Сканирующее устройство

 

ч

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) 02 В 27/17

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3523658/18-10 (22) 29.09.82 (46) 07.01.84. Бюл.Р1 (72) 1(.10. Евстифеев, Ю.П. Ларионов, B.А. Новиков, B.Ф. Путьков и С.B.Рохманюк (:1, Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (53) 535.8(088.8) (56) 1. 11вторское свидетельство СССР

Р 553571, кл. С 02 В, 27/17, 1977, 2. Патент Великобритании Р1418682, кл. С „ 02 В 7/18, 1975. (54 ) (57 ) СКАНИРУ(0ЦЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее сканирующий элемент, двигатель сканирующего элемента, ротор которого соединен со сканирующим элементом, датчики полбжения сканирующего элемента, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью уменьшения веса и габаритов оно снабжено гироскопом с тремя степенями свободы, при этом статор двигателя сканирующего элемента установлен на внешней рамке гироскопа, а ocb вращения сканирующего элемента соосна с осью вращения внешней рамки гироскопа.

1065812

Изобретение относится к элементам оптических систем и может быть использовано для придания колебательных движений сканирующему элементу без механического воздействия на объект его установки.

Известно сканирующее устройство, в котором между инерционным элементом и сканирующим элементом установлена постоянная механическая связь (1J .

1О

Недостатком известного устройства является низкая точность движения сканирующего элеМента, вызванная наличием возмущаюцих моментов на сканирующий элемент со стороны связи °

Наиболее близким к предлагаемому является сканирующее устройство, содержащее сканируюций элемент и инерционный элемент в виде махов1лка, 20 установленного соосно со сканирующим элементом, и двигатель сканирующего элемента, ротор которого выполнен в виде постоянного магнита, соединенного со сканирующим элементом, 25 а статор в виде электромагнитных катушек, установленных на инерционном элементе, выполненном в виде маховика. Расположение катушек определяет угол сканирования. Ре- Зд веро сканируюцего элемента осуществляется за счет включения двигателя в моменты когда магнит, расположенный на сканирующем элементе, входит в электромагнитную катушку. Помент двигателя прикладывается к сканирующему и инерционному элемента1л а момент реакции на основание отсутствует (2) .

Недостатком ука=1анного устройства являются большие габариты и вес инерционного элемента, вызванные необходимостью обеспечения примерного равенства моментов инерции сканирующего и инерциодного элементов, ибо в противном случае угол колебания

4 инерционного элемента будет значительно превосходить угол сканирования и конструкция двигателя резко усложнится.

Цель изобретения — уменьшение габаритов и веса сканирующего устройства.

Укаэанная цель достигается тем, что сканирующее устройство, содержащее сканирующий элемент, двигатель

55 .сканирующего элемента, ротор которого соединен со сканирующим элементом, датчики положения сканирующего эле1лента, снабжено гироскопом с тремя степейями свободы, при этом статор двигателя сканирующего элемента установлен на внешней рамке гироскопа, а ось вращения сканирующего элемента соосна с осью вращения внешней рамки гироскопа. (На чертеже изображено предлагаемое устройство = êàíèðîâàíèÿ.

Устройство содержит сканирующий элемент 1, имеющий возможность вращения вокруг оси 2 сканирования, гироскоп с тремя степенями свободы, состоящий из наружной рамки 3, имеюцей ось вращения, совпадающую с осью 2 сканирования, внутренней рамки 4, ось вращения которой перпендикулярна оси вращения наружной рамки 3, а также ротора 5 гироскопа, На наружной рамке 3 гироскопа закреплеH статор б двигателя сканирующего устройства, а также позиционн.- е датчики 7 угла сканирования. Ротор ь двигателя закреплен на сканирующем элементе 1. Выход позиционных -.атчи:=,ов 7 угла сканирования соединен с Bx0$01 блока . у IpcisisseHHà < а Р:з.— хОд блока 9 управления подкл1з -H к управляю им входам с атора =. двигателя. устзой TBo скапирова .ия рабо-..ает следующим образом.

П1ри достижении сканиру ощим эгеме"том максимального у à OI анирсва ния с позиционного датчика 7 у .-ла

l сканирования < например герконовОГО. поступает сигнал на блок 9; -pазления. Блок 9 управления подает на

còàòop 6 дзига.теля, которы.- :. может быть выполнен в виде э 1ектрома..нити;;"; катушек, управляю ее напр;;,ение.

Возникающ1лй МОмЕнт сн.-.Чала тормсзит, а затем приводит к движению сканирующего элемен:а в прети-::оположную сторону. Такой же, но гро :ивоположный 10 направлению момент прикладывается к наружной рамке

3 Iироскопа. этот IOME H вызывает прецессию ротора 5 гироскога, вокруг оси вращения внутренне,"-: рамки

4 гироскопа на угол 2 / . При этом наружная рамка 3 гироскопа остается фактически неподвижной. После окончания процесса реверс"-, и вк †:;ючения двигателя прецессия ротора 5 гироскопа прекращается.

При достижении сканирующего элемента 1 противоголожной границы зоны сканирования к нему, а следовательНо, и к наружной рамке 3 гироскопа со стороны двигателя будет приложен момент другог0 знака. Этот момент приведет к реверсу сканирующегo элемента 1 и к прецессии ротора 5 гироскопа вокруг оси внутренней рамки 4 в противоположном наг1раьлении. Таким образом, цикл сканирования завершается.

В предлагаемом устройстве ротор

8 двигателя выполнен в виде постоянного магнита. Блок 9 угравления мо-. жет представлять собой устройство подключающее к катушкам статора б двигателя постоянное напряжение по

1065812

Составитель В. Дринь

Редактор Ю. Середа Техред С. Легеза Корректор Ю. Макаренко

Заказ 11038/47 Тираж 501 Подписное

ВЙИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 сигналам соответствующих датчиков

7 угла сканирования, например, с помощью реле.

Расчеты показывают, что момент инерции ротора гироскопа может быть взят на три порядка меньше чем момент инерции сканирующего элемента.

Известно, что момент инерции какоголибо тела связан с его массой и габаритами. Поскольку момент инерции ротора гироскопа на три порядка меньше, чем момент инерции сканирующего элемента, то вес и габариты устройства уменьшатся.

Кроме того, использование предлагаемого устройства позволяет изба- 15 виться от гиростабилизированной платформы. На такой платформе должна уста. навливаться устройство при наличии изменяющегося угла крена всего объекта. В устройстве положение биссектрисы угла сканирования подцерживается постоянным в пространстве, за счет инерциальных свойств гироскопа.

Изобретение позволяет улучшить качество фотоснимков, поскольку большая точность движения сканирующего элемента будет приводить к меньшему смазыванию изображения на пленке.

Улучшение качества аэрофотоснимков приводит к уменьшению числа самолетовылетов, связанных с повторной съемкой, позволяет упростить расшифровку снимков, точнее определять месторождения природных ископаемых.