Сканирующее устройство

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (soy С 02 В 26/10

ОПИСЛНИК И30Ы ЯтСНИ Ь

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ с. (21) 3707560/24-10 (22) 07. 03. 84 (46) 15. 01. 86. Бюл. У 2 (72) С.П.Гордиенко, Р.И.Чайковский и В.Е.Говенко (53) 681.4(088.8) (56) Патент США Р 3532408, кл. 350-6, 1970.

Патент США У 2410317, кл.178-6.8, 1943. (54)(57) СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, соДержащее качающееся зеркало, с помощью муфты шарнирно установленное на валу электродвигателя и взаимодействующее с валом с помощью упругого элемента, причем ось.,ЯО„„I 205102 д качания зеркала перпендикулярна оси вала, отличающееся тем, что, с целью уменьшения энергоемкости и повышения надежности, оно снабжено стержнем с грузом на одном конце и осью на другом конце, перпендикулярной стержню, жестко соединенной с осью качания зеркала и шарнирно соединенной с муфтой, выполненной в виде вилки, при этом упругий элемент закреплен на вилке, стержень установлен под углом к валу двигателя и взаимодействует с упругим элементом, а двигатель выполнен с обеснечением воэможности импульсного вращения вала. 3

1205102

30

Изобретение относится к оптическому и оптико-электронному приборостроению и может быть использовано в спектрофотометрах с периодическим сканированием спектра, а также в других системах автоматического контроля нестационарных параметрических полей, Цель изобретения — уменьшение энергоемкости, повышение надежнос ти, а также расширение эксплуатационных возможностей устройства при сканировании в заданном телесном угле.

На фиг.1 изображено сканирующее устройство, общий вид; на фиг,2 то же, вид сбоку; на фиг.3 — электрическая принципиальная схема управления электродвигателем; на фиг.4 — эпюры напряжений в точках электрической схемы, обозначенных на фиг,3; на фиг.5 — вращательноколебательная траектория движения сканирующего луча при отношении амплитуды угла колебательного движения к угловому диаметру сканируемого поля равном четырем.

Устройство состоит из шагового электродвигателя 1, обеспечивающего импульсное вращение вала, жестко установленной на его валу вилки 2, в подшипниках 3 которой свободно вращается Т-образный стержень 4.

Ось Х вращения стержня 4 перпендикулярна оси Z вращения вала двигателя 1, а ось стержня L составляет с осью Z угол 45 . На оси X стержня

4 установлены накладки 5, между которыми болтом 6 жестко зажат выступ

7 зеркала 8, причем отражающая поверхность зеркала 8 составляет с осью Z требуемый угол, который устанавливается по метке 9 и рискам 10.

На вилке 2 установлены кронштейны

11 с упором 12 и 13. На стержне 4 с возможностью перемещения вдоль оси

/М расположены грузы 14. Упругая жесткая пружина 15 одним концом закреплена на вилке 2, а другим — на стержне 4. На вилке 2 укреплены датчики 16 и 17 обратной связи, состоящие, например, из пар светодиод— фотодиод, а к стержню 4 прикреплена пластинка 18, управляющая включением датчиков 16 и 17, которые включены в схему управления шаговым двигателем. Схема управления двигателем со-, держит также триггеры 19 и 20, логические элементы И 21 и 22, логический элемент ИЛИ 23, генератор 24 частоты, синхронизированный с выходом триггера 20 с регулируемой частотой, распределитель 25 импульсов, усилитель 26 мощности и шаговый двигатель 1„ Датчики обратной связи включены в схему управления через токосьемное устройство 27.

Устройство работает следующим образом, В момент включения напряжения колебательная система, состоящая из зеркала 8, стержня 4 с грузами 14 и пластинкой 18, а также пружины

15, находится в положении равновесия, при этом положение пластинки

18, закрепленной на стержне.4, обеспечивает включение датчика 16. Датчик 16 выдает импульс, и триггер

19 устанавливается в состояние логической единицы. Через логический элемент И 21 и логический элемент

ИЛИ 23 импульс устанавливает триггер

20 в состоянии логической единицы и включает генератор 24, синхронизируя выходную частоту по фазе с началом подаваемого импульса. Через логический элемент И 22 сигнал поступает на распределитель 25 импульсов, далее на усилитель 26 мощности и шаговый двигатель 1, который приходит во.вращательное движение, В начальный момент колебательная система находится в состоянии покоя.

При включении двигателя 1 она приходит во вращательное движение вокруг ocu Z вместе с валом двигателя.

При этом на грузы .14 действует центробежная сила, которая, деформируя пружину 15, поворачивает колебательную систему вокруг оси Х. Скорость вращения вала двигателя увеличивается до значения, определяющего такую величину центробежной силы, действующей на грузы 14, при которой колебательная система и связанная с ней пластинка 18 поворачиваются вокруг оси Х на угол, обеспечивающий срабатывание датчика 17.

Импульс с датчика 17 через логический элемент ИЛИ 23 перебрасывает триггер 20 в состояние логического нуля, тем самым закрывая схему совпадения, состояшую из логического элемента И,22. Двигатель 1 останавливается, после чего колебатель1205102 ная система продолжает двигаться по инерции до соударения с упором

12. Далее система совершает колебательное движение вокруг оси Х и, двигаясь в обратном направлении, проходит положение равновесия, при этом датчик 16 выдает импульс, который устанавливает триггер 19 в состояние логического нуля, и логический элемент И 21 не пропускает

его. После соударения с упором 13 колебательная система вновь проходит положение равновесия, датчик

16 выдает импульс и схема управления работает в аналогично описанному.

Однако в положении равновесия система имеет значительную начальную скорость и промежуток времени между срабатыванием датчиков 16 и

17 короче, чем в режиме разгона.

За этот промежуток времени, опреде.ляемый положением грузов 14 на оси стержня 4, двигатель 1 поворачивает систему вокруг оси Z на требуемый угол.

Таким образом, устройство выполняет сканирование отраженного от зеркала 8 луча по вращательно-колебательной траектории с требуемым !

О отношением амплитуды угла колебательного движения к угловому диаметру сканируемого поля, определяемому положениями датчика 17 и упоров

12 и 13.

15 Использование изобретения обеспепечивает уменьшение энергоемкости, повышение надежности, а также расширение эксплуатационных возможностей устройства при сканировании в

2р заданном телесном угле.

1205102

1205102

Составитель В.Дринь

Редактор А.Огар Техред С.Мигунова Корректор М.Максимишинец

Заказ 8526/49 Тираж 525 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4 (