Устройство для микроперемещения оптических элементов

 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для прецизионного перемещения оптических компонентов в соответствии с заданными управляющими воздействиями, а также для точного и плавного перемещения изделий в технологическом оборудовании. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования тягового усилия. Устройство микроперемещений содержит пьезодвигатели 1,2,3,4,5,6, цилиндр с подвижными оптическими компонентами 8, неподвижный оптический компонент 10, блок управления 11. Для перемещения подвижного оптического компонента 8 слева направо сигналы управления подаются на пьезодвигатели 1,2,3 с блока управления 11, для перемещения в обратном направлении управляющие сигналы подаются на пьезодвигатели 4,5,6, при этом управляющие сигналы на пьезодвигатели 1,2,3 не подаются. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 2 А2 д1) 4 G 02 В 26/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61 ) 1295354 (21 ) 4110895/24-10 (22 ) 01,09,86 (46) 30.04.89. Бюл. № 16 (71) Институт электроники AH БССР (72) С.С.Кривоносов, Н.С.Иванов, К.В.Уласевич, В.В.Насонов и В.M.Êoëåøêo (53) 535.816 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1295354, кл. G 02 В 26/10, t985 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МИКРОПЕРЕМЕЩЕНИЯ

ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ (57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для прецизионного перемещения оптических компонентов в соответствии с заданными управляющими воздействиями, а также для точного и плавного перемещения иэделий в технологическом оборудовании. Цель изобретения— расширение диапазона регулирования тягового усилия. Устройство микроперемещений содержит пьезодвигатели

1,2,3,4,5,6, цилиндр 8 с подвижными оптическими компонентами, неподвил ный оптический компонент 10, блок 11 управления. Для перемещения цилинд-. ра 8 с подвижными оптическими компонентами слева направо сигналы управления подаются на пьезодвигатели

1,2,3 с блока 11 управления, для перемещения в обратном направлении управляющие сигналы подаются на пье- . зодвигатели 4,5,6, при этом управляющие сигналы на пьезодвигатели 1,2,3 не подаются. 2 ил. 1476422

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для прецизионного перемещения оптических компонентов в соответствии с заданными управляющими воздействиями, а также для точного и плавного перемещения изделий в технологическом оборудовании.

Цель изобретения — расширение 10 диапазона регулирования тягового усилия.

На фиг.1 изображена конструкция предлагаемого устройства; на фиг.2— блок-схема предлагаемого устройства.

Конструкция устройства (фиг ° 1) включает пьезодвигатели 1-6, отражающую накладку 7, цилиндрическую оправу (цилиндр) 8 с подвижными оптическими компонентами, волновод 9, неподвижный оптический компонент 10 и блок 11 управления.

Блок-схема устройства содержит

I датчик 12 перемещения, цифровую клавиатуру 13, кнопку 14, преобразователь 15 перемещение — скорость, схему 16 сравнения, счетчик 17, элементы И 18 -и 19, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 20, усилитель 21, концевой выключатель 22 "Начало", концевой выключатель 23 "Конец", кнопки 24, элементы ИЛИ 25 и 26, триггеры 27 и 28, блок 29 задающих генераторов, усилители 30 мощности, блок

31 управляемых напряжением аттенюаторов, блок ключей 32 и ультразвуковой привод 33.

Устройство работает следующим образом.

Для перемещения цилиндрической 40 оправы 8 с подвижными оптическими компонентами слева направо (фиг.1) необходимо на пьезодвигатели 1-3 подать напряжения U,, U и U с амплитудами Uч Uîã и Uog и частотами 45

f< и f> причем величины Uoä, oi u U и Е4 э Еа и f3 Определяют скорость V перемещения цилиндрической оправы. При этом напряжения

U =U =Ui, =О, что необходимо, чтобы пьезодвигатели 4-6 не препятствовали перемещению цилиндрической оправы 8 в заданном направлении. Для перемещения цилиндрической оправы

8 справа налево (фиг.1) необходимо подать напряжения Ц, U< и амплитудами U, U + и U и часто. тами f,,Е и Й на пьезодвигатели

4-6, причем величины U«, U>z и U>< и

Е, f и f> определяют скорость V перемещения цилиндрической оправы 8.

