Клиновой оптический компенсатор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< ?1?694

° 5 (Ф к". ! (! (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено29.0877 (21) 2523088/18-10 (51)М. Кл.2

G 02 В. 27/00 с присоединением заявки М

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и отнрытий (23) Приоритет—

Опубликовано 250280- Бюллетень р 7 {53) УДК771. 552 (088.8)

Дата опубликования описания 26О2;80

Ю. М. Лазаркевич, В,. В . Молебный, И. И. Очковский и Н. Е. Скиба (72) Авторы изобретения

I (71) Заявитель (54) КЛИНОВОЙ ОПТИЧЕСКИЙ КОМПЕНСАТОР

Изобретение относится к области оптико-электронных приборов, напри-" мер,оптических локаторов, и может быть использовано, в частности, дЛя " компенсации отклонения оптической оси

1 локатора от заданного направления, для компенсации смещения оптической оси аэрофотоаппарата от направления на объект фотографирования и т.п.

Известен клиновой оптический ком-" пенсатор, содержащий установленные вдоль общей оптической оси две .пары клиньев, каждая из которых компенсирует смещение оптической оси по одному иэ двух взаимоперпендикулярнйх направлений, например,по азимуту дс и углу места д Ь (1) .

Ближайшим из известных по техни ческой сущности к изобретению явдя ется клиновой оптический компенсаФор, содержащий пару оптических клиньев,- установленных вдоль общей оптической оси поворо?Ho относительно друг друга, и прибор управления, выход которого подключен к управляющему входу задатчика угла поворота клиньев относительно друг друга (2) .

Компенсатор содержит общий привод. управления клиньев, управляющий вход которого подключен rc выходу эадатчика угла поворота клиньев относительно друг друга. Такий образом, этот оптический компенсатор компенсирует сме-, щение оптической оси аэрофотоаппарата от заданного .направления на объект фотографирования только при прямолинейном nowhere самолета и при отсутствии колебаний по крену и тангажу.

В противном случае происходит смазывание изображения за счет смещения плоскости отклонения оптической оси от. Плоскости направления на объ-. ект фотографированйя.

Другим недостатком компенсатора является то, что он.обладает сравнительно большой инерционностью и, соответственно, нивой динамической точностью компенсации ошибки отклонения оптической оси от заданного направления, так как его оба клина содержат общий привод управления (через редуктор).

Целью изобретения является повышение динамической точности компенсации ошибки отклонения оптической оси от заданного направления, а также упрощение конструкции и повышение надежности работы.

Эта цель достигается тем, что каждый клин оптического компенсатора

717694 снабжен автойоРл. .::м приводом управле†ния и сумматороМ, выход задатчика угла поворота клиньев подключен к управляющему входу одного из сумматоров и через дополнительно введенный "инвер- тор к управляющему входу другого сумматора, вторые управляющие входы сумматоров связаны с вторым выходом прибора управлейия, а выходы сумматоров с соответствующими автономными приводами управления клиньев, прибор управления выполнен в виде преобразоBBTF.ëÿ угловых ошибок отклонения оп тической оси по азимуту ь с1 и угла места a h в суммарную угловую ошибку от""клонения v и в угол q поворота плоскос ти отклонения при этом указанный пребразователь .:набжен входами и выхоами по параметрам ло,,nь, v и .

С целью повышения надежности работы, преобразователь угловых ошибок

"содержит переключатель, сумматор и О два делителя„ косйнусный и арктангенс ный преобразователи, при этом входы 1 идИ переключателя, соединены с соответствующими входами преобразователя угловых ошибок, его управляЮщий вход 25 связан с управляющим выходом, а выход hh (-лс )- с делимым входом первого делителя, выход которого подключен к . входу арктангенсного преобразователя, выход hq(h) переключателя подключен 3О к делительному входу первого и делимоМу входу второго делителя, выход которого соединен с --выходом преобразователя угловых ошибок, а выход переключателя, соответствующий 35

