Способ получения прямоугольных колебаний механической системы Советский патент 1960 года по МПК G08C19/22 

В ряде быстродействующих устройств необходимо иметь д-вижение некоторого механического элемента по нрямоугольному закону. В частном случае такое движение оптического элемента необходимо для осуществления системы телевизионной кинопроекции по методу оптической коммутации бегущего луча. Все попытки получения движения механического элемента по прямоугольному закону, т. е. с малым временем перехода из одного фиксированного положения ;з другое фиксированное положение, сводились обычно к воздействию на движущийся элемент импульсов силы или моментов импульсов силы, направленных в сторону движения, и применению ограничителей-упоров, ударяясь о которые механический элемент расходовал запасенную во время движения кинематическую энергию. Обычный способ оказывается неприемлемым в случаях, когда необходимо обеснечить быстрый переход и мгновенную точную фиксацию положения механического элемента, так как при этом в момент фиксации возникают ударные нагрузки на ограничители-упоры, что приводит к вибрации механического элемента, а также к износу упора.

Предлагается способ получения прямоугольных механических колебаний путем воздействия на механический элемент последовате тьностью двуполярных импульсов сил или импульсов моментов сил, фаза которых меняется на обратную от цикла к циклу. Способ может быть применен к любому механическому элементу, обладаюн1.ему произвольным соотноп1ением между коэффициентами инерции (массы) и трения, а в случае применения фиксаторов - также и коэффициентом упругости. Если инерция элемента является преобладающим парамет№ 125811- 2 -

ром, а трением и упругостью можно пренебречь, переброс механического элемента из одного положения в другое осуществляется парой равных по -количеству энергии и протнвополол ;но направленных импульсов силы. В этом случае амплитуда колебаний для механического элемента, совершаютнето возвратно-поступательное движение может быть определена по формуле:

A,n - - dtdt;

JJ

где; Am- - амплитуда колебаний; F(t) - воздействующая сила; т - масса;

- время действия одного импульса силы. Д;(я механического элемента с вращательным движением Згол колебаний может быть определен по формуле;

МП

где; am -угол колебания;

M(t) - воздействующий момент;

/ - момент инерции;

/ - время действия одного импульса момента силы.

Если значение жидкостного трения велико и пренебречь им по сравнению с инерцией нельзя, амплитуда каждого второго импульса пары должна оыть уменьщена по сравнению с первым в е 1 раз в

случае воздействия на ме.ханический элемент прямоугольных по форме импульсов сил, где; Р -коэффициент жидкостного трения;

/ -момент инерции или масса;

Д - длительность одного импульса.

По окончании действия импульсов сил механический- элемент останавливается, так как импульсы силы или импульсы мо.ментов сил вызывают равные, но противоположные по направлению изменения скорости механического элемента. Способ получения прямоугольных механических колебаний не накладывает ограничений на частоту переходов механического элемента из одного положения в другое и на периодичность таких переходов.

Поскольку механический элемент после воздействия пары импульсов сил или моментов импульсов сил неподвижен, могут быть использованы фиксаторы положения, например электромагнитные фиксаторы, автоматически включаемые после перехода механического элемента КЗ одного положения в другое. Это позволит избежать влияния на подвижной элемент сил упругости после окончания действия перебрасывающих сил.

Для осуществления способа получения прямоугольных. механических колебаний могут быть использованы, например, конструкции поступательного и вращательного механического элемента.

На фиг. 1 изображена электромагнитная система с двумя сердечниками и соленоидами; на фиг. 2 - магнитоэлектрическая система с подвижной рамкой. О

M(t}

Р л,