При этом напряжения U -=-У =Б =О, что необходимо, чтобы пьезодвигатели 1-3 не препятствовали перемещению цилиндрической оправы 8 в заданном направлении. Состоянию покоя цилиндрической оправы 8 соответствует условие U U =U U =U =U =0. Схема управления выполняет функцию формирования напряжений с амплитудами

U<< U ð По Uz< U«v ПОу тотами Е,, f и f а также коммута/ ции указанных напряжений на выходы схемы управления в зависимости от направления перемещения цилиндрической оправы 8. Цифровая клавиатура 13 формирует разрядный двоичный код требуемой скорости, который подается в канал В схемы 16 сравнения и на счетчик 17. Код реальной скорости, который подается в канал А схемы

16 сравнения, формируется преобразователем 15 перемещение — скорость, к входу которого подключен датчик

12 перемещения. Схема 16 сравнения имеет два выхода: А > В и А (В, которые подключены к элементам И 18 и 19.

На эти элементы заведен также сигнал "Конец преобразования" от преобразователя 15 перемещение — скорость. Выход элементов И 18 и 19 подключен к входам счета в обратном и прямом направлениях счетчика 18. Если коды требуемой и реальной скоростей не соответствуют, .то на одном из выходов схемы 16 сравнения присутствует высокий уровень, B результате чего сигнал "Конец преобразования" поступает на соответствующий вход счетчика 17, вызывая изменение кода не его выхода на "1" в сторону увеличения или уменьшения так, чтобы уменьшить разницу между требуемой и реальной скоростью. Предварительная установка счетчика 17 осуществляется записью кода требуемой скорости, поступающего от цифровой клавиатуры

13 по сигналу записи от кнопки 14.

Записанный в счетчике 17 код поступает в ЦАП 20, который преобразует его в соответствующее напряжение.

Последнее усиливается усилителем 21 и поступает на входы управления блока 31 управляемых напряжением аттенюаторов.

С помощью блока 31 осуществляется формирование по амплитуде сигналов, 3 1476422 4 поступающих через усилители 30 мощности от блока 29 задающих генераторов. Блок 29 содержит три независимых генератора, каждый из которых настроен на свою частоту. Сформированные по амплитуде сигналы с блока

31 поступают на входы ключей 32 и ультразвуковой привод 33 ° С выходов ключей 32 сигналы U(Ug u. Uy кото- 10 рые определяют скорость перемещения цилиндрической оправы 8 в прямом направлении, поступают на пьезодвигатели 1-3 устройства. Для формирования сигналов Uq, Ug и U<, которые используются для возврата цилиндрической оправы 8 в обратном направлении, служат ключи 32, 4, 32, 5 и 32.6, выходы которых подключены к пьезодвигателям 4-6, Входы этих ключей подключены к соответствующим входам усилителей 30 мощности, при настройке на этих выходах устанавливаются амплитуды сигналов, которые обеспечивают требуемую скорость возврата цилиндрической оправы 8 в исходное состояние. По входам управления ключи блока 32 объединены в две группы: 32.1, 32.2, 32.3 и 32.4, 32.5, 32.6. Сигналы ХЗ и Х управления для первой и.второй групп ключей формируются следующим образом. В исходком положении (" Начало" ), т.е. при Х„=1, Х =0 Х =О и Х =О, все ключи закрыты. По фронту сигнала

"Пуск", который формируется с помощью кнопки 24,. сигналы Х и Х записываются в триггеры 27 и 28. При

Х вЂ = и Х =О первая группа ключей открывается, а подвижный компонент начинает перемещаться в прямом направлении. При достижении положения

"Начало", т.е. при Х =1, в триггер

28 записывается Х =О, а так как ХЗ=О, то обе группы ключей закрыты, цикл закончен, т.е. подвижный компонент находится в исходном состоянии, Формула изобретения

Устройство для микроперемещения оптических элементов по авт.св.

У 1295354, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования тягового усилия, в него введены две пары пьезодвигателей и две пары усилителей мощности, причем пьезодвигатели выполнены раз-. личных диаметров, уменьшающимися к оправе оптического элемента и связаны с соответствующими усилителями мощности.

1476422

Составитель С.Орешин

Техред M.Äèäûê Корректор B.Ðoìàíåíêo

Редактор А.Ревин

Заказ 2153/47 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-.издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101