Способ получения прямоугольных колебаний механической системы
Эй 125811
Класс 21а, 32 о4
21a, 35о1
57а, 34о
СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Л. Г. Семенов
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЯМОУГОЛЪНЫХ КОЛЕБАНИЙ
МЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
Заявлено 5 марта 1966 г. за Ж 676709i26 в Комитет по делам изобретений н открытий при Совете Министров СССР
Опубликовано в «Бюллетене изобретений» М 3 за 1960 г.
В ряде быстродействующих устройств необходимо иметь движение некоторого механического элемента по прямоугольному закону.
В частном случае такое движение оптического элемента необходимо для осуществления системы телевизионной кинопроекции по методу оптической коммутации бегущего луча, Все попытки получения движения механического элемента по прямоугольному закону, т. е. с. малым временем перехода из одного фиксированного положения в другое фиксированное положение, сводились обычно к воздействию на движущийся элемент импульсов силы или моментов импульсов силы, направленных в сторону движения, и применению ограничителей-упоров, ударяясь о которые механический элемент расходовал запасенную во время движения кинематическую энергию. Обычный способ оказывается неприемлемым в случаях, когда необходимо обеспечить быстрый переход и мгновенную точную фиксацию положения механического элемента, так как при этом в момент фиксации возникают ударные нагрузки на ограничители-упоры, что приводит к вибрации механического элемента, а также к износу упора.
Предлагается способ получения прямоугольных механических колебаний путем воздействия на механический элемент последовательностью двуполярных импульсов сил или импульсов моментов сил„ фаза которых меняется на обратную от цикла к циклу. Способ может быть применен к любому механическому элементу, обладающему произвольным соотношением между коэффициентами инерции (массы) и трения, а в случае применения фик аторов — также и коэффициентом упругости. Если инерция элемента является преобладающим парамет№ 125311 ром, а трением и упругостью можно пренебречь, переброс механического элемента из одного положения в другое осуществляется парой равных по количеству энергии и противоположно направленных импульсов силы. Bэтом с.лучае а.мп.л,итуда колебаний для механического элемента, совершающего возвратно-поступательное движение может быть определена по формуле:
А ==- ®-ЛЛ;
И о где; Am — амплитуда колебаний;
F (t) — возде йст вующа я сил а; т — масса;
М вЂ” время действия одного импульса силы.
Лля механического элемента с вращательным движением угол колебаний может быть определен по формуле:
2Ы
Х!П = A4(t)
df dt
1 где; ат — угол колебания;
М(Г) — воздействующий момент;
I — момент инерции;
М вЂ” время действия одного импульса момента силы.
Если значение жидкостного трения велико и пренебречь им по сравнению с инерцией нельзя, амплитуда каждого второго импульса
Р— Ь1 пары должна оыть уменьшена по сравнению с первым в е 1 раз в случае воздействия на механический элемент прямоугольных по форме импульсов сил, где: P —:коэффициент жидкостного трения;
1 — момент инерции или масса;
М вЂ” длительность одного импульса.
По окончании действия импульсов сил механический элемент останавливается, так как импульсы силы или импульсы моментов сил вызывают равные, но противоположные по направлению изменения скорости механического элемента. Способ получения прямоугольных механических колебаний не накладывает ограничений на частоту переходов механического элемента из одного положения в другое и на периодичность таких переходов.
Поскольку механический элемент после воздействия пары импульсов сил или моментов импульсов сил неподвижен, могут быть использованы фиксаторы положения, например электромагнитные фиксаторы, автоматически включаемые после перехода механического элемента из одного положения в другое, Это позволит избежать влияния на подвижной элемент сил упругости после окончания действия переб р а сыв ающих сил.
Для осуществления способа получения прямоугольных механических колебаний могут быть использованы, например, конструкции поступательного и вращательного механического элемента.
На фиг. 1 изображена электромагнитная система с двумя сердечниками и соленоидами; на фиг, 2 — магнитоэлектрическая система с подвижной рамкой. № 125811
Импульсы тока в соленоидах или подвижной рамке могут формироваться электронной схемой, или электромеханическим устройством. Импульсы силы или импульсы моментов сил могут быть получены также чисто механическим путем.
Предмет изобретения
Способ получения прямоугольных колебаний механической системы путем поочередного приложения к ней противоположно направленных импульсов силы, отличающийся тем, что, с целью получения колебаний указанного вида для рабочего элемента механической системы, например быстродействующих реле, . переключателей, коммутаторов, в частности оптических коммутаторов, на механическую систему воздействуют последовательностью биполярных импульсов сил или импульсов моментов сил, меняя полярность каждого следующего цикла на 180 .
