Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код

 

011660074

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬГЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

»»

1 »

Ф ф

» — »

1," »», » (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.12.76 (21) 2434719/18-24 (51) М. Кл. -

G 08С 9/06 с присоединением заявки Л

Ъсударственный комитет (23) П

Приоритет (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.79 (53) УДК 681.325 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

В. И. Мережко (71) Заявитель Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ

УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к автоматике п вычислительной технике и может быть использовано для преобразования угловых перемещений в число импульсов, пропорциональное величине перемещения.

Известны фотоэлектрические преобразователи угла поворота вала в код, содержащие установленный иа входном валу диск, осветители, оптически связанные через соответствующие дорожки кодирующего элемента с отражателями, оптически связанными со смещенными между собой вдоль направления псремсщения фотоприемниками, закрепленными pìåñòå с осветителями на общем кронштейне (1).

Недостатком известных преобразователей является их недостаточная надежность, вызванная возможностью колебаний кодирующего элемента и выдачей в этой связи искаженной информации.

Наиболее близким решением является преобразователь, содержащий осветители, оптически связанные через соответствующие дорожки кодирующего элемента с закрепленными на входном валу отражателями, оптически связанными со смещенными между собой вдоль направления перемещения фотоприемниками, закрепленными вместе с осветителями иа оощсм кронштейне (2).

Недостатком известного преобразователя является его невысокая надежность, вызванная возможностью формирования избыточной информации при наличии в основном направлешш движения возвратно-IIQступательных колебаний.

Целью изобретения является повышение надежности преобразователя.

Это достигается тем, что в него введены

10 упоры и подвижный кронштейн. кодирующий элемент выполнен в виде диска, ступица которого закреплена на входном валу и фрикционно связана с подвижным кронштейном, на котором установлены отража15 тели, а подвижньш и неподвижный кронштейны связаны между собой упорами.

На фиг. 1 изображен преобразователь, вид со стороны плоскости кодирующего диска; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на

20 фпг. 3 — разрез А — А на фиг. 1; на фпг.

4 — разрез Б — Б на фиг. 1.

Фотоэлектрический преобразователь содержит диск 1 с дорожками (отверстиями)

2, равномерно расположен по окруж25 ности диска 1. На кронштейне 3 укреплены неподвижно первая пара осветитель 4— фотоприемник 5 и вторая пара осветитель 6 — фотоприемник 7. Соответствующие пары осветителей и фотоприемников

30 расположены в диаметрально-секущих пло660074

15 0

-15

) ) 60

6 ) скостях, проходящих перпендикулярно плоскости диска 1. Соответствующие плоскости смещены относительно друг друга на нецелое число шагов дискретности диска 1, в данном случае на половину шага дискретности. Подвижный кронштейн 8 установлен на ступице 9 диска 1 и фрикционно связан с ней, кронштейн 3 н подвижны?1 кронштейн 8 снабжены соответственно упорами 10, !1. H«подвижном кронштейне 8 на соответствующих дорожках, имеющих форму концентричных окружностей, размещены отражатели 12, 13, которые смещены относительно друг друга по соответствующим дорожкам на нецелое число шагов дискретности, равное величине относительного смещения соответствующих пар осветителей и фотоприемников, в данном случае на половину шага дискретности. Плоскости преломления лучей в совмещенном положении кронштейнов 3, 8 совпадают с диаметрально-секущими плоскостями, в которых расположены соответствующие пары осветителей и фотоприемников, чем достигается их оптическая связь.

Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом.

При движении «вперед» упор 11 кронштейна 8 упирается в упор 10 кронштейна

3, кронштейны 3 и б устанавливаются в совмещенное положение. Диск 1, преодолевая силу трения между ступицей 9 и кронштейном 8, поворачивается относительно крон штейнов 3 и 8. По мере вращения диска 1 каждое из отверстий 2 последовательно проходит между парой осветитель б — фотоприемник 7 и отражателем 13, затем между парой осветитель 4 — фотоприемннк 5 и отражателем 12.

