мембран 6 и 7 для сопряжения ведомого 3 и ведущего 2 звеньев с корпусом 1 соответственно.
Жесткости мембран 6 и 7 для сопряжения ведомого 3 и ведущего 2 звеньев с корпусом 1 соответственно равны одна относительно другой.
Кроме того, жесткости мембран 6 и 7 для сопряжения ведомого 3 и ведущего 2 звеньев с корпусом 1 соответственно различны одна относительно другой, но больше жесткости мембраны 5 для сопряжения ведущего 2 и ведомого 3 звеньев.
Преобразователь осуществляет преобразование линейных перемещений следующим образом.
Перемещение наконечника 8 через мембрану 7 передается ведущему звену 2. Это перемещение ведущего звена 2 приводит к перемещению ведомого звена 3 через мембраны 5 и 6. Перемещение ведомого звена 3 составляет 1+К2/К1 доли перемещения ведущего звена 2, где K1 - жесткость мембраны 5 для сопряжения ведущего звена 2 с ведомым 3; К2 - жесткость мембраны 6 для сопряжения ведомого звена 3 с корпусом 1.
Так как жесткость мембраны 5 меньше жесткости мембраны 6, то перемещение наконечника 9 и ведомого звена 3 происходит на величину меньшую, чем перемещение ведущего звена 2 с наконечником 8.
Перемещение наконечника 9 через мембрану 6 передается ведомому звену 3, которое, в свою очередь, передает перемещение ведущему звену 2 с наконечником 8 через мембраны 5 и 7. Перемещение ведущего звена 2 составляет 1+К3/К1 доли перемещения ведомого звена 3, где К1 - жесткость мембраны 5 для сопряжения ведущего звена 2 с ведомым 3; К3 - жесткость мембраны 7 для сопряжения ведущего звена 2 с корпусом 1.
Так как жесткость мембраны 5 меньше жесткости мембраны 7, то перемещение наконечника 8 и ведущего звена 2 происходит на величину меньшую, чем перемещение ведомого звена 3 с наконечником 9.
Преобразователь осуществляет масштабное преобразование перемещений от наконечников 8 и 9 с последующей передачей преобразовательных перемещений соответственно наконечникам 9 и 8. Это преобразование (в зависимости от того, какой наконечник является ведущим) производится как в одном, так и в другом направлениях вдоль оси устройства.
В случае необходимости получить в устройстве одинаковое преобразование (передаточное число) от смещений наконечников 8 или 9 мембраны 6 и 7 выполнены одинаковыми по жесткости (из материала с одинаковыми физико-химическими параметрами).
В случае необходимости получить в устройстве различное преобразование (передаточное число) от смещений наконечников 8 или 9 мембраны 6 и 7 выполнены различными по жесткости (из материала с различными физико-химическими параметрами).
Предложенный преобразователь линейных перемещений может быть изготовлен промышленным способом, что подтверждает изготовление опытной партии на заводе “Измерон”, и это обуславливает, по мнению заявителя, его соответствие критерию “промышленная применимость”.
Использование предложенного преобразователя позволяет:
- расширить функциональные возможности;
- упростить конструкцию;
- уменьшить габариты;
- устанавливать его в малогабаритной аппаратуре.
Claims (2)
1. Преобразователь линейных перемещений, содержащий соосные корпус, ведущее и ведомое звенья, мембраны для сопряжения ведущего звена с ведомым и ведомого звена с корпусом, размещенные в параллельных плоскостях и имеющие разные жесткости: жесткость мембраны для сопряжения ведущего звена с ведомым меньше жесткости мембраны для сопряжения ведомого звена с корпусом, отличающийся тем, что в преобразователе выполнена мембрана для сопряжения ведущего звена с корпусом, параллельная и равная по размеру и жесткости мембране для сопряжения ведомого звена с корпусом, при этом мембрана для сопряжения ведущего звена с ведомым размещена между мембранами для сопряжения ведущего и ведомого звеньев с корпусом, кроме того, ведомое и ведущее звенья расположены внутри корпуса.
