Способ управления лазерным лучом Российский патент 2017 года по МПК G02B26/10 

Изобретение относится к области управления системами общего назначения, оптическими системами и может быть использовано для повышения оперативности управления лазерным лучом.

Известно защищенное патентом изобретение - аналог: заявка №2000130748/28, МПК F16H 1/00, F16H 25/06, 2000 год «Поворотное механическое устройство» (Дудин Д.Н., Иванов В.Э., Менщиков Г.П., Кузьминов В.А.), предназначенное для точного поворота на заданный произвольный угол. Поворотное механическое устройство содержит платформу, жесткое зубчатое колесо, упорный шарикоподшипник, шаговый двигатель, втулку, телескопическое устройство и два нажимных ролика генератора волн. Платформа установлена на жестком зубчатом колесе и опирается на упорный шарикоподшипник. Гибкое зубчатое колесо крепится на основании. На фланце внутри гибкого колеса установлен шаговый двигатель. На валу двигателя жестко посажена втулка, связанная телескопическим устройством с нажимными роликами генератора волн. Ролики поджимаются пружинами в радиальном направлении. Недостатком способа является большие габариты и малое быстродействие, что связано с использованием механических конструкций.

Известно защищенное патентом изобретение - аналог: заявка №2008102253/09, МПК H01Q 3/08, 2008 год «Опорно-поворотное устройство» (Становской В.В., Казакявичюс С.М., Кузнецов В.М., Ремнева Т.А., Неволин А.Р., Федотов Е.И.), предназначенное для ориентации антенных систем по азимуту и углу места. Устройство выполнено в виде вертикальной колонны, наружный цилиндрический поворотный корпус которой посажен с возможностью вращения на неподвижную цилиндрическую опору. Двигатель привода азимутального поворота размещен в цилиндрической опоре, а планетарный редуктор размещен в нижней части поворотного корпуса. Выходное коронное колесо редуктора выполнено на внутренней поверхности поворотного корпуса. Снаружи на поворотном корпусе установлена ось вращения по углу места с поворотной платформой. Механизм поворота по углу места выполнен в виде кривошипа на выходном валу привода, связанного сферическими шарнирами и тягой с поворотной платформой, с образованием плеча относительно оси. Это позволяет использовать в угломестном приводе планетарный редуктор, который при прочих равных условиях обладает наименьшими габаритами и массой. Техническим результатом изобретения-аналога является повышение компактности конструкции, однако быстродействие конструкции остается по-прежнему невысоким.

Известно защищенное патентом изобретение - аналог: заявка №2002107476/09, МПК G02F 1/29, 2002 год «Оптико-механический дефлектор» (Ефименко А.В., Ефименко А.В., Шалобаев Е.В.), предназначенное для отклонения лазерного луча на значительный угол с частотой, превышающей 300 Гц. Зеркало, на которое предусмотрено падение луча, закреплено на роторе, способном совершать вращательно-колебательное движение вокруг продольной оси. Коаксиальное размещение упругого торсиона, возвращающего ротор в положение равновесия внутри осевой полости последнего, обеспечивает равномерное распределение нагрузок, исключает поступательное движение элементов дефлектора, их усталость и остаточную деформацию. При необходимости управления лучом в пространстве используются, например, два дефлектора. Недостатком изобретения-аналога является невозможность оперативного прицеливания лазерного луча в произвольном направлении.

Известно защищенное патентом изобретение - прототип: заявка №2003117524/28, МПК Н02К 57/00, Н02К 41/00, G05D 1/00, 2003 г. «Способ перемещения объекта в пространстве и устройство для перемещения объекта в пространстве» (Лужных С.Н.), которое основано на воздействии электромагнитным полем на проводник, жестко связанный с перемещаемым объектом. Особенность способа состоит в том, что проводник располагают в пространстве так, чтобы он пересекал плоскость, образованную вектором распространения электромагнитного поля и вектором магнитной составляющей этого поля. В проводнике создают переменный ток с частотой, равной частоте электромагнитного поля, и фазой, определяемой направлением его перемещения по отношению к источнику поля. Проводник может быть выполнен в виде обмотки провода, витки которой имеют прямоугольную форму. Устройство содержит элементы, обеспечивающие требуемое управление фазой тока в проводнике. Недостатком изобретения-прототипа является отсутствие возможности выполнения произвольных угловых поворотов.

Целью предлагаемого изобретения является повышение оперативности управления лазерным лучом.

Указанная цель достигается в заявляемом способе управления лазерным лучом, согласно которому в магнитное поле помещают поворотную платформу с зеркалом для отражения падающего лазерного луча, расположенным на одной ее стороне, с проводником электрического тока и поворотным механизмом - на другой стороне. Проводник электрического тока выполняют в виде кольцевых витков, которые располагают по периметру поворотной платформы. Поворотный механизм, например, в виде подвижной шаровой опоры устанавливают в центре тяжести платформы. Магнитное поле формируют системой электромагнитов. Ток электромагнитов и кольцевых витков регулируют из условия отражения лазерного луча от зеркала в заданном направлении.

Повышение оперативности управления лазерным лучом в заявляемом способе обеспечивается за счет отсутствия механических передач в поворотном устройстве, а также за счет использования электрической схемы управления поворотной платформой в сочетании с быстродействующим программным обеспечением регулировки токов кольцевых витков и электромагнитов из условия отражения лазерного луча от зеркала в заданном направлении.

Таким образом, возможность технической реализации и наличие преимуществ заявляемого способа не вызывают сомнений.

Способ управления лазерным лучом, согласно которому в магнитное поле помещают платформу с зеркалом на одной стороне, проводником электрического тока и поворотным механизмом на противоположной стороне, причем проводник электрического тока выполняют в виде кольцевых витков, расположенных по периметру платформы, поворотный механизм устанавливают в центре тяжести платформы, магнитное поле формируют системой электромагнитов, ток кольцевых витков и электромагнитов регулируют из условия отражения лазерного луча от зеркала в заданном направлении.

Способ управления лазерным лучом, в котором в магнитное поле помещают поворотную платформу с зеркалом для отражения падающего лазерного луча, расположенным на одной из ее сторон. На другой стороне платформы размещают проводник электрического тока и поворотный механизм. Причем проводник выполняют в виде кольцевых витков, которые располагают по периметру поворотной платформы. Поворотный механизм устанавливают в центре тяжести платформы. Магнитное поле формируют системой электромагнитов. Ток кольцевых витков и электромагнитов регулируют из условия отражения лазерного луча от зеркала в заданном направлении. Технический результат - повышение оперативности управления лазерным лучом.

Способ управления лазерным лучом, согласно которому в магнитное поле помещают платформу с зеркалом на одной стороне, проводником электрического тока и поворотным механизмом на противоположной стороне, причем проводник электрического тока выполняют в виде кольцевых витков, расположенных по периметру платформы, поворотный механизм устанавливают в центре тяжести платформы, магнитное поле формируют системой электромагнитов, ток кольцевых витков и электромагнитов регулируют из условия отражения лазерного луча от зеркала в заданном направлении.