Пристрій для вимірювання кінематичних характеристик гусеничної машини

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано при исследовании движения гусеничных машин. Известно устройство для измерения кинематических характеристик гусеничной машины, содержащее тягу, соединенную одним концом со скрепленным с корпусом гусеничной машины кронштейном посредством двухстепенного шарнира с горизонтальной и вертикальной осями вращения, измерительное колесо для взаимодействия с опорной поверхностью с горизонтальной осью вращения, закрепленное на другом конце тяги, пружину, закрепленную одним концом на тяге, установленный на измерительном колесе импульсный датчик частоты вращения измерительного колеса, датчики углов поворота тяги в горизонтальной и вертикальной плоскостях, имеющие неподвижные исполнительные элементы и подвижные чувствительные элементы, последние из которых соединены соответственно с вертикальной и горизонтальной осями двухстепенного шарнира, и блок регистрации, к входам которого подключены упомянутые датчики [1]. Это устройство позволяет измерить ряд кинематических характеристик гусеничной машины, но имеет следующие недостатки: 1. Низкую достоверность из-за деформации пружины при вертикальном перемещении колеса. Так как один конец пружины закреплен к тяге, а другой - к кронштейну, скрепленному с корпусом гусеничной машины, то при повороте последней появляется составляющая усилия пружины, которая стремится сместить тягу с колесом в боковом направлении. Такое смещение приводит к боковому уводу колеса и, следовательно, снижению точности измерений. 2. Устройство обладает малыми функциональными возможностями, не позволяет определить основные характеристики поворота гусеничной машины - угловую скорость поворота, скорости буксования гусениц, радиус поворота и смещение полюса поворота, так как для определения последних необходимо измерить скорости и выявить траектории движения обоих (забегающего и отстающего) бортов гусеничной машины. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для измерения кинематических характеристик гусеничной машины путем изменения конструкции крепления датчика угла поворота тяги, что повысит достоверность и, следовательно, точность измерений. Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для измерения кинематических характеристик гусеничной машины, содержащем тягу, соединенную одним концом со скрепленным с корпусом гусеничной машины кронштейном посредством двухстепенного шарнира с горизонтальной и вертикальной осями вращения, измерительное колесо для взаимодействия с опорной поверхностью с горизонтальной осью вращения, закрепленное на другом конце тяги, пружину, закрепленную одним концом на тяге, установленный на измерительном колесе импульсный датчик частоты вращения измерительного колеса, датчики углов поворота тяги в горизонтальной и вертикальной плоскостях, имеющие неподвижные исполнительные элементы и подвижные чувствительные элементы, последние из которых соединены соответственно с вертикальной и горизонтальной осями двухстепенного шарнира, и блок регистрации, к входам которого подключены упомянутые датчики, согласно изобретению, другим концом пружина закреплена на вертикальной оси шарнира, причем неподвижный исполнительный элемент датчика угла поворота тяги в горизонтальной плоскости закреплен на кронштейне, а неподвижный исполнительный элемент датчика угла поворота тяги в вертикальной плоскости закреплен на тяге, при этом на горизонтальной оси измерительного колеса установлены тензодатчики, через усилитель подключенные к блоку регистрации. Кроме того, согласно изобретению, устройство снабжено установленным на вертикальной оси шарнира и подключенным к блоку регистрации гироскопическим датчиком угловой скорости, дополнительными кронштейном, двухстепенным шарниром, тягой, измерительным колесом, датчиками углов поворота тяги в горизонтальной и вертикальной плоскостях, импульсным датчиком частоты вращения, выполненными, установленными и связанными между собой аналогично первым, причем оба кронштейна закреплены симметрично друг др угу по обе стороны от продольной оси машины, а вертикальные оси двухстепенных шарниров расположены на одной прямой, перпендикулярной продольной оси машины. На фиг.1 изображено устройство, вид сбоку; на фиг.2 - структурная схема измерительного комплекса; на фиг.3 - вид свер ху. Устройство содержит тягу 1, соединенную одним концом со скрепленным с корпусом 2 гусеничной машины кронштейном 3 посредством двухступенчатого шарнира с горизонтальной 4 и вертикальной 5 осями вращения, колесо 6, шарнирно установленное на дополнительной горизонтальной оси 7, смонтированной на другом конце тяги 1, пружину 8, закрепленную одним концом на тяге 1, импульсный датчик 9 частоты вращения колеса 6, первый датчик 10 угла поворота, подвижная часть которого соединена с вертикальной осью вращения, второй датчик 11 угла поворота в вертикальной плоскости, подвижная часть которого соединена с горизонтальной осью 4 вращения, блок регистрации 12, к входам которого подключены упомянутые датчики 9,10,11. Свободный конец пружины 8 закреплен на вертикальной оси 5 вращения, корпус первого датчика 10 угла поворота закреплен на кронштейне 3, корпус второго датчика 11 угла поворота закреплен на тяге 1. дополнительная горизонтальная ось 7 выполнена тензометрической, а соответствующие тензодатчики 13 подключены к усилителю 14, выход которого подключен к входу блока регистрации 12. Устройство снабжено гироскопическим датчиком 15 угловой скорости, скрепленным с вертикальной осью 5 вращения, выход которого подключен к входу блока регистрации 12, и установлено по обоим бортам гусеничной машины так, что точки пересечения вертикальных осей 5 вращения с опорной поверхностью 16 располагаются на одной лини 17, перпендикулярной продольной оси 18 гусеничной машины. Работает устройство следующим образом. При движении гусеничной машины импульсный датчик 9 вырабатывает последовательность импульсов, частота следования которых пропорциональна скорости движения соответствующего борта гусеничной машины, первый датчик 10 угла поворота вырабатывает сигнал, пропорциональный углу поворота и характеризует траекторию движения соответствующего борта, второй датчик 11 - сигнал, определяющий профиль опорной поверхности 16, тензодатчики 13, расположенные на дополнительной горизонтальной оси 7, - сигнал, пропорциональный усилию прижатия колеса 6 к опорной поверхности 16. датчик 15 угловой скорости - сигнал, пропорциональный угловой скорости поворота. Сигналы с датчиков 9,10,11 и 15 непосредственно поступают на входы блока регистрации 12. Сигналы с тензодатчиков 13 вначале усиливаются с помощью усилителя 14, а затем также поступают на вход блока регистрации 12. Датчики 9,10,11 и 15, усилитель 14 и блок регистрации 12 запитываются от источников стабилизированного напряжения (условно не показаны). Измерение усилия прижатия колеса 6 к опорной поверхности 16 позволяет учесть изменение радиуса качения колеса 6 и повысить точность определения скорости движения. Так как один конец пружины закреплен на тяге 1, а другой - на вертикальной оси 5 вращения, то исключается боковой увод колеса б при повороте гусеничной машины и повышается точность измерения траектории движения. Введение датчика 15 угловой скорости позволяет определить угловую скорость поворота. Установка устройства на левом и правом бортах позволяет измерить скорости и выявить траектории движения обоих (забегающего и отстающего) бортов, что позволяет после обработки результатов измерения определить ряд основных кинематических характеристик криволинейного движения (поворота) гусеничной машины - радиус поворота, смещение полюса поворота и скорости буксования гусениц.