Устройство для прецизионного отклонения оптического луча Советский патент 1984 года по МПК G02B26/10 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к приборам управления положением светового луча. Известно устройство, имеющее пла ту с расположенной на ней отражающей поверхностью, которая поддерживается двумя парами упругих элементов и расположенной в центре шарнир ной опорой, на плате крепятся две пары постоянных магнитов, которле устанавливают плату в необхсдаимое угловое положение, втягиваясь в центры электрических катушек С1Д. Недостаток.устройства заключается в низких надежности, быстродейст ВИИ и малой жесткости конструкции, приводящей к расфокусировке оптического луча. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее зер.кало в оправе, закрепленной в кардановом подвесе, и магнитоэлектрический привод, выполненный в виде двух полуцилиндричзских токовых рамок, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях и находящихся в сферическом магнитном зазоре, маг нитопровод и два постоянных магнита 21. Однако привод известного устройс ва обладает недостаточной жесткость что обуславливает малое быстродейст вие и низкую динамическую точность управления положением зеркала. Целью изобретения является новышение быстродействия и точности уст ройства за счет увеличения жесткост коиструкдии. Поставленная цель достигается тем, что устройство для прецизионного отклонения луча, 6одержащее зе кало в оправе, закрепленной в кардановом подвесе, две кольцевые токо вые обмотки, установленные в зазоры магнитной системы, состоящей из маг нитопровода и двух постоянных магни тов, снабяСено каркасом,, имеющим фор му усеченной с двух сторон сферы, большее сечение которой соединено с оправой зеркала, кольцевые токовые обмотки закреплены на каркасе на разных расстояниях от плоскости зер кала между каждым иэ двух взаимно перпендикулярно расположенных магни тов и магнитопроводов, при этом пло кости намоток Колычевых токовых обм ток параллельны плоскости зеркала, магнитопровод выполнен В1Ь § женными полюсами из материала, нахо дящегося в магнитном насыщении, уст новлен внутри каркаса и закреплен на магните с помощью опоры из немаг нитного материала, прохсщящей через отверстие в каркасе, образованное меньшим сучением сферы. На фиг. 1 изображено устройство прецизионного отклонения оптического луча; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1 Устройство содержит зеркало 1, кольцо карданового подвеса 2, каркас 3, токовые обмотки 4 и 5, магнитопровод 6, магниты 7 и 8, опору 9 магнитопровода, оправу 10 зеркала. Устройство работает следующим образом. Управляемый луч подают на отклоняющее зеркало 1, которое, будучи закрепленным в кардановом подвесе, позволяет осуществлять его независимый поворот в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Вращение зеркала 1 и соответствукнцее отклонение луча происходит при подаче сигналов в соответствующие обмотки 4 и 5. В пределах необходимого поворота зеркала обмотки 4 и 5 постоянно находятся в зазорах магнитной систе,мы, образованной магнитами 7 и 8 и магнитопроводом 6. Этим достигается независимость величины вращакицего момента от положения зеркала 1. Бла- : годаря насыщенному состоянию магнито-i провода б индуктивность токовых обмоток 4 и 5 мала, что обуславливает высокое быстродействие при формировании управляющего момента привода. Наличие явно вьтражеиных полюсов магнитопровода 6 необходимо для формирования однородного поля в зазорах магнитной системл и исключения возможного влияния сигналов, протекакмцих в одной из обмоток, на величину вращающего момента, формируемого другой обмоткой, за счет магнитных потоков рассеяния. Это обеспечивает высокую точность устройства. Инерционность зеркала 1 служит причиной возникновения дина1 4ической ошибки, определяемой как разность углов поворота зеркала 1 и обмоток 4 и 5. .Для уменьшения динамической ошибки используют каркас сфе Н1ческой формы, который обладает высркой жесткостью..Таким образом, устройство позволяет использовать сигналы большой величины и соответствующие вращакадие моменты при малых значениях динамической ошибкиf чем достигается высокие быстродействие и динамическая точность , Улучшение упругих свойств за счет использования каркаса обуславливает получение высокой резонансной частоты конструкции, Это в совокупности с малой ивдуктивностью обмоток управлений приводит к широкой частотной полосе пропускания устройства и позволяет создать систему управления, обладающую высокими показателями качества регулирования. Кольцеобразная намотка токовых рамок привода дает возможность механизировать эту операцию, что повыша6т коэффициент их заполнения и эффективность использования воздушного зазора. Это является важным при ограничении на габариты устройства, так как объем магнитной системы при мерно в 25 раз превышает объем зазора.;

Использование каркаса позволит увеличить быстродействие устройства по сравнению с известным в 15 раз при ограничения на динамическую сшибку в (Х,4 угл. с.

АА

Фиг. 2