0 (90 ), подключен к одному из входов сумматора, к второму входу которого подключен выход арктангенсного преобразователя, а выход соединен c -выходом преобразователя, угловых ошибок, 4О выход арктангенсного преобразователя дополнительно подключей к входу ко":"сийуснoro ïðåoÜðàçîâàòåëÿ,""-а"Мйод последнего - к делительному входу второго делителя.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого клинового оптического компенсатора; на фиг. 2— функциональная схема преобразователя угловых ошибок; на фиг. 3 — выходная апертура клинового компенсатора. 50

Клиновой оптический компенсатор со1 содержит пару клиньев 1 и 2, установленных вдоль общей оптической оси 3 поворотно относительно друг друга, и прибоф управления 4,У-выход которо- 55 го. подключен к управляющему входу задатчика 5 угла поворота клиньев 1 и

2 относительно друг друга. Каждый клин 1 и 2 оптического компенсатора снабжен автономным приводом управления соответственно б и 7 и сумматором соответственно 8 и 9. Выход задатчика 5 подключен к управляющему входу одного из сумматоров, в данном случае сумматор 8 непосредственно и через

;инвертор 10 к управляющем входу второ-о сумматора 9. Вторые, равляющие входы сумматоров 8 и 9 подключены к "в,-:.ходу прибора управления 4, а выход.ы сумматоров 8 и 9 подключены к соответствующим автономным приво,цам б и 7 клиньев 1 и 2.

Прибор управления 4 выполнен в виде преобразователя угловых ошибок отклонения оптической оси по двум взаимноперпендикулярным направлениям, например, по азимуту ьс и углу места лЙ, в суммарную угловую ошибку отклонения и в угол поворота плоскости этого отклонения, М -выход которого подключен к управляющемувходу задатчика 5 угла поворота клиньев 1 и 2 относительно друг друга и к -выходу которого подключены вторые управляющие входы сумматоров 8 и 9..

Один из наиболее простых и надежнйх преобразователей 4 угловых ошибок, предложенный в изобретении, содержит переключающее 11, суммирующее

12 и делительные 23 и 14 устройства, косинусный 15 и арктайгенсный 16 пре1

:образователи. При этом ас и аЬ—

;:входы переключающего устройства 11 соединены с сооТветствующими входами преобразователя 4 угловых ошибок, его управляющий вход подключен к управляющему выходу, а ьЬ (-ьс )-выход — к делимому входу первого делительного устройства 13, выход которого подключен к входу арктангенсно-. го преобразователя 16. дО,(аЬ) — выход переключающего устройства 11 подключен к делительному входу первого 13 и делимому входу второго делительного устройства 14, выход которого соединен с М -выходом преобразователя угловых ошибок 4 ° Выход переключающего устройства 11, соответствующий 0 (90 ), йодключен к одному из входов суммирую-. щего устройства 12,к второму входу которого подключен выход арктангенсного преобразователя 16 и выход которого соединен с -выходом преобразователя угловых ошибок 4. Выход арктангенсного преобразователя 16 дополнительно подключен к входу косинусного преобразователя 15, а выход последнего — к делительному входу второго делительного устройства 14.

Привод б и 7 управления клиньев

1 и 2 может содержать или только электропривод или помимо электропривода датчик угла поворота клина и сравнивающее устройство, при этом выходы сумматоров подключены к одному из входов сравнивающих устройств, к вторым входам которых подключены датчики угла поворота клиньев, а вы ходы сравнивающих устройств подключены к управляющим входам электроприводов. Однако это не обязательно, так как в случае поступления сигна717694 лов, соответствующих aq u ah с оптико-электронного координатора, обратная связь по углам обработки клиньев может быть замкнута через этот координатор, что снижает необходимость в датчиках угла поворота клиньев и срав- 5 нивающих устройствах.

Преобразователь 4 реализует следующие зависимости (см. фиг. 3):

10 при)ьЬ!< leal 1-й и П-й

CDS A квадранты сх -arcing —; с =+45 =p"+ с ьЬ

sign ьс =+;

2. %в дЬ при )ьф limni П-й и 1У

COSY> квадранты )s= с я; — h, l- L „= 4б ; ф 90;р;

signь +Задатчик 5 угла 8 поворота клиньев

1 и 2 относительно друг друга реализует следующую зависимость."

8=avccos Д-; где б т - б„ + б

0 и о -углы отклонения оптической

Чси каждым клином оптического конденсатора.