2. Преобразователь линейных перемещений по п.1, отличающийся тем, что мембраны для сопряжения ведущего и ведомого звеньев с корпусом одна относительно другой имеют разную жесткость, но большую, чем жесткость мембраны для сопряжения ведущего звена с ведомым.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003117596/28A RU2237864C1 (ru) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | Преобразователь линейных перемещений |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003117596/28A RU2237864C1 (ru) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | Преобразователь линейных перемещений |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2237864C1 true RU2237864C1 (ru) | 2004-10-10 |
| RU2003117596A RU2003117596A (ru) | 2004-12-10 |
Family
ID=33538085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003117596/28A RU2237864C1 (ru) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | Преобразователь линейных перемещений |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2237864C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2407988C2 (ru) * | 2009-01-20 | 2010-12-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Оптическое устройство для измерения перемещений |
| RU215853U1 (ru) * | 2022-10-03 | 2022-12-29 | Закрытое акционерное общество "Мезон" | Преобразователь линейных наноперемещений |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1262276A1 (ru) * | 1984-03-30 | 1986-10-07 | Предприятие П/Я Р-6681 | Устройство дл перемещени оптического элемента интерферометра |
| GB2261299A (en) * | 1991-11-08 | 1993-05-12 | British Tech Group | Optical interferometer |
-
2003
- 2003-06-04 RU RU2003117596/28A patent/RU2237864C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1262276A1 (ru) * | 1984-03-30 | 1986-10-07 | Предприятие П/Я Р-6681 | Устройство дл перемещени оптического элемента интерферометра |
| GB2261299A (en) * | 1991-11-08 | 1993-05-12 | British Tech Group | Optical interferometer |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2407988C2 (ru) * | 2009-01-20 | 2010-12-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Оптическое устройство для измерения перемещений |
| RU215853U1 (ru) * | 2022-10-03 | 2022-12-29 | Закрытое акционерное общество "Мезон" | Преобразователь линейных наноперемещений |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100454455C (zh) | 微机电传感器 | |
| KR101031253B1 (ko) | 광섬유 격자 센서를 이용한 압력측정장치 | |
| Gan et al. | Designs of compliant mechanism-based force sensors: A review | |
| EP3258235A1 (en) | Differential pressure transducer | |
| CN108210090A (zh) | 一种力感知手术器械驱动装置 | |
| US7134219B2 (en) | Fiber optic gap gauge | |
| RU2237864C1 (ru) | Преобразователь линейных перемещений | |
| CN113138045B (zh) | 一种微纳光纤阵列应力定位分析系统 | |
| CN107498575B (zh) | 一种具有力传感器的柔性微夹钳 | |
| EP3881044B1 (en) | Optical fiber sensing device having a symmetric optical fiber arrangement | |
| Mishra et al. | Pre-stressed diaphragm based capacitive pressure sensor for blood pressure sensing application | |
| CN107504988A (zh) | 基于复合梁结构的光纤光栅传感实验系统 | |
| CN101586994B (zh) | 具有温度补偿功能的光纤光栅拉压力传感器 | |
| CN114152374B (zh) | 一种基于光纤布拉格光栅的高精度微型扭矩传感器 | |
| CN107351102B (zh) | 光纤光栅力触觉传感器、机器人及其机械手指尖 | |
| CN105067137B (zh) | 一种基于mems系统的高灵敏度高分辨率的微型温度传感器及监测方法 | |
| Ceyssens et al. | A low-cost and highly integrated fiber optical pressure sensor system | |
| US20230072012A1 (en) | Multi-axis fiber bragg grating sensors and systems | |
| CN118565677A (zh) | 基于光纤布拉格光栅的仿生指尖传感器 | |
| JP5291517B2 (ja) | 内側寸法測定器 | |
| RU2165068C2 (ru) | Датчик перемещения | |
| CN112683440A (zh) | 四爪万向节式维间解耦二维无线无源传感器 | |
| CN109798819B (zh) | 基于电液放大的三自由度精密微位移探针及其测量方法 | |
| RU2290600C1 (ru) | Устройство для измерения линейных размеров | |
| Cellatoglu et al. | Vibrating cantilever transducer incorporated in dual diaphragms structure for sensing differential pneumatic pressure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20061123 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090605 |