Дефлектор

 

ДЕФЛЕКТОР, содержащий корпус , зеркало, закрепленное посредством вилки на упругом стержне-, зафиксированном с торцов между двумя упорами, установленными в корпусе , отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем повышения быстродействия и уменьшения энергоемкости, упругий стержень выполнен с круглым поперечным сечением и снабжен установленным на нем соосно трубчатым цилиндрическим пьезоэлементом с радиальной поляризацией , имеющим общий внутренний и четыре внешних, размещенных равномерно по окружности электрода, причем направления поляризации пьезоэлемента под его противолежащими (О электродами противоположны, при этом упоры выполнены в виде кернов. (Л VI о 1C 00 00

.СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1176288 (51)4 G 02 В 26/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Ф ., . 1 У

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ (54) (57) ДЕФЛЕКТОР, содержащий корпус, зеркало, закрепленное посредством вилки на упругом стержне, зафиксированном с торцов между двумя упорами, установленными в корпуг(21) 3685922/24-)0 (22) 04 01.84 (46) 30.08.85. Бюл. N- 32 (72) С. П. Гордиенко, P. И. Чайковский и А. А. Трибунский (53) 681.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 651296, кл. G 02 F 1/29, 1976.

Авторское свидетельство СССР

¹ 558247, кл. С .02 В 27/17, 1975. се,отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем повышения быстродействия и уменьшения энергоемкости, упругий стержень выполнен с круглым поперечным сечением и снабжен установленным на нем соосно трубчатым цилиндрическим пьезоэлементом с радиальной поляризацией, имеющим общий внутренний и четыре внешних, размещенных равномерно по окружности электрода, причем направления поляризации пьезоэлемента под его противолежащими .электродами противоположны, при этом упоры выполнены в виде кернов.

1)76288 2

Изобретение относится к оптике, в частности к системам оптико-меха- нической развертки, и может быть использовано в устройствах автоматического контроля нестационарных параметрических полей.

Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей и уменьшение энергоемкости.

На фиг. 1 изображен дефлектор, 10, разрез; на фиг. 2 — то же, вид сле-ва; на фиг. 3 — то же, вид сверху; на фиг ° 4 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 5 - вращательно-колебательная траектория движения луча, отраженного от зеркала, с числом лепест" ков траектории и = 2 EOsp / Ф = 16у5 °

Устройство состоит из корпуса 1, упругого стержня 2 с круглым поперечным сечением, концы которого запрессованы в наконечники 3 и 4.

Стержень 2 зажат между двумя упорами

5 и 6, выполненными в виде кернов, причем упор 6 может быть зафиксирован на оси в требуемом положении.

На наконечник 3 установлена вилка 7, выполненная из легкого материала, например дюралюминия, с приклеенным к ней зеркалом 8. Упругая тонкая пластина 9, жестко прикрепленная од" Зр ним своим концом к наконечнику 4, а другим контргайкой 10 к корпусу 1, предотвращает поворот стержня 2 с зеркалом 8 вокруг вертикальной оси

Z, Нижняя часть стержня 2 вклеена в трубчатый пьезоэлемент 11, имеющий пять электродов: один общий, роль которого выполняет упругий стержень

2, и четыре одинаковых наружных 1215, расположенных вдоль трубчатого 4р пьезоэлемента II. Поляризация пьезоэлемента ll радиальная, причем направления поляризации под его противолежащими электродами противоположны. 45

Устройство работает следующим образом.

До начала работы стержень 2 сжимается между упорами 5 и 6 за счет перемещения упора 6 в осевом на- 5р правлении с усилием, обеспечивающим требуемую резонансную частоту колебаний упругого стержня 2.

При подаче управляющих напряжений

Uq U = U, напРяженности электри- 55 ческого поля под электродами 12 и 14 направлены радиально и симметрично относительно оси Z. Направления же радиальной поляризации под этими электродами противоположны, поэтому участки пьезоэлемента 11 под этими электродами эа счет поперечного обратного пьезоэффекта деформируются по длине в противоположных направлениях и, следовательно, происходит изгиб трубчатого пьезоэлемента 11 и вместе с ним упругого стержня 2 с зеркалом

8 в плоскости YZ что вызывает отклонение луча, отраженного от зеркала 8, в той же плоскости.

То же происходит и при подаче напряжений U = U = U „, В этом случае изгиб происходит в плоскости XZ, что вызывает отклонение отраженного луча в той же плоскости; Угол отклонения луча пропорционален величине напряжения U

При подаче управляющих напряжений П„ = U = -U = -0 = Б, получао ем линейное удлийение пьезоэлемента

11, а при обратном знаке напряжения

U — его укорочение.

При подаче одновременно напряжений 11 „ и Ц стержень 2 изгибается в одной из плоскостей, при этом удлинение пьезоэлемента 11 выталкивает стержень 2 из положения равновесия за счет дополнительного продольного изгиба стержня. При движении стержня от максимально деформированного к недеформированному положению напряжение U имеет обратный знак.

При подаче управляющих напряжений в виде

U =V sir 2Ш 4+0 соэМ 4,51пш о К ы 8Р К

0 =О Фп2ш 4+0 cosa соэ 1

2 о К В 8Р

U=-u з1ь2Ш t+О созе) tsln

3 о . н ю ВР

11 =-V зе 2u), t+ V cos ц) t ссыпь t.

8 к m sp пьезоэлемент 11 возбуждает модулированные по амплитуде, типа биений, изгибные колебания упругого стержня

2 в двух взаимно перпендикулярных плоскостях XZ u YZ сдвинутые по фазе друг относительно друга на четверть периода биений d 4 = Р!2и)

5p1 результатом сложения которых являются колебания упругого стержня 2 с частотой Ш„, постоянной амплитуды . и с одновременным вращением плоскости колебаний с частотой u)8 ° Таким, образом, луч отраженный от зеркала

1176288

8, движется в картинной плоскости по вращательно-колебательной траектории с числом лепестков и = 2и1вр/ ! чаек.

Изменяя частоты управляющих напряжений с0 и u) ., можно получить

61 любое требуемое, в том числе не целое, число лепестков вращательноколебательной траектории движения отраженного луча. При увеличении амплитудных значений напряжений U и U1 увеличивается амплитуда угла отклонения отраженного луча. Макси" мальная амплитуда угла отклонения достигается в резонансном режиме, при совпадении частоты u)1, подавае.мого управляющего напряжения с резонансной частотой колебаний стержня.

15

Таким образом, -использование 20 изобретения позволяет получать вращательно-колебательные траектории движения луча с регулируемыми амплитудно-частотными параметрами, так как, изменяя частоту подаваемых управляю- 25 щих напряжений а также резонансную частоту колебаний упругого стержня, перемещая дальний по отношению к зеркалу упор вдоль оси Z; можно получить требуемые частоты колебательного и вращательного движений, а также требуемое число лепестков траектории, определяемое соогношением 2м> /и „..Регулируя амппитудвр ные значения управляющих напряжений, можно получить необходимую амплитуду угла отклонения отраженного луча, которая в резонансном perm е может достигать 40 . Кроме того, применение пьезоэлемента вместо электромагнитов, а также опор на кернах, в которых отсутствует трение скольжения, вместо .шаровой опоры позволит значительно снизить энергоемкость предлагаемого устройства по сравнению с известным, Использование пьезоэлемента позволяет получать частоту колебательного движения стержня до 15 кГц, что невозможно при использовании электрома-нитов °

1176288

Составитель В. Дрннь

Редактор К, Волощук Техред Ж.Кастелевич Корректор И. Муска

Заказ 5357/46 Тираж 526 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4