Работа клинового оптического ком- пенсатора следует из его функциональной схемы (см, фиг. 1,2) . На привод одного из клиньев, в данном случае привод б клина 1, поступает сигнал, соответствующий сумме углов поворота 8 клиньев относительно друг друга поворота плоскости отклонения оптической оси, а на привод второго клина, в данном случае привод 7 клина 2, поступает сигнал, соответствующий разности углов g и 8 . Таким образом, каждый клин компенсатора поворачивается относительно друг друга на угол 6, компенсируя при Этом суммарную ошибку Ч отклонения опти- ческой оси от заданного направления, и совместно друг с другом на угол ф согласовывая при этом плоскость компенсации отклонения оптической оси с заданной плоскостью ее откло- 50 нения.

Преобразователь угловых ошибок 4 работает следующим образом (см. фиг. 2,3) . 55

Сигналы, соответствующие угловым ошибкам отклонения оптической оси по двум взаимно перпендикулярным направлениям, например, по азимуту ь и углу места ь6 поступают на вход 6( переключающего устройства II. Если дЬ1 < lhg1, т. е. отклонения оптичес кой оси произошло в 1-м или U-м квадранте (см. фиг. 3), то на делимйй вход первoro делительного устройства13 поступает сигнал, соответствующий ошибке отклонения оптической оси по углу места аЬ, а на делительный вход первого 13 и делимый вход второго 14 делительных устройств поступает сигнал, соответствующий ошибке отклонения оптической оси по азимуту aq. При этом на вход сумматора 12 поступает с переключающего устройства 11 сигнал, соответствующий Оо. Благодаря этому мы получает на входе делительного

yñòðîéñòâà 14 сигнал, соответствующий углу Ф со знаком + или соответственно, если отклонение оптической оси произошло в Т-м или П-м квадранте, а на выходе сумматора Т2сигнал, соответствующий углу, в данном случае равного углу с, с соответствующим знаком + или в зависимости от поворота плоскости отклонения оптической оси против часо- вой или по часовой стрелке относительно,направления ошибки отклойения !ас !.

Если в процессе работы компенсатораьс), становится меньше ldh I то есть отклонение оптической оси происходит во П-м или 1У-м квадранте, то с управляющего выхода первого делительноГо устройства 13 поступает сигнал управления на переключение устройства 11, после чего на делимый вход первого делительного устройства 13 поступает сигнал, соответствующий ошибке отклонения оптической оси по азимуту с обратным знаком, т.е. - л< а на делительный вход первого 13 и делимый вход второго (14 делительных устройств поступает сигнал, соответствующий ошибке отклонеиия оптической оси по углу места h h . При этом на вход сумматора 12 поступает с пере- ключающего устройства Il сигнал, соответствующий 90©. Благодаря этому, мы получаем на выходе делительного устройства 14 сигнал, соответствующий углу Р со. знаком + или соответственно, если отклонение оптической оси лроизошло.во втором (П-м),. или (IV-м квадранте, а на выходе сумматора 12 сигнал, соответствующий углу д, в данном случае равного углу 90. — б, где знак р соответствует. + или - в зависимости от поворота плоскости отклонения оптической оси по часовой или против ;асовой стрелки относительно направления ошибки отклонения ьЬ .

Если в процессе работы компенсатора (ь Ь! опять станет меньше fag), т.е. отклонение оптической оси происходит в Т-м или П-м квадранте, то с управляющего выхода первого делительного устройства 13 опять поступает сигйал управления на переключение устройства 1 и т.д., в зависимости от того, в каком квадранте происходит отклоне.ние оптической оси, в 1-м, Ft-м или

g -м, 1у-м.

Причем предложенное схемное решение преобразователя угловых ошибок717694

Формула изобретения,l

4 не требует четкого срабатывания пе""реключающего устройства"прй какбм= то заданном соотношенйй сигналов, соответствующих угловьаа ошибкам отклонени по Аф и h h ", а допускает значительный разброс параметров" при переключении (осйовное условие, чтобы угол ос илиу не превышал намного 45, Thk как в этом случае 4p(p ) . Это значительно упрОщает преобразователь угловых ошибок и повышает йадежность его работы.

