Устройство для прецизионного отклонения оптического луча

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (П) (5)) R 02 В 27/17

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3512611/18-10 (22) 10.11.82 (46) 23.01.84. Бюл . Р 3 (72) В.В .Возный, С.В.Галуев, B.П.Михеев.н Б.C..Розов (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-физический институт (53) 771.317.6(088.8) (56) 1 . Патент США 9 4157861, кл. 350-285, 1979.

2. Розов Б.С. Измерительные сканирующие приборы. М., Машиностроени, 1980, с. 133. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕЦИЗИОННОГО ОТКЛОНЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО ЛУЧА, содержащее зеркало в оправе, закрепленной в кардановом подвесе, две кольцевые токовые обмотки, установленные в.зазоры магнитной системы, состоящей иэ магнитопровода и двух постоянных магнитов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью пОвщщ.ния быстродействия и точности устройство снабжено каркасом, имеющим форму усеченной с двух сторон,.сферы, большее сечение которой соединено с оправой зеркала, кольцевые токовые обмотки закреплены на каркасе на разных расстояниях от плоскости зеркала между каждым из двух взаимно перпендикулярно расположенных постоянных магнитов и магнитопроводов, при этом плоскости намоток кольцевых токовых обмоток параллельны плоскости зеркала, магнитопровод выполнен с явно выраженными полюсами из материала, находящегося в магнитном насыщении, уста- I новлен внутри карк са и закреплен на магните с помсщью опоры as немагнитного материала, проходящей через отверстие в каркасе, образованное меньшим сечением сферы.

1068872

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в ч а ст нос т и к при борам упра вле ния положением светового луча.

Известно устройство, имеющее плату с расположенной на ней отражаю- 5 щей поверхностью, которая поддерживается двумя парами упругих элементов и расположенной в центре шарнирной опорой, на плате крепятся две пары постоянных магнитов, которые 30 устанавливают плату в необходимое угловое положение, втягиваясь в центры электрических катушек С13.

Недостаток. устройства заключается в низких надежности, быстродейст- 1 вин и малой жесткости конструкции, приводящей к расфокусировке оптического луча.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее зеркало в оправе, закрепленной в кардановом подвесе, и магнитоэлектрический привод, выполненный в виде двух полуцилиндрич вских токовых рамок, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях и находящихся в сферическом магнитном зазоре, магнитопровод и два постоянных магнизо

Однако привод известного устройства обладает недостаточной жесткостью, что обуславливает малое быстродействие и низкую динамическую точность управления положением зеркала.

Целью изобретения является позы- З5 шение быстродействия и точности устройства за счет увеличения жесткости конструкции.

Поставленная цель достигается 4п тем, что устройство для прецизионного отклонения луча, содержащее зеркало в оправе, закрепленной в кардановом подвесе, две кольцевые токовые обмотки, установленные в зазоры магнитной системы, состоящей иэ магнитопровода и двух постоянных магнитов, снабжено каркасом, имеющим форму усеченной с двух сторон сферы, большее сечение которой соединено с оправой зеркала, копьцевые токовые обмотки закреплены на каркасе на разных расстояниях от плоскости зеркала между каждым иэ двух взаимно перпендикулярно расположенных магнитов и магнитопроводов, при этом плос-55 кости намоток кольцевых токовых обмоток параллельны плоскости зеркала, магнитопровод выполнен с явно вьфй женными полюсами из материала, находящегося в магнитном насыщении, уста-60 новлен внутри каркаса и закреплен на магните с помощью опоры из немагнитного материала, проходящей через отверстие в каркасе, образованное меньшим сечением сферы.

На фиг. 1 изображено устройство прецизионного отклонения оптического луча1 на фиг. 2 — разрез A-A на фиг.1

Устройство содержит зеркало l, кольцо карданового подвеса 2, каркас 3, токовые обмотки 4 и 5, магнитопровод 6, магниты 7 и 8, опору 9 магнитопровода, оправу 10 зеркала.

Устройство работает следующим образом.

Управляемый луч подают на отклоняющее зеркало 1, которое, будучи закрепленным в кардановом подвесе, позволяет осуществлять его независимый поворот и двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Вращение зеркала 1 и соответствующее отклонение луча происходит при подаче сигналов в соответствующие обмотки 4 и 5.

В пределах необходимого поворота зеркала обмотки 4 и 5 постоянно находятся в зазорах магнитной системы, образованной магнитами 7 .и 8 и магнитопроводом 6. Этим достигается независимость величины вращающего . момента от положения зеркала 1. Благодаря насыщенному состоянию магнито-.

1 провода 6 индуктивность токовых обмоток 4 и 5 мала, что обуславливает высокое быстродействие при формировании управляющего момента привода.

Наличие явно выраженных полюсов магнитопровсда 6 необходимо для формиро- вания однородного поля в зазорах магнитной система и исключения возможного влияния сигналов, протекающих в одной иэ обмоток, на величину вра! щающеro момента, формируемого другой обмоткой, за счет магнитных потоков рассеяния. Это обеспечивает высокую точность устройства. Инерционность зеркала 1 служит причиной возникновения динамической сшибки, определяемой как разность углов поворота зеркала 1 и обмоток 4 и 5. Для уменьшения динамической ошибки используют каркас сферической формы, который обладает высркой жесткостью.. Таким образом, устройство позволяет использовать сигналы большой величины и соответствующие вращающие моменты при малых значениях динамической ошибки чем достигается высокие быстродействие и динамическая точность.

Улучшение упругих свойств за счет использования каркаса обуславливает получение высокой резонансной частоты конструкции. Это s совокупности с малой индуктивностью обмоток управлений приводит к широкой частотной полосе пропускания устройства и позволяет создать систему управления, обладающую высокими показателями качества регулирования.

Кольцеобразная намотка токовых рамок привода дает возможность механизировать эту операцию, что повыша1068872

Составитель В.Дринь

Редактор О.Юрковецкая Техред Ж. Кастелевич Корректор В.Макаренко

Заказ 11459/41 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного коьытета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ю» Ю

Филиал ППП Патент, r.ужгород, ул.Проектная, 4

Ет коэффициент их заполнения и эффективность использования воздушного зазора. Это является важным при ограничении на габариты устройства, так как объем магнитной системы при мерно в 25 раз превышает объем зазора.;

Использование каркаса позволит увеличить быстродействие устройства по сравнению с известным в 15 раз при ограничении на динамическую сшибку в 0,4 угл. с.