Устройство для определения угла наклона

Предлагаемая полезная модель относится к измерительной технике, а именно к приборам для измерения углов наклона в вертикальной плоскости.

Технический результат от использования полезной модели по сравнению с прототипом заключается в увеличении точности измерения углов наклона.

Для решения поставленной задачи устройство, содержащее также как и прототип, плиту с закрепленной в вертикальной плоскости угловой шкалой, маятником и стрелкой, в отличие от прототипа, дополнительно снабжено неподвижным стаканом, установленным на плите, внутри которого с возможностью продольного перемещения размещен подвижный стакан. Верхнее основание подвижного стакана шарнирно соединено со стрелкой, в свою очередь стрелка шарнирно соединена с нижним концом маятника, при этом , а где l - общая длина стрелки, а - длина стрелки от точки соединения с подвижным стаканом до точки соединения с маятником.

1 н.п., 2 илл.

Предлагаемая полезная модель относится к измерительной технике, а именно к приборам для измерения углов наклона в вертикальной плоскости. Устройство разработано в составе технологии определения остаточного продольного изгиба корпуса судна по кривизне, величина которой вычисляется по результатам измерения углов наклона поперечного сечения объекта в начале и конце обследуемого отрезка палубы. Предлагаемое устройство позволяет измерять искомый параметр с высокой степенью точности при достаточной простоте конструкции устройства и несложности процесса измерения.

Известно устройство для определения угла наклона (поворота) объектов по пат. РФ 2085845, МПК G01C 9/02, содержащее корпус-держатель, отсчетную. шкалу и чувствительный элемент, выполненный в виде свободно подвешенного в центре корпуса-держателя груза с указателем и закрепленной на нем отсчетной шкалы. Недостатком известного устройства является недостаточная точность измерения.

Известен также прибор по пат. РФ 2350898 МПК G01B 5/30, выполненный в виде коленчато-рычажного тензометра. При похожей технической сущности известный аналог, однако, не может быть использован по предлагаемому назначению. Устройство по пат. РФ 2350898 предназначено для измерения изменений линейных размеров объекта во времени (под действием нагрузки или по прошествии времени), в то время как предлагаемая модель сравнивает измеренные параметры в пространстве (вдоль длины палубы).

Наиболее близким по технической сущности аналогом к предложенному устройству является прибор для определения угла наклона по пат. РФ 2142613 МПК G01C 9/00. Известное устройство содержит корпус с вертикально установленной угловой шкалой и маятником, подвижный конец которого выполнен в виде стрелки, при этом ось поворота маятника совмещена с центральной осью угловой шкалы. Недостатком прототипа является недостаточная для условий использования предлагаемого устройства точность измеренных результатов.

Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается в увеличении точности измерения угла наклона.

Для решения поставленной задачи устройство, (содержащее также как и прототип, плиту с закрепленной в вертикальной плоскости угловой шкалой, маятником и стрелкой,) в отличие от прототипа, дополнительно снабжено неподвижным стаканом, установленным на плите, внутри которого с возможностью продольного перемещения размещен подвижный стакан, основание которого шарнирно соединено со стрелкой, в свою очередь стрелка шарнирно соединена с нижним концом маятника, при этом , где l - общая длина стрелки, а - длина стрелки от точки соединения с подвижным стаканом до точки соединения с маятником.

Сопоставление предлагаемой конструкции и прототипа, а также анализ выявленной информации в области измерительной техники показал, что поставленная задача - увеличение точности измерения углов наклона, решается в результате новой совокупности признаков и позволяет сделать вывод о соответствии устройства, предлагаемого в качестве полезной модели, критерию «новизна».

Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где

на фиг.1, 2 - приведена конструкция устройства,

на фиг.3 - схема измерения угла наклона.

Устройство содержит (фиг.1, 2) плиту 1, на которой с помощью вертикальных стоек 2 закреплена пластина со шкалой 3, проградуированной в радианах. Каждому делению соответствует 0,0005 радиан. На оси 4 пластины установлен маятник 5, шарнирно соединенный со стрелкой 6. Устройство дополнительно снабжено неподвижным 7 и подвижным 8 стаканами. Верхнее основание подвижного стакана 8 шарнирно связано с нижним концом стрелки 6. Полученный узел из маятника 5, стрелки 6 и двух стаканов 7 и 8 образует рычажную систему, оптимальное соотношение плеч которой (от 10 до 20) и длина маятника (2 м) было экспериментально выявлено и математически подтверждено. За пределами этих величин конструкция становится или неоправданно громоздкой или не обеспечивает получение необходимого результата.

Как указывалось выше, заявляемое устройство было разработано в составе технологии определения остаточного продольного изгиба корпуса судна, величина которого больше 0,001 вызывает необходимость принятия соответствующих мер. Для вычисления этой величины по математической формуле, приведенной в заявке 2010106960 от 24.02.2010 на изобретение «Способ определения остаточного продольного изгиба корпуса судна», требуется высокая точность измерения исходных параметров - кривизны на отдельных участках палубы и соответственно угла поворота поперечного сечения (0,0005 радиан). Это может быть достигнуто за счет высокой чувствительности измерительного прибора и его разрешающей способности. В предлагаемом устройстве это требование выполняется в результате обеспечения коэффициента увеличения прибора до 10÷20. При этом конструкция прибора достаточна проста, а процесс измерения не вызывает сложностей.

Устройство работает следующим образом.

Измерение углов производится в начале и конце обследуемого участка палубы судна на пересечении карлингса с бимсом. Об отклонениях палубы судна от прямой линии и соответственно об изменениях угла поворота поперечного сечения корпуса судят по разности показаний устройства в начале и конце участка. По шкале 3 (с делениями 0,0005 радиан) отсчитывают угол наклона стрелки 6, которая поворачивается относительно исходного положения вслед за поворотом маятника 5 (длиной 2 м) в оси 4 при перестановке устройства. При этом стрелка 6 за счет рычажной системы разворачивается на угол, в 10÷20 раз (в зависимости от выбранного коэффициента увеличения) превышающий величину угла поворота маятника. Таким образом, чувствительность маятника 5 и разрешение шкалы 3 в сочетании с наличием рычажной системы, позволяет более точно фиксировать изменения отклонений угла поворота поперечного сечения корпуса судна, и по снятым показаниям более точно измерять величину кривизны на обследуемых участках палубы.

Устройство было апробировано при вычислении кривизны продольной оси корпуса судна по разности углов отклонения поперечных сечений объекта в начале и конце заданного участка. Полученный результат показал, что точность искомого параметра составляет 0,0005, что в 10 раз выше показаний прототипа.

Устройство для определения углов наклона, содержащее плиту с закрепленной в вертикальной плоскости угловой шкалой, маятником и стрелкой, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено установленным на плите неподвижным стаканом, внутри которого с возможностью вертикального перемещения размещен подвижный стакан, верхнее основание которого шарнирно соединено со стрелкой, в свою очередь, стрелка шарнирно соединена с нижним концом маятника, при этом , где l - общая длина стрелки, а - длина стрелки от точки соединения с подвижным стаканом до точки соединения с маятником.