Раритет-диковина
из лавки древностей
Устройство управления трёхстепенным карданным подвесом
Автор Никонов Евгений Константинович
патент № 1675844, МКИ G 05 B 11/01, опубликовано: 07.09.1991 г., бюллетень № 33,
по заявке № 4620121 с приоритетом 12.12.1988 г.
Патент опубликованный, не секретный.
Предметом изобретения фактически является конкретная система математических уравнений.
Авторство единоличное, без соавторов.
Прототип и аналоги:
Бимбас В.А. Кинематические уравнения движения рам динамического стенда полуперевёрнутой схемы. Сб. Имитаторы и тренажёры, вып. 1, ч.1, 1973, с. 34-39, ч.1.
McPhail, C.D. Apollo external visual simulation display systems. AIAA Paper, 1967, № 2, 53, 1-22. Экспресс-информация “Астронавтика и ракетодинамика”, 1968, № 13, рис. 5.
Реферат
УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТРЁХСТЕПЕННЫМ КАРДАННЫМ ПОДВЕСОМ
Изобретение относится к управлению положением физических тел в пространстве и может быть в гироскопических устройствах, авиационных пилотажных приборах, планетариях, звёздных глобусах, моделях звёздной сферы, наглядных учебных пособиях и т.п.
Цель изобретения – повышение точности управления.
Цель достигается за счёт того, что в устройство дополнительно введены блок управления знаками, задатчик постоянного сигнала и три коммутатора с соответствующими связями.
2 зависимых пункта (з.п.) формулы, 6 илл., 6 табл.
Необходимое пояснение
После полученных мной к 1989 году более двадцати авторских свидетельств по космической тематике, а может и немного раньше, у меня зародилось простенькое желание – написать и защитить изобретение, во-первых, несекретное, во-вторых, единолично моего авторства и, в-третьих, с предметом изобретения – системой математических уравнений.
Было несколько задумок таких изобретений. Одно прошло экспертизу ВНИИГПЭ и уже оформлялось в виде авторского свидетельства.
Напомним. В давние годы Ленин отменил все царские привилегии-патенты и заменил их Авторским свидетельством.
Но – грянул 1991 год!
На пути ускоренного продвижения страны к капитализму, 31 мая 1991 года был принят и с 1 июля 1991 года введён в действие Закон “Об изобретениях в СССР”, в соответствии с которым – вместо авторского свидетельства – единственным правовым документом изобретения признавался патент.
До момента крушения Советского Союза в декабре 1991 года, которого мало кто ожидал, образовалось временное окно до полугода, когда можно было получить – патент СССР.
И я его получил.
Расцениваю как свою крупную удачу, что мне удалось оформить в виде изобретения конкретную, придуманную мной, фактически систему математических уравнений. То есть получил, не без труда, авторское свидетельство и впоследствии патент СССР лично на себя, без соавторов под названием “Устройство управления трёхстепенным карданным подвесом”, номер патента: 1675844, МКИ G 05 B 11/01, опубликовано: 07.09.1991 г., бюллетень № 33, по заявке № 4620121 с приоритетом 12.12.1988 г.
Опубликованный, не секретный.
Реализовать не удалось, требовалось наличие физического изделия – имитатора звёздного неба, непосредственно содержащего трёхстепенной карданный подвес и доработанного под способ управления не по скорости, как делалось все предыдущие годы, а по положению. Но физическое изделие не появилось из-за падения промышленного производства и в связи с переходом систем визуализации на цифровую компьютерную технику.
Тогда же, неожиданно, меня вообще освободили от тренажёрной космической тематики, пришлось вплотную заняться новыми для меня морскими и вертолётными делами, а далее и вообще фантастикой – бортовым космическим направлением, в составе нового производственного коллектива. Изобретательство пришлось оставить, появился иной вид защиты своих авторских прав – свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ.
А теперь, продолжаем.