Таким образом, оптическая ось 3 удерживается .точно по -заданному направлению при заданных ошибках ъе" отклонения. Расчетйая динамическая точ

" йость "комйейсацйи отклоненйя оптической оси от заданного направления не превышает 1 ..

Простота конструкции предложенного

ИМйоФЙ"о оптическбго коЪй Фсато«ра очевидна, .а конкретные массогабарит ЖГе"характериСтикй его"эавйсят от"авиа метра пучка излучения, отклонение.которого необходимо компенсироваrs " и от максимального значения ошибки отклонейия; т.е. массогабарйтйых характеристик клиньев.

1. Клиновой. оптический компенсатор, содержащий пару оптических кли" йьев,""установленных "вдоль "общей ойти- ческой оси поворотно относительно друг друга, и прибор управления,"вы- ход- которого подключен к управлякиф. --му входу задатчика угла поворота клиньев относитель но друг друга, о т:л и ч а ю щ и и с -я тем, что, с" целью " йовышения"динамйчесКой точности компенсации ошибки отклонения оптической оси от заданного направления, а так-же упрощейия конструкцйи, каждый клин оптического " компенсатоу а снабжен автономныМ приводом управления и сумма торой; вйход захватчика -угла поворота клиньев подключен к управляющему входу одйого иэ сумматоров и через дополнительно введенный":йнвертор . к управляющему входу другого сумматора, вторые управляющие входы сумматоров св я за ны со вторым выходом и риб о ра управления, а выходы сумматоров — с соответствующими автономными приводая ми управления клиньев, прибор управления выйолнен в виде преобразователя угловых ошибок отклонения оптической оси по азимуту а и углу места а) в суммарную угловую ошибку, отклонения

Ч и в угол поворота плоскости отклонения ф, при этом указанный преобра" зовагель снабжеН входами и выходами по параметрам ас,A h,vи )(2. Компенсатор по n.l, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы, преобразователь угловых ошибок содержит переключатель со входами для сигналов

Асу и ьЬ и с выходами для сигналов аЬ(-л ф и л (Ah) сумматор, два делителя, косинусный и арктангенсный преобразо ватели, при этом входыас и аЬпереклю20 чателя соединены с соответствующими входами преобразователя угловых ошибок, его управляющий вход связан с управляющим выходом, а выход ah(-ay )с делимым входом первого делителя, Я5 выход которого. подключен к входу аркТанг6нсного преобразователя, выход

Ag(Ah) переключателя соединен с делительныМ входом первого и делимым входом второго делителя, . выход которого соединен с Ч «выходом преобразователя угловйх Ошибок, а Выход переключателя, соответствующйй Оо (90 ) к одному из входов сумматора;к второму входу которого подключен выход арктангенсного преобразователя, а выход соединен с ф -выходом нреобразователя угловых ошибоК, выход арктангенсного преобразователя дополнительно подключен ко входу косинусного преобразователя„ а вйход последнего к делительному входу

40 второго делителя;

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бабаев A. А. Стабилизация оптических приборов. Л., Машиностроение

45 1975, с, 42.

2. узел оптической компенсации сдвига изображения. Комплект полетной аппаратуры АФА-2МР; :Е 32 32 028 То, приложение (прототип).

717694

Ткбадрант: Sign 0g = +, /Дй/Й /Ьу/, = Ц.(Ш А,у = 0 + сс, gL= агс у М)бц,, g(,макс =

Кк//адрант: Sщи М-+, dg/й /Ы/, y=Ю) а Я " = 90 -g, g = arctg Ц (П дмакс = i. )

П(и3а0рант: $igndg= —, /ЛМ6 8g/, p=dg NSd, -=О+, d.=QPttgd/1 /Ц„ макс= f5 р

Хк//адрант: Sign и = - (Ы(/=(Щ, 9=И)Са5Я у=90 — у, = arctg dg/И )>макс = + d

Фиг.3

Состав ит ель В . Белоусов

Редактор Л. Бибер Техред М...Петко Корректор M. Пожо г. Заказ 9839/63 Тираж 569 Подписное цНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

1111

Филйал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4