Сигналы с выходов фотоприемников 5, 7 поступают соответственно на формирователи и запоминающие элементы (на чертежах нс изображены), на выходе ксторых формируется последовательность импульсов.

Прн возможном колебательном движении «назад» диск 1 и сцепленный с ним силами трения кронштейн 8 с отражателями 12, 13 совершают совместное колебательное движение, тем самым разрывая оптическую связь соответствующих пар осветителей 4 н б фотоприемников 5 и 7, нри этом выходные импульсы не формируются.

Очередной импульс будет сформирован после поворота диска 1 в направлении движения «вперед» относительно кронштейнов 8 и 3, когда упор 11 кронштейна

8 упрется в упор 10 кронштейна 3. Если колебательное движение назад диска 1 начато при наличии оптической связи одной из пар осветитель — фотоприемннк, ro когда упор 11 кронштейна 8 упрется вновь в упор 10 кронштейна 3, будет опять восстановлена оптическая связь соответствующей пары осветитель — фотопрнемник.

Импульс с выхода фотоприемника 5 и 7 поступит на триггер запоминающего элемента, подтвердив его состояние, ранее установленное при начале колебательного движения назад. Поскольку перехода сосTO5I?IIIII TpIII гера Нс послед> с 1, ТО 107hHblll импульс сформирова:1 не будет. Флуктуации в Il

Для обеспечения р«ботоспособ)ности фотоэлектрического преобразователя при смеIIe основного II«!!pal?;!el!«oro движения суммарная толщина упоров 10, 11 выполняется меньше ширины отверстия 2 диска 1. В этом случае при основном направленном движении упор 11 кронштейна 8 упирается в упор 10 кронштейна 3 слева (фиг. 1).

Поскольку суммарная толщина упоров 10, 11 меньше ширины отьерстня 2, то оптическая связь соответствующих пар осветителей и фотоприемников обеспечивается.

Режим работы нрн этом аналогичен описанному выше.

Устранение госледовательно осуществляемой оптической связи двух пар осветителей и фотоприемников lip!! Возвратно-поступательных колебаниях вала исключает формирование избыточных импульсов и позволяет отказаться от дополнительных стабилизирующих устройств, а также отпадает необходимость в гибких выводах осветителя и фотоприемника, упрощается построение диска и системы съема информации, что упрощает фотоэлектрический т?реобразователь и повышает его надежность, Формула изобретения

Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код, содержащий осветители, оптически связанные через соответствующие дорожки коднрующего элемента с закрепленными на входном валу отражателями, оптически связаннымн со смещенными между собой Вдоль направления перемещения фотоприсмннк«all?, a IIкностн преооразователя, В него введены упоры и подвижный кронштейн, кодирующий элемент выполнен в виде диска, ступиц!? которого закреплена на входном Валу и фрнкционно связана с

ПОДВИЖНЫМ КРОI!ШТЕЙНОМ, II« КОТOPOIil ÑÒ«новлены отражатели, а нодвн>кный н непод1?нжнь!11 кроll?llтеиi?!» Г!?51:?аны;Iсждx соооll упорами.

Источники информации, принятые во Внимание «pll экспертизе

1. Лвторскос свидетельство СССР

М 222204, кл. Ci 08 С 9/06, 11.04.68.

2. Лвторскос свидетельство СССР

% 19935, кл. Ci 08 С 9/00, 1!.Об).71.

660074

А-А

Фиг. 0

Риг.4

Редактор Б. Герцен

Заказ 561/14 Изд. № 275 Тираж 726 Подписное

1!ПО Государственного комитета СССР по делам изооретеннй ti открытий

113035, Москва, К-35, Раугнская 1136., д, 4, 5

Типография, пр. Сапунова. 2

А Ю

А

Фиг. t

Фиг. z

Составитель И. Назаркина

Техред Н. Строганова

Е-б

ro Y7

Корректоры: A. Галахова и Л. Брахнина