Формула изобретения
1. Устройство управления трёхстепенным карданным подвесом, содержащее
блок задания синусов и косинусов углов поворота рамок подвеса, первый, второй и третий блоки преобразования в механический поворот, первый, второй и третий датчики синуса и косинуса угла поворота рамки, причём выходы первого, второго и третьего блоков преобразования в механический поворот связаны механически соответственно с внешней, средней и внутренней рамками карданного подвеса, которые механически связаны соответственно с первым, вторым и третьим датчиками синуса и косинуса угла поворота рамки, первый и второй выходы каждого из которых соединены с первым и вторым входами соответствующего блока преобразования в механический поворот, отличающееся тем, что, с целью повышения точности управления, в него дополнительно введены блок управления знаками, задатчик постоянного сигнала, первый, второй и третий коммутаторы, причём первый и второй выходы блока задания синусов и косинусов углов поворота рамок соединены с первым и вторым информационными входами первого коммутатора, первый и второй выходы которого соединены с третьим и четвёртым входами первого блока преобразования в механический поворот, третий и четвёртый выходы блока задания синусов и косинусов углов поворота рамок соединены с первым и вторым информационными входами второго коммутатора, первый и второй выходы которого соединены с третьим и четвёртым входами второго блока преобразования в механический поворот, пятый и шестой выходы блока задания синусов и косинусов углов поворота рамок соединены с первым и вторым информационными входами третьего коммутатора, первый и второй выходы которого соединены с третьим и четвёртым входами третьего блока преобразования в механический поворот, второй выход второго датчика синуса и косинуса угла поворота рамки соединён с первым входом блока управления знаками, второй вход которого соединён с выходом задатчика постоянного сигнала, а выход – с управляющими входами первого, второго и третьего коммутаторов.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления знаками содержит последовательно соединённые блок формирования абсолютного значения, компаратор, блок дифференцирования, диодный элемент и триггер, выход которого является выходом блока управления знаками, первый вход которого является входом блока формирования абсолютного значения, а второй вход – вторым входом компаратора.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что коммутатор содержит первый и второй инверторы, релейный элемент, первый и второй перекидные контакты которого соединены соответственно с входом и выходом первого инвертора, а третий и четвёртый перекидные контакты – с входом и выходом второго инвертора, причём первый и третий перекидные контакты релейного элемента подключены к первому и второму информационным входам коммутатора, обмотка управления релейного элемента – к управляющему входу коммутатора, а первый и второй выходы – к первому и второму выходам коммутатора.
Описание
Изобретение относится к области управления положением физических тел в пространстве и может быть в гироскопических устройствах, авиационных пилотажных приборах, планетариях, звёздных глобусах, моделях звёздной сферы, наглядных учебных пособиях и т.п.
Цель изобретения – повышение точности управления.
На фиг. 1 представлена общая блок-схема устройства управления; на фиг. 2, 3 – схемы блоков устройства; на фиг. 4 – временные диаграммы (эпюры) работы устройства; на фиг. 5 – графики процессов управления; на фиг. 6 – точностные диаграммы устройства.
Устройство содержит блок 1 задания синусов и косинусов углов поворота рамок подвеса, первый 2, второй 3 и третий 4 коммутаторы, первый 5, второй 6 и третий 7 блоки преобразования в механический поворот, внешнюю 8, среднюю 9 и внутреннюю 10 рамки карданного подвеса 11, первый 12, второй 13 и третий 14 датчики синуса и косинуса угла поворота рамки, блок 15 управления знаками и задатчик 16 постоянного сигнала.
Коммутатор 2 (3, 4) содержит первый 17 и второй 18 инверторы, релейный элемент 19.
Блок 15 управления знаками содержит блок 20 формирования абсолютного значения, компаратор 21, блок 22 дифференцирования, диодный элемент 23 и триггер 24.
Устройство после включения работает следующим образом.
Для управления физическим телом в пространстве используются синусы и косинусы углов a, b, g поворота рамок карданного подвеса, которые определяются по известным направляющим косинусам aij, i, j = 1, 2, 3, положения тела в отсчётной, например инерциальной, системе координат с помощью уравнений вида:
sinb = a12; . (1)
secb = 1/sqrt(1-a12*a12); (2)
sina = -a13*secb; . (3)
cosa = a11*secb; . (4)
sing = -a32*secb; . (5)
cosg = a22*secb, . (6)
где secb – секанс угла b.
Данные уравнения решаются в блоке 1 задания синусов и косинусов углов поворота рамок подвеса.
