Имитатор входного механического импеданса руки человека для испытаний механизированного инструмента

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ASlOPCNOihV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (") 530215 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено15.01.75 (21) 2098633/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано30.09.76.Бюллетень №36 (45) Дата опубликования описания 23.05.77 г (51) М. Кл. (т 01 М 7/00

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам нзооретений н открытий (53) УДК 620.178.

3 (088.8) (?2) Авторы изобретения

Э. А. Келлер, П. В. Шевелев, М. Н. Бибиков и P. П. Андреев (71) 3aHBHTeab Пермский политехнический институт (54) ИМИТАТОР ВХОДНОГО МЕХАНИЧЕСКОГО ИМПЕДАНСА

РУКИ ЕЛОВЕКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ МЕХАНИЗИРОВАННОГО ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к средствам испытаний при измерении вибрационнь-силовых параметров механизированного инструмента, например мотопил, и может найти применение в стендах, имитирующих руки человека-оператора.

Известно устройство, имитируюшие руку человека, выполненное на основе упругюмассовой системы с электромагнитным демпфером (1).

Однако такое устройство не решает задачи конкретной имитации входных механических импедансов, что не позволяетобъективно оценивать вибрационнс -силовые параметры инструмента без непосредственного 15 участия человека, Наиболее близким по технической суэц ности к описываемому устройству является имитатор входного механического импеданса руки человека для испытаний механизиро-gp ванного инструмента, содержащий электромагнитный демпфер, жестко закрепленный на нем стакан, имитационную массу, выполненную в виде связанного со стаканом, взаимодействующего с демпфером и имеющего он на своем нижнем конце диаметрально расположенные окна цилиндра, закрепленный на нижнем конце цилиндра захват для рукоятки инструмента с упругим элементом, охватывающий демпфер разрезной патрон с трапецеидальной резьбой на внутренней поверхности, подвижную вдоль оси цилиндра и расположенную на его наружной поверхности втулку, и пружину расположенную концентрично цилиндру, один конец которой помещен в трапецеидальную резьбу патрона и жест ко закреплен в стакане, а другой — в подвижной втулке (21.

Недостатком такого устройства является неполное имитирование условий, приближающихся к эксплуатационным.

Бель изобретения - обеспечить условия испытаний, наиболее приближенные к эксплуатационным.

Для этого в предлагаемом имитаторе втулка выполнена с резьбой на наружной поверхности и снабжена штифтом, помещенным в окна цилиндра и ограничивающим ее осевое перемещение, а имитатор снабжен поводком, навернутым на втулку и связывающим ее

530215 с цилиндром и стопорной гайкой переменной массы, закрепляющей поводок на цилиндре.

На чертеже изображен описываемый имитатор, продольный разрез.

Имитатор содержит: электромагнитный 5 демпфер, состоящий из сердечника 1, магнитопровода 2 и катушки 3; к магнитопроводу 2 при помощи винтов 4, гайки 5 жестко крепится стакан 6. Имитационная масса выполнена в виде цилиндра 7, связан«10 ного со стаканом 6 через шаровые опоры

8, взаимодействующего с демпфером через замкнутое кольцо 9 и имеющего на нижнем конце диаметрально расположенные окна 10.

К нижнему концу цилиндра 7 прикреплен захват 11 для рукоятки инструмента с упругим элементом 12, Разрезной патрон 13, охватывающий магнитопровод 2 и демпфер, имеет трапецеидальную резьбу по всей внуъ- 0 ренней поверхности, Стопорится патрон 13 механизмом, состоящим из эксцентрика 14, оси 15 и рукоятки 16. На наружной поверхности цилиндра 7 находится подвижная втулка 17 со штифтом 18, помещенным в окно

10 цилиндра и ограничивающим ее осевое перемещение. На резьбе наружной поверхности втулки 17 навернут поводок 19, связывающий втулку 17 с цилиндром 7. Стопорная гайка 20 закрепляет поводок 19 на цилиндре 7.

Концентрично цилиндру 7 установлена пружина 21, один конец которой помещен в трапецеидальную резьбу патрона 13 и жестко крепится в стакане 6, а другой — в подвижной втулке 17 гайкой 22. На цилиндре

7 крепится ограничитель его осевого перемещения, состоящий из плоской гайки 23, тяги 24 и гайки 25. цилиндр 7 с укрепленными на нем дета- 40 лями имитирует приведенную массу руки человека, изменяемую в пределах 0,2:1,5 кг за счет переменной массы стопорной гайки

20.

Упругий элемент 12 с нелинейной дина«4 мической жесткостью и потерями 80+ 20 имитирует входную жесткость и входные потери руки. Пружина 21 с регулируемой жесткостью порядка 10-60 м имикн тирует жесткость локтевых и плечевых суо- gl тавов.

Электромагнитный демпфер с к оэффициентом демпфирования порядка 50 — 250 Н "

IA имитирует часть вязкого трения руки. 55

При снятии вибрационно-силовых характеристик в исследуемом направлении имитатор сердечником 1 демпфера крепится к станине стенда (на чертеже не показан) и через упругий элемент 12 захватом 11 соединяет- 60 ся с рукояткой рамы механизированного инструмента, например, мотопилы (на чертеже не показана).

Для исследования на режимах рабочего хода исследуемый инструмент, например, мотопилу устанавливают в прорезь ствола дерева. Ослабляют стопорную гайку 20 и, поворачивая поводок 19, перемещают в осевом направлении втулку 17 с жестко закрепленными витками пружины 21, регулируют необходимое усилие надвигания инструмента (10-20 кг) и закрепляют гайку 20. Поворотом эксцентрика 14 относительно оси

15 рукояткой 16 ослабляют затяжку патрона 13. Поворачивая патрон 13, изменяют число рабочих витков пружины 21 и, следовательно, ее жесткость в необходимых пределах. Затягивают патрон 13, поворачивая эксцентрик в обратном направлении.

Зля исследования инструмента на режимах холостого хода пильный аппарат мотопилы выводится из прорези ствола дерева.

Поскольку концы пружины 21 жестко прикреплены к сердечнику 1 и втулке 17, инструмент удерживается в подвешенном состоянии за счет растяжения пружины 21, усилие которой обусловлено весом инструмента. В случае поломки пружины 21, тяга 24 с гайками 23 и 25 служит ограничителем осевого перемещения цилиндра 7.

Навинчиванием сменных стопорных гаек

20 различной массы регулируют приведенную массу рук оператора, участвующую в колебаниях.

Возможность регулировки коэффициентов жесткости, демпфирования и приведенной массы в широких диапазонах позволяет использовать имитатор и для всех промежуточных режимов работы мотопилы, а также использовать его и для другого механизированного инструмента.

Формула изобретения

Имитатор входного механического импеданса руки человека для испытаний механирированного инструмента, содержащий электромагнитный демпфер, жестко закрепленный на нем стакан, имитационную массу, выполненную в виде связанного со стаканом, взаимодействующего с демпфером и имеющего на своем нижнем конце диаметрально расположенные окна цилиндра, закрепленный на нижнем конце цилиндра захват для рукоятки инструмента с упругим элементом, охватывающий демпфер разрезной патрон с трапецеидальной резьбой на внутренней поверхности, подвижную вдоль оси цилиндра и рас5302l5

5 положенную на его наружной поверхности, втулку, и пружину, расположенную концентрично цилиндру, один конец которой помещен в трапецеидальную резьбу патрона и жестко закреплен в стакане, а другой — в подвижнойвтулке, отличающийся тем, что, с целью обеспечения условий испытаний, приближающихся к эксплуатационным, втулка выполнена с резьбой на наружной поверхности и снабжена штифтом, поме-10 щенным в окна цилиндра и ограничивающим ее осевое перемещение, а имитатор снабжен поводком, навернутым на втулку и связывающим ее с цилиндром и стопорной гайкой переменной массы, закрепляющей поводок на цилиндре.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Изыскание способов снижения вибраций основных видов механизированного инструмента. Отчет UKE Строймехинструмент. М., 1966.

2. Авторское свидетельство СССР № 380968, Кл. Cj 01 m 7/00 1971