Управление положением каждой рамки подвеса осуществляется в соответствии с законом управления, например, по каналу внешней рамки:
d = sina*cosan-cosa*sinan,
где d – сигнал рассогласования (управляющий сигнал);
sina, cosa – заданные синус и косинус угла поворота рамки;
sinan, cosan – измеренные синус и косинус угла поворота рамки.
Поворот рамок подвеса производится до достижения нулевого рассогласования d, то есть до совпадения заданных и измеренных функциональных сигналов, например, sina -> sinan, cosa -> cosan; в результате обеспечивается положение каждой рамки подвеса, однозначно соответствующего заданному, в неограниченном диапазоне углов поворота.
(Фрагмент)
ВНИИГПЭ – Всесоюзный научно-исследовательский институт государственной патентной экспертизы.
МКИ – международная классификация изобретений.
http://patents.su/
7-1675844-ustrojjstvo-upravleniya-
trekhstepennym-kardannym-podvesom.html
Перейти к разделам сборника “Моя дорога в Космос”:
Общее оглавление. Пролог http://proza.ru/2020/01/01/2
Часть 1. Начало http://proza.ru/2020/01/01/54
Часть 2. Подготовка http://proza.ru/2020/01/01/37
Часть 3. Старт http://proza.ru/2020/01/01/64
Часть 4. Подъём! http://proza.ru/2020/08/01/330
Часть 5. Взлёт! http://proza.ru/2021/01/01/2
Часть 6. Полёт http://proza.ru/2021/02/12/6
Часть 7. Подскок http://proza.ru/2022/02/22/5
Часть 8. Спуск http://proza.ru/2023/07/12/2
Семья, родные . . http://proza.ru/2020/12/12/9
Хронология . . http://proza.ru/2024/02/24/1
Отблески памяти . http://proza.ru/2020/10/11/1902
Год рождения . . http://proza.ru/2023/01/11/3
Лаборатория Даревского. Фото http://proza.ru/2024/10/20/3
Латвия 1976 . . http://proza.ru/2021/06/22/16
Аутогенная тренировка http://proza.ru/2021/06/22/45
Гора крестов . . http://proza.ru/2022/02/20/1709
Союз 7К . . http://proza.ru/2022/06/26/2
Цифра Информация . http://proza.ru/2024/06/24/1
Патент СССР . . http://proza.ru/2022/08/20/1
Ленинградские страницы http://proza.ru/2015/02/09/2380
Могила Неизвестного Солдата http://proza.ru/2023/10/23/2
Восхождение на Аюрведу http://proza.ru/2023/03/02/96
Система Нептун . . http://proza.ru/2023/12/23/1840
Система лестница стена пол http://proza.ru/2025/02/25/2
Разгром англо-афганцев http://proza.ru/2021/08/20/58
Русины Концлагеря Русск. гора http://proza.ru/2024/10/02/6
Обороты речи. ГЕ . http://proza.ru/2024/10/24/16
Импрессия . . http://proza.ru/2025/05/25/114
Разговор с водителем . http://proza.ru/2018/07/13/296
О Париже субъективно . http://proza.ru/2013/01/19/339
Интересная нация . http://proza.ru/2013/08/28/1956
Самая знаменитая пробирка http://proza.ru/2017/04/09/719
Мешок яблок . . http://proza.ru/2013/09/06/258
Вольфганг Амадей Моцарт http://proza.ru/2021/05/09/4
Израиль Абрамович Брин http://proza.ru/2021/12/02/1733
Евстафий Евсеевич Целикин http://proza.ru/2022/03/22/2
Георгий Васильевич Коренев http://proza.ru/2013/08/16/244
Добрый космос лётчика Галлая http://proza.ru/2015/11/06/1015
Художник Павел Никонов http://proza.ru/2021/08/21/2
Мария Захарова дипломат http://proza.ru/2020/09/12/587
Швейковский синдром . http://proza.ru/2023/02/20/1
Альбом стихов . . http://proza.ru/2021/02/21/27
Наивные строфы . http://proza.ru/2021/02/21/774
Латинские и древнегреч. числит. http://proza.ru/2023/06